Развитие технологий требует новых материалов, которые должны отвечать повышенным требованиям и обладать необходимыми техническими характеристиками. Такими материалами стали полимеры – химические вещества, на основе которых производятся различные материалы и детали. Одним из таких полимеров является полиамид.
В отличие от остальных полимеров, полиамид обладает повышенной устойчивостью к износу и лучше подходит к работе в условиях повышенной температуры, благодаря чему получил распространение в различных сферах, как промышленности, так и в быту. Несмотря на более высокую стоимость, полиамид пользуется высоким спросом благодаря своим свойствам.
В этой статье не будем останавливаться на технических параметрах материала, они достаточно описаны в литературе. Рассмотрим основные сферы применения, преимущества и недостатки полиамидов.
Что такое полиамид и где он используется
Полиамид является материалом, относящимся к группе конструкционных полимеров, то есть это искусственный материал, в основе которого лежат пластмассы, содержащие в цепи амидные цепи. Впервые материал получен в США в 1862 году на основе нефтепродуктов.
Процесс изготовления деталей из этого материала довольно прост. Чаще всего используется обычное литье под давлением, что позволяет снизить себестоимость готовых изделий и обеспечить непрерывное производство деталей.
Если сравнивать полиамид и другие полимеры, то обнаружится, что он обладает повышенной прочностью и упругостью. Структура материала имеет защиту от механических повреждений и способна противостоять воздействию повышенных температур. Эти свойства сохраняются при изготовлении конечных деталей, в процессе производства не требуется применение дополнительных компонентов для армирования и укрепления структуры.
Свойства полиамида позволяют использовать его во многих областях. Так, данный материал совершил настоящую революцию в текстильной промышленности, где его добавление к шерсти, полиуретану и другим компонентам позволило изготовлять качественные и долговечные ковры, верхнюю одежду, нижнее белье и так далее. Нейлоновая нить при минимальном диаметре имеет более высокую прочность, по сравнению с нитями из других материалов, при этом ее стоимость равнозначна или даже ниже аналогов.
Также, полиамид используется в таких сферах:
- Производство различных армирующих компонентов при изготовлении канатов, промышленных транспортерных лент, рыболовецких сетей. Использование обусловлено повышенной прочностью нити из полиамидов на разрыв и эластичностью, что позволяет вплетать нити в конструкции.
- В строительстве для образования антикоррозийных и антисептических покрытий для поверхностей, прокладки трубопроводов. Трубопроводы из данного материала более долговечны и прочны по сравнению с произведенными из стандартных пластиков. Используются в труднодоступных местах для продления безаварийного срока эксплуатации. Обработанные полимером поверхности имеют устойчивость ко всем видам грибков, гладкую поверхность, не требующую дополнительной обработки. Кроме того, позволяет защитить лакокрасочный слой без потери привлекательности внешнего вида, так как хорошо пропускает свет.
- Применяется в машиностроении для производства втулок, крыльчаток, корпусов, деталей амортизаторов и сайлентблоков. Применяется в автомобилестроении для изготовления деталей электросистемы транспортного средства, ходовой и прочих частей автомобиля.
- В пищевой промышленности из данного полимера изготавливаются различные емкости, корпуса оборудования, контейнеры и так далее. Материал подходит для контакта с пищей, поэтому, применяется довольно широко. Используется как в бытовых целях, так и на крупных пищевых производствах, молочных фермах и так далее.
- В медицине используются нити из полиамида, искусственные сосуды, протезы и импланты. Материал имеет выраженные антибактериальные свойства, по этому, распространен в различных медицинских приборах и инструментах.
Преимущества и недостатки полиамида
К преимуществам материала относятся:
- Прочность и устойчивость к механическим повреждениям;
- Устойчивость к нагрузкам на излом и разрыв;
- Малый удельный вес по сравнению с другими материалами, имеющими схожую прочность и устойчивость;
- Гигроскопичность. Материал не поддается воздействию влаги, не имеет свойств коррозийности;
- Устойчивость к воздействию термоокислителей;
- Пожаробезопасность. Материал не поддается горению и имеет повышенную температуру плавления;
- Простота обработки и производства изделий.
Недостатки полиамида могут проявляться в зависимости от сферы использования материала. Например, ткани, изготовленные с дополнением данного полимера, имеют свойство к жирному загрязнению. К другим негативным качествам можно отнести:
- Повышенная электризуемость, которая обуславливается малой гигроскопичностью полимера. В некоторых областях, например, текстильной промышленности, данное свойство является недостатком.
- Относительно небольшой порог деформации. Ограничивает возможность использования некоторых видов полимера при повышенных нагрузках.
- Некоторые виды полиамида имеют повышенную температуру плавления, из-за чего возникают сложности при изготовлении готовых изделий и совместимости с другими компонентами, входящими в их структуру. Это приводит к удорожанию производственного оборудования и усложнению технологического процесса.
- Без использования специальных композитов, полимер имеет пониженную термостойкость. Только благодаря добавлению компонентов, материал может использоваться в агрессивной температурной среде, что повышает себестоимость готовых изделий и усложнение процесса производства.
- Некоторые виды полимера при производстве и использовании выделяют вредные вещества, которые негативно влияют на окружающую среду и здоровье человека. Кроме того, утилизация изделий также может нанести вред окружающей среде.
Следует помнить, что положительные и негативные свойства полиамидов зависят от сферы использования. Разработка состава происходит с учетом условий эксплуатации изделий из материала, поэтому недостатки зачастую компенсируются при использовании в узконаправленных проектах. В зависимости от направления использования, разрабатываются и композитные материалы на основе полиамидов.