Полиамид ( polyamide ) – это волокно синтетического происхождения, при этом пропускающее воздух, быстросохнущее, маломнущееся, материал с которым мы постоянно сталкиваемся в быту. Вещи из полиамида прекрасно и довольно долго сохраняют свой первоначальный товарный вид, поскольку данный вид синтетики особенно устойчив к изнашиванию и состоит из волокон высокой прочности.

История

Периодом возникновения полиамидной материи как самостоятельного вида ткани можно считать 60-е годы прошлого века. Именно тогда из ароматических полиамидов с высокой термостойкостью начали впервые изготавливать ткань в промышленных масштабах.

В народе словом «синтетика» обозначалась полиамидная ткань, потому что она долгое время была единственным представителем этого многочисленного семейства. Впоследствии синтетические ткани стали более популярны и распространены. И тогда полиамидная ткань, наконец, получила имя собственное даже в обиходе.

Состав и свойства

Ткань полиамид состоит из синтетических волокон. Их получают методом переработки органического сырья, которым может служить нефть, природный уголь и газ .

Главное достоинство полиамида как материала – в высокой прочности . Качественная фильтровальная ткань не поддается порче и не протирается. Несмотря на свою высокую износостойкость и неподатливость трению, материя имеет совершенно небольшую массу.

Материал из полиамидных волокон быстро высыхает. Влагу он впитывает плохо, это свойство пригодилось для создания верхней одежды. Поверхность материи гладкая. Фильтровальная ткань превосходно отражает свет, держит форму, практически не выцветает . Окрашивается такое полотно легко, а цвет держится длительное время.

К термоокислительным воздействиям полиамидная материя также устойчива. Но есть у нее и свои недостатки. Например, усиленная электризация. Причиной этому служит малая гигроскопичность: между волокнами материала образуется статическое электричество, которое не гасится из-за отсутствия влаги.

Еще одним минусом материала из полиамида является высокая теплопроводность. Фильтровальная материя абсолютно не держит тепло. Этот недостаток вполне может служить достоинством, ведь не на все времена года требуется теплая одежда .

Где применяется полиамид

Полиамид широко используют в легкой промышленности для изготовления различных видов тканей, чулок, носков, искусственных мехов, ковров, шнуров простого и сложного плетения, тесьмы, купальников, спортивных изделий. С высоким спросом полиамидные волокна используют при изготовлении пряжи для вязания – акрила, вискозы, разными видами шерсти – в дальнейшем изделия из подобной пряжи обещают иметь особую прочность и адекватный вид при долгом сроке службы. Встретить полиамид легко и в приспособлениях для рыбной ловли, канатов, изделий резинотехнического характера.

Полиамид можно получать в процессе синтеза некоторых видов пластика.

Полиамид — ткань, которая широко применяется в пошиве различной одежды, так как обладает целым рядом положительных свойств. Прежде всего, этот материал упругий, немнущийся, устойчивый к истиранию и многократным изгибам, прочный, формоустойчивый, быстро сохнет, отталкивает воду и пот. У полиамида есть лишь два недостатка: он плохо удерживает тепло и склонен к электризации. Однако эти недостатки полностью покрываются достоинствами.

Производство

В процессе производства волокон используются алифатические линейные полиамиды, имеющие молекулярную массу в диапазоне 15000-30000.

Изготовление волокна полиамида начинается с синтезирования капролактама из бензола. Затем он полимеризуется в полиамид и подвергается переработке сначала в волокна, а затем – в нити. Условно технологию изготовления материи можно разделить на три стадии:

1. Синтез полимера.
2. Формование сырья.
3. Текстильная обработка.

Одежда из полиамида и его виды

К полиамидным материалам относятся: капрон, анид, нейлон и некоторые другие. Высокие эксплуатационные характеристики позволяют использовать полотно в различных отраслях промышленности: пищевой, медицинской, металлургической, горнодобывающей, нефтехимической, фармацевтической и т.д.

Также фильтровальная материя применяется для производства товаров широкого потребления. Из нее изготавливают спецодежду, куртки и комбинезоны с повышенной влагостойкостью. Широко востребована одежда из полиамида у строителей, туристов, нефтяников, рабочих всех отраслей.

В связи с тем, что она выпускается в виде нитей, постоянно наматывающихся на катушки , из нее производят рыболовные сети и всевозможные канаты. Это самое дорогостоящее волокно из всех, которые имеют искусственное происхождение. В процессе ткачества, создаются текстурированные волокна, из которых и получается полиамид (ткань). Что это такое и с чем их комбинируют? Очень часто полиамидную нить скручивают с шерстяными или хлопковыми волокнами, тем самым создавая новую ткань, прочную и стабильную. По сравнению с полиэстером полиамид обладает большей долговечностью и прочностью.

Из полиамида изготавливают не только верхнюю одежду. Часто этот материал входит в состав самых разных вещей: от кружевного нижнего белья до экстравагантных концертных костюмов. Всем известные полупрозрачные стройнящие чулки и колготки изготавливаются из капрона – разновидности полиамидного материала. Даже сумки , кошельки , визитницы, некоторые виды обуви и другие изделия из кожгалантереи шьют из такой ткани.

Одежду из полиамида изготавливают достаточно часто, поскольку ткань эта, хоть и синтетического происхождения, будет иметь ряд выигрышных характеристик. Зачастую одежду делают с добавлением:

• Эластана;
• Полиуретана;
• Полиэстера;
• Шерсти;

Нейлон

Самый распространенный синтетический материал в пошиве женских колготок и легинссов. Также его можно встретить в составе трикотажной одежды, свитеров, носков. Нейлон легкий, очень быстро сохнет (колготки сохнут почти мгновенно!) и хорошо чистится. Подробнее здесь.

Таслан

Используется в производстве повседневной взрослой одежды. Он не такой легкий, как нейлон , зато более прочный и более дышащий, ведь на изнаночной его стороне есть специальное пористое покрытие для улучшения циркуляции воздуха между вещью и телом.

Джордан

Применяется в пошиве верхней одежды ( куртки , пальто , плащи , ветровки, комбинезоны и т.д.), причем не только для взрослых, но и для детей, так как джордан обладает хорошими гигиеническими свойствами (он дышащий и водооталкивающий). На вид джордан переливающийся, на ощупь — мягкий и гладкий, приятный.

Велсофт

Используется для пошива детской одежды ( комбинезоны , штаны, кофточки и др.), взрослой ( халаты , кофты и т.д.), а также изделий для дома (полотенца, покрывала, одеяла и т.д.). Имеет приятный ворс. Теплый, прочный, нестираемый и дышащий.

Преимущества одежды из полиамида

• Быстро высыхает (водоотталкиваемость);
• Долго держит форму;
• Не сминается;
• Отлично смотрится на любой фигуре.

Вещи из полиамида незаменимы для туристов, рабочих-строителей, представителей других активных профессий.

В то же время не только верхнюю одежду, изготовленную из этого материала, можно встретить. Полиамид можно найти и в составе чулок и колготок, для создания носков полиамид часто используют в смешении с шерстью – это придает изделию прочности и легкости.

Главным положительным аспектом для данного вида материи считается то, что ткань из полиамида получается совершенно нетребовательной к дополнительному уходу.

Недостатки одежды из полиамида

• Высокая способность электризоваться;
• Плохую световую устойчивость (выгорает);
• Ломкость;

Уход за одеждой из полиамида

Обладателям одежды из полиамидной материи следует соблюдать некоторые правила ухода для сохранения изделий в наилучшем виде как можно дольше. Например, фильтровальная материя требует стирки в деликатном режиме при температуре воды не выше сорока градусов . Центрифуга для отжима таких изделий не пригодится, также как и электрическое сушильное устройство. Для сушки вещь из полиамида необходимо подвесить во влажном состоянии.

Во время стирки такой одежды добавлять смягчающие средства не следует, это может привести к потере ими своих водоотталкивающих свойств.

При глажении утюг нужно поставить на самый низкий нагрев и пар не использовать .

Следует знать, что полиамид нельзя перегревать, поскольку высокие температуры легко разрушают нити. Все тонкости, касающиеся чистки и ухода за изделиями из полиамида, досконально описываются на ярлычках, пришитых к одежде.

Чтобы изделия из полиамида служили долго и прекрасно выглядели, рекомендуется стирать их при температуре не выше 40 С, используя режим бережной стирки. Такие вещи не сушат при помощи каких-либо приспособлений и не отжимают в центрифуге. Гладят полиамидные ткани едва теплым утюгом, не используя отпариватель.

Как отличить полиамид

Если прикоснуться к отрезку полиамидной материи, можно почувствовать приятные ощущения. На ощупь этот материал напоминает натуральный хлопковый. Из-за способности сильно электризоваться, полиамид способен узнать каждый.

Как и эфирное, полиамидное волокно не способно к горению. Для проверки можно попробовать поджечь отрезок материала. Он будет плавиться, не испуская никаких ароматов. В конце горения образуется относительно мягкий шарик. При взаимодействии материала с концентрированными минеральными кислотами, он растворится.

Одежда из полиамидного волокна особенно популярна в летнее время: она отлично пропускает воздух. Кроме того, морская вода и яркий солнечный свет не способны повредить изделие, поэтому такие вещи являются постоянными спутниками как профессиональных путешественников, так и обычных любителей пляжного отдыха.

О полиамиде, как исходном материале

Полиамиды — пластмассы на основе линейных синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы —CONH—.

Термостойкие полимеры, в состав которых входят высокомолекулярные синтетические соединения амидной группы (CO-NH или CO-NH2) получили название полиамиды. Амидная связь в составе макромолекул этих полимеров повторяется от двух до десяти раз.

Все полиамиды являются жесткими материалами. Они обладают повышенной прочностью , обусловленной кристаллизацией. Их плотность варьирует в пределах от 1,01 до 1,235 г/см³. Поверхность полиамидных материалов — гладкая, устойчивая к выцветанию и изменению формы.

Они превосходно окрашиваются любыми красителями , устойчивы к воздействию многих химических реагентов.

Полиамиды используются в машиностроении, автомобильной промышленности, текстильной промышленности, медицине и других областях.

Немного истории

Впервые полиамиды были синтезированы в Америке еще в 1862 году из нефтяных продуктов. Это был поли-ц-бензамид . А спустя тридцать лет американскими учеными была синтезирована еще одна разновидность — поли-е-капрамид .

Но производство синтетических изделий из полиамида было организовано только в конце 30-х годов прошлого столетия. Это были волокна, из которых создавались нейлоновые и капроновые ткани . В нашей стране производить полиамидные волокна начали после Великой Отечественной войны, в 1948 году.

Применение

Полимеры используются в различных сферах.

В легкой и текстильной промышленности для изготовления:

• синтетических (капрон, нейлон ) и смесовых тканей;
• ковров и паласов;
• искусственного меха и различных видов пряжи;
• носков и чулок.

В резинотехническом производстве :

• для создания кордовых нитей и тканей;
• канатов и фильтров;
• транспортерных лент и рыболовных сетей.

В строительстве :

• для изготовления различной арматуры и труб;
• в качестве антисептических покрытий для бетонных, керамических и деревянных поверхностей;
• для защиты изделий из металла от ржавчины.

В машиностроении , авиа и судостроении для изготовления деталей амортизационных механизмов, роликов и втулок, различных аппаратов и т. д.

Они входят в состав клеев и лаков.

Их используют в пищевой промышленности для изготовления отдельных деталей оборудования, соприкасающихся с продуктами.

В медицинской промышленности из них создают искусственные вены и артерии, делают различные виды протезов. Полиамидными нитями хирурги накладывают швы во время операции.

В машиностроении полиамиды наиболее часто применяются как конструкционный материал и могут содержать следующие добавки:

• стекловолокно - армирующий материал,
• тальк,
• графит - для повышения теплопроводности,
• масло - для уменьшения коэффициента трения,
• дисульфид молибдена - для увеличения твердости.

Полиамид также может быть использован как антикоррозийный материал для защиты металлов и для защиты бетона.

В медицинской промышленности полиамидные волокна используются для изготовления протезов, хирургических нитей, искусственных кровеносных сосудов.

В текстильной промышленности из полиамида изготавливают нити, ткани.

В народном хозяйстве полиамид часто используется в качестве плёнки, клеёв.

В пищевой промышленности из полиамида производят различные оболочки для колбасных изделий.

Также используется в производстве оружия. Магазин и приклад современных автоматов Калашникова изготавливаются из полиамида.

Получение

Полиамиды получают поликонденсацией амидов многоосновных кислот с альдегидами, поликонденсацией высших аминокислот или диаминов с дикарбоновыми кислотами, конденсацией капролактама и солей диаминов дикарбоновых кислот и др.

Схема получения полиамидных волокон и нитей строится на базе синтеза капролактама из бензола, его полимеризации в полиамид и дальнейшей переработке в волокна и нити. Технологический процесс получения полиамидных волокон включает в себя три основных этапа: синтез полимера, формование и его текстильную обработку. Перерабатывают полиамид литьем под давлением, экструзией, прессованием, полимеризацией в форме (капролон), пневмо- и вакуум-формованием.

Полиимид , в отличие от фторопласта, легко подвергается травлению в концентрированных щелочах, что позволяет готовить сквозные отверстия в пленке. Таким методом получают электрические переходы при формировании многослойных коммутационных плат на полиимидной пленке. Чтобы использовать ее как подложку для вакуумного напыления тонкопленочных проводниковых слоев (обычно Cr-Си), необходима предварительная обработка - активация поверхности с целью преодоления ее адгезионной инертности. Активация представляет, по существу, частичную деструкцию или модификацию внешних слоев с образованием ненасыщенных адсорбционно-способных связей. Достигается это в результате воздействия концентрированного (около 250 г/л) раствора NaOH с добавкой жидкого стекла при 353 К (80 °С). Возможна и активация поверхности полиимида в плазме тлеющего разряда в атмосфере кислорода, однако такой обработки недостаточно для надежной металлизации, особенно если платы в процессе дальнейшей обработки и эксплуатации подвергаются изгибам. Полиимид вполне стабилен при нагреве в вакууме, поэтому его используют как подложки гибких тонкопленочных коммутационных плат (резистивные элементы на таких подложках не изготавливают). В отличие его tg[pic]=0,003. Полиимид обладает повышенным влагопоглощением, и, вероятно, поэтому диэлектрические потери уменьшаются с повышением температуры: так, при 493 К его tg[pic]=0,0006. Недостаток полиамида-повышенное влагопоглощение (1 ... 3% за 30 сут.), поэтому он нуждается в технологической сушке (особенно при изготовлении изделий из пресс-порошков) и защите.

Марки полиамидов

На современном этапе химической промышленностью производится несколько разновидностей полиамидов. Самая большая группа представлена алифатическими полиамидами. Они делятся на следующие группы:

Вторая, не менее распространенная группа — ароматические и полуароматические полиамиды (РАА). Они подразделяются на:

Кристаллизующиеся:

• полифталамиды (синтезированные из изофталевой и терефталевой кислот), с маркировкой: PA 6T; PA 6I/6Tи PA 6T/6I; PA 66/6Tи PA 6T/66; PA 9T HTN;
• полиамид MXD6 (PA MXD6).

Аморфные

• полиамид 6-3Т (PA 63T; PA NDT/INDT).

Еще одна группа полиамидов — стеклонаполненные . Они относятся к композитным материалам (полиамидам модифицированным), в смолу которых добавлены стеклянные шарики или структурированные нити. Распространенные марки стеклонаполненных полиамидов: РА 6 СВ-30; РА6 12-КС; РА 6 210-КС; РА 6 211-ДС, где

• СВ — стекловолокно, 30 — его процентное содержание;
• КС — длина гранулы менее 5 мм;
• ДС — длина гранулы от 5 мм до 7,5 мм.

В качестве модификаторов используют также:

• тальк (деформационные марки);
• дисульфат молибдена (повышает износостойкость и уменьшает трение);
• графит .

Торговые организации предлагают полиамиды под различными коммерческими названиями: нейлон , Ультрамид , Ультралон , Zutel , Duerthan , Сустамид , Акулон , Эрталон , Текамид , Текаст и т. п. Но все они представляют перечисленные выше марки. Например, Текамид 66 (Tecamid 66) — это Полиамид 66.

Среди марок полиамидов, выпускаемых промышленностью, наиболее известны:

• Полиамид-6 ([-NH-(CH2)5-CO-]n)
• Полиамид-12 ([-HN-(CH2)11-CO-]n)
• Полиамид-66 ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n)
• Полиамид-610 ([-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)8-CO-]n)

Свойства полиамидов

Основная часть полиамидов — частично кристаллические термопластические полимеры, которые отличаются высокой прочностью, жесткостью и вязкостью, а также стойкостью к воздействию внешней среды. Большая часть свойств объясняется наличием амидных групп, которые связаны между собой с помощью водородных связей.

Ряд свойств полиамидов зависит от их кристаллического устройства, в частности от содержания воды. Полиамиды взаимодействуют с окружающей средой обратимо впитывая влагу, при этом вода собирается в аморфных областях полиамида. Так, например в окружении воздуха, полиамид 6 принимает примерно 2,5-3,5% воды, аполиамид 610 около 0,5%. Влагопоглощение полиамидов напрямую влияет на их долговечность.

В следующей таблице представлены некоторые свойства полиамидов:

Свойства полиамидов различных марок сходны между собой. Это материалы, обладающие повышенной прочностью и износостойкостью. Синтетические фильтрованные полиамидные ткани можно обрабатывать горячим паром (t=140°). При этом полностью сохраняется их эластичность. Детали, арматура и трубы, в производстве которых использованы полиамиды, выдерживают высокие ударные нагрузки .

Конструкционный термопласт Полиамид 6 представляет собой продукт анионной полимеризации капролактама ГОСТ 7850-74Е, обладает устойчивостью к воздействию углеводородных продуктов, ГСМ и механическим повреждениям. Благодаря этому, он широко востребован в нефтеперерабатывающей промышленности, производстве автомобилей и ручного инструмента. Его недостатком является высокое поглощение влаги, что служит ограничением для использования в изготовлении деталей, работающих во влажных средах. Плюсом является то, что он не теряет первоначальных свойств после высыхания.

Полиамид 66 (Tecamid 66) от Полиамида 6 (РА 6) отличает большая плотность. Это жесткий материал с повышенной твердостью, прочностью и хорошей упругостью . Он не растворяется щелочами и прочими растворителями, техническими маслами, пищевыми жирами, горюче-смазочными материалами, устойчив к воздействию рентгеновского и гамма излучения.

Полиамид 12 обладает высокой степенью скольжения и износостойкости . Он может эксплуатироваться в условиях сверхвысоких температур и повышенной влажности. Используется в производстве амортизационных деталей, роликов и втулок, буферных планок и канатных блоков, червячных колес, шнеков и т. п.

Полиамид 11 от всех других видов отличается самым низким процентом водопоглощения (0,9%), он практически не стареет . Его можно эксплуатировать при отрицательных температурах. Особое свойство сохранять форму во влажной среде, сделало его незаменимым материалом в машиностроительной, авиа и судостроительной промышленности. Кроме того, он обладает физиологической инертностью и может быть использован в оборудовании для предприятий общественного питания. Низкая гигроскопичность делает Полиамид востребованным в электротехнике и энергетике в качестве изоляционного материала. Полиамид 11 относится к самым дорогим полимерам.

Теамид 46 — полиамид с полукристаллическим строением, имеет самую высокую температуру плавления (295°С). Используется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных температур. Его недостатком является повышенное водопоглощение.

Наполнение полиамида стекловолокнистыми модификаторами улучшает их свойства: они становятся жестче, повышается прочность и теплостойкость, а коэффициент линейного расширения уменьшается, снижая усадку. Полиамиды становятся устойчивыми к растрескиванию от мороза или повышенных температур. Используются стеклонаполненные полиамиды в приборостроении, производстве музыкальных инструментов (из них делают корпуса), при изготовлении несущих деталей трансформаторов и т. д.

Растворяется в сильнополярных растворителях (концентриров. H2SO4, HCOOH, крезолах), диметилацетамиде. Большинство ароматических полиамидов растворяется в ограниченном числерастворителей, что заметно сужает области их применения и усложняет технологию переработки. Введение в полиамидную цепь сульфогрупп сказывается на растворимости полимеров. При определенном содержании сульфогрупп ароматические полиамиды приобретают способность растворяться в воде. Длярассматриваемых нами полиамидов этот переход соответствует диапазону обменной емкости 2,6-3,2 г-экв/г. В амидных растворителях при значениях обменной емкости 2,6 г-экв/г и ниже они образуют стабильные растворы с концентрацией 5-15% масс. Следует отметить, что все представленные полиамиды вне зависимости от строения и количества сульфогрупп растворимы в 96%-ной серной кислоте.

Не растворяется в воде, устойчив в маслах, бензине, разбавленных и концентрированных растворах щелочей, разбавленных кислотах. При повышенных температурах полиамиды деструктируются кислотами, щелочами, аминами. Полиамиды характеризуются высокой износостойкостью, низким коэффициентом трения, хорошим электроизоляционными и прочностными свойствами. Водород амидной группы способен замещаться на алкильные и другие радикалы , N-замещенные полиамиды обладают низкой степенью кристалличности и относительно невысокими температурами плавления.

Состав

Технология производства

Производство полиамидов осуществляется двумя способами :

• полимеризацией капролактама (для поли-е-капрамидов), которая осуществляется преобразованием циклической связи N-C в линейный полимер;
• цепной реакцией поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты (для поли-ц-бензамидов), в результате которой формируются цепи полиамида.

Оба процесса могут выполняться в непрерывном (самый распространенный) и периодическом режимах.

Непрерывный технологический процесс полимеризации капролактама состоит из следующих этапов:

1. Подготовительный. На этом этапе получают соль АГ из адипшювой кислотой и гексаметилендиамина. Для этого адипшювую кислоту растворяют в метаноле в специальном аппарате, оснащенном мешалкой и обогревом. Одновременно происходит расплавление порошка капролактама в плавителе, оснащенном шнековым питателем;
2. На втором этапе происходит полимеризация . Это осуществляется следующим образом: подготовленный раствор вводят в колонну полимеризации. Используются колонны одного из трех типов: Г-образного, вертикального или U-образного. Туда же поступает расплавленный капролактам. Возникает реакция нейтрализации и раствор закипает. Образующиеся пары поступают в теплообменники;
3. На следующем этапе полимер из колонны в расплавленном виде выдавливается в специальную фильеру , а затем поступает на охлаждение. Для этого предусмотрены ванны с проточной водой или поливочные барабаны;
4. В охлажденном виде посредством валков или направляющих жгуты и ленты полимера поступают к измельчающему станку;
5. На следующем этапе полученная полиамидная крошка промывается горячей водой и фильтруется от низкосортных примесей;
6. Завершается технологический процесс высушиванием полиамидной крошки специальных сушилках вакуумного типа.

Форма выпуска

Поли-е-карбамиды выпускаются в виде дробленой крошки , а поли-ц-бензамиды — в виде гранул . После дальнейшей обработки (экструзией, каландрированием, под давлением и т. д.) они поставляются в стандартных формах :

• стержневой, с диаметром стержня от 10 мм до 250 мм;
• листовой, с толщиной листа от 10 мм до 100 мм;
• в виде кругов или втулочных заготовок.