نایلن یا پلی آمید ۶۶ و تفاوت های و شباهت ها با نایلن ۶

قبل از آغاز این مقاله لازم به ذکر است
که در صنعت بازیافت پلاستیک ها به اشتباه از کلمه نایلن برای کیسه های پلی اتیلنی استفاده می کنند
در حالی که در علم مهندسی پلیمر و شیمی نایلن ها بخشی از گروه پلی آمید ها محسوب می شوند
و جزء پلاستیک های مهندسی محسوب می گردد و کاربردها و خواص جالب دارد.

در حال حاضر انواع مختلفی از نایلن ها به صورت تجاری و در حجم زیاد تولید می شوند،
لاکن مهمترین اعضا این گروه از پلی آمیدهای آلیفاتیک نایلن۶۶ و در مرحله بعد،
نایلن۶ می باشند که بیشترین تولید بازرگانی نایلن ها در جهان را به خود اختصاص داده اند،
سپس نایلن ۶۱۲، و نایلن۱۱ و نایلن ۱۲ از نظر اهمیت اقتصادی به ترتیب در رتبه های بعد قرار دارند.

نایلن۶۱۰ در ساخت قطعه مورد استفاده قرار می گیرد،
این پلاستیک برای تهیه الیاف و منسوجات مصرف نمی شود
اما خواصّ مختلف آن، این پلاستیک را قادر می سازد تا در ساخت الیاف منفرد نیز به کار رود.

مصارف عمده نایلن۶۶ را می توان در سه حوزه ی الیاف، ساخت قطعات و چسب به شمار آورد.

ساختمان و خواصّ شیمیایی

نایلن۶۶ از ترکیب اسید آدیپیک با هگزامتیلن دی آمین و پلیمریزاسون تراکمی آن دو، به وجود می آید،
واحد تکرار شونده این پلاستیک به این صورت است: [-NH-(CH₂)₆-NH-CO-(CH₂)₄CO-]_n

ساختار شیمیایی نایلن ۶۶

جرم ملکولی الیاف نایلن۶۶ حدود (۱۵۰۰۰ تا ۱۳۰۰۰) گرم بر مول است
در حالی که برای تولید قطعات، جرم ملکولی نایلن معمولا از ۲۴۰۰۰ به بالا است.

مقاومت نایلن ها در برابر حلاّل ها خوب است،
نایلن ها در برابر مود نفتی و حلاّل های الیفاتیک از خود مقاومت بسیار خوب نشان می دهند
ولی به شدت تحت تاثیر اسیدهای معدنی غلیظ در دمای اتاق، و قلیاها در دمای بالا قرار می گیرند.

فقط فنل ها، کرزول، و اسید فرمیک نایلن۶۶ را در دمای اتاق حل می کنند.
اسیدهای قوی باعث تخریب شیمیایی آن می شوند.

خواصّ حرارتی نایلن۶۶

بر اساس گرمانگیر DSC²² ، نایلن ۶۶ در گستره حرارتی(۴±۲۴۶ درجه سانتی گراد) پدیده ذوب این پلاستیک واقع می شود،
و از حوالی (۲۷۵ درجه سانتی گراد) به بالا، این پلیمر در آستانه تخریب حرارتی قرار می گیرد.

از دیگر ویژگی های برجسته این پلاستیک، انعطاف پذیری و چقرمگی خوب الیاف آن است
که باعث شده در تهیه منسوجات، به خصوص در مصارف زنانه زیاد مورد استفاده قرار گیرد،
به ویژه خاصیت مانایی دائمی در ۱۰۰ درجه سانتی گراد که اگر سرد کردن آن به آرامی انجام شود
حالت چین دائمی ( پلیسه) را برای آن به وجود خواهد آورد.

نایلن۶۶ خواصّ مکانیکی خود را تا ۱۵۰ درجه سانتی گراد حفظ می کند
هر چند بهتر است به صورت محافظه کارانه، دمای اعمال شده به این پلاستیک ( مانند اطوکشی) از ۱۲۵ درجه سانتی گراد بالاتر نرود.

نایلن ها در درجه حرارت های کم و رطوبت پایین از قابلیّت عایق الکتریکی بسیار خوبی بهره مند هستند، ولی این خواصّ با بالا رفتن درجه حرارت و یا افزایش رطوبت به سرعت از بین می رود و زایل می گردد.

افزایش گروه عاملی متیل CH₂ در بخش آمیدی تشکیل دهنده زنجیر نایلن ها، باعث می شود این پلاستیک از گستره ذوب پایین تر، و قابلیّت جذب رطوبت کمتری برخوردار شود، در عین حال از سفتی آن کاسته، و خواصّ مکانیکی آن نیز تضعیف گردد.

شباهت ها و تفاوت های خواص مکانیکی نایلن۶۶ و نایلن ۶

نایلن۶۶ در بردارنده ی مجموعه ای از خواصّ عالی است که از آن میان می توان به خواصّ مکانیکی ( استحکام های بالا، چقرمگی  زیاد، و مقاومت عالی در برابر سایش )، ویژگی های حرارتی  و شیمیایی خیلی خوب اشاره کرد.

دو نایلن پر مصرف صنعتی ۶ و ۶۶ ، علی رغم تفاوت های ساختار ملکولی، از نظر اغلب خواصّ مکانیکی و شیمیایی، تا نسبتا زیادی به یکدیگر شباهت دارند:

• مقامت زیاد در برابر ضربه

• سختی بالا

• مقاومت در برابر ساییدگی

• قابلیت انعطاف پذیری

• پایداری در برابر بسیاری از حلاّل ها و مواد شیمیایی

مهمترین خواصّ مکانیکی نایلن ها از طریق اطلاعات حاصل از اندازه گیری ویژگی های پنج آزمون کششی، خمشی، فشاری، برشی و سختی سنجی بیان می شود، مجموعه نتایج حاصل از این پنج آزمایش، بخش عمده ای از اطلاعات فنی مورد نیاز طراح قطعه را در اختیار او قرار می دهد.

نایلن۶۶ دارای استحکام کششی زیاد، مقاومت بالا در برابر ضربه، پایداری ابعادی خوب در دماهای نسبتا زیاد، مقاومت مطلوب در برابر سایش و دارای قایلیت خود روغن کاری ^۲۳  می باشد به همین خاطر در ساخت یاتاقان ها مصرف می شود.

در اثر کشیده شدن، درجه بلورینگی الیاف نایلن افزایش می یابد و بسیاری از خواصّ مکانیکی آن بهبود پیدا می کند. استحکام کششی الیاف نایلن۶۶ بالاست و بیش از ۸ gr/denier  می رسد.

در اولین حس، نمونه های ساخته شده از نایلن۶ از نظر انعطاف پذیری، نرم تر از نایلن۶۶ هستند.

شایان ذکر است پس از جذب رطوبت، به علت افزایش انعطاف پذیری نایلن، بسیاری از خواصّ مکانیکی آن کاهش پیدا می کنند، ولی تنها مقاومت در برابر ضربه پلاستیک جذب کننده رطوبت افزایش پیدا می کند.

جذب رطوبت نایلن ها به خصوص نایلن ۶ و ۶۶ موجب کاهش شدید مدول آنها می شود زیرا حضور آب بین زنجیرها

( خصوصا در نایلن هایی که توانایی جذب رطوبت بالا را دارند)، حالت نرم کننده ^۲۴  را برای آن ها به وجود می آورد و موجب افت خواصّ مکانیکی نایلن ها می شود، ضمن آنکه جذب رطوبت روی خواصّ الکتریکی این گونه پلاستیک ها نیز تاثیر بسیار نا مطلوبی دارد.

جدول زیر برخی از ویژگی های ملکولی و خواصّ فیزیکی نایلن های ۶۶ و ۶ با یکدیگر مقایسه شده اند.

انواع و گونه های نایلن۶۶

نایلن۶۶ در بردارنده مجموعه ای خواصّ عالی است و توانایی مورد استفاده قرار گرفتن در مصارف بسیار و فرآیندهای متنوعی  را داراست که این امر مستلزم ساخت گونه های گوناگونی از سوی شرکت های تولید کننده این پلاستیک می باشد.

در اولین و مهمترین طبقه بندی، انواع نایلن های ۶۶ به شش گروه هموپلیمر، کوپلیمر، آلیاژ، بهبود یافته، پر شده و تقویت شده تقسیم می شوند.

گونه های متعددی از نایلن۶۶ تقویت شده با الیاف شیشه به نسب های وزنی ۱۰% ، ۱۵% ، ۲۰% ، ۳۰% ، ۳۳% ، ۴۰% ، ۵۰% ، ۶۰%  ساخته می شوند.

کاربرد ها

از نایلن۶۶ علاوه بر ساخت قطعات مهندسی، در حجم بسیار بالایی الیاف نساجی تهیه می کنند ابتدا این لیف جایگزین ابریشم شد و در منسوجات به کار رفت، سپس در فرش بافی مورد توجه قرار گرفت.

در مصارف نظامی برای تهیه چتر نجات و جلیقه نجات از آن استفاده می شود.

چرخ دنده سرعت سنج کیلومتر شمارها، و خصوصا چرخک ( زنجیر) تامینگ ^۲۶ بعضی از خودروها، ثابت شده است که اگر از جنس نایلن۶۶ انتخاب شوند سال ها توانایی کار کردن دارند.

دسته ی چکش نجاری را از جنس نایلن۶۶ تقویت شده با الیاف شیشه می سازند که جایگزین خوبی برای چوب است.

در شکل زیر درصد تولید پلی آمید۶۶  برای مصارف الیاف و فرآیندهای شکل دهی تزریقی و اکستروژن مشخص شده است.

نایلن ۶ و ۶۶ با پشم و پنبه سازگاری دارند به طوری که اگر با الیاف طبیعی به نسبت ۳۰ درصد اضافه شوند مقاومت آن ها را در برابر فرسودگی و تاه خوردن زیاد می کنند، ضمن آن که خاصیت اطوپذیری آن ها را نیز بهبود می بخشند.

درصد تولید پلی آمید۶۶ برای مصارف الیاف و فرآیندهای شکل دهی تزریقی و اکستروژن

گرانول ها و پودر نایلن۶۶ قبل از فرآیند شکل دهی باید رطوبت گیری شوند، در غیر این صورت قطعات ساخته شده از نظر خواصّ مکانیکی و ظاهر نمونه لطمه خواهد دید.

مهمترین موارد استفاده نایلن۶۶ که یک پلاستیک مهندسی است را می توان در این کاربردها مشاهده نمود:

• جایگزینی برای فلزات در یاتاقان ها، چرخ دهنده ها، بلبرینگ ها، رولرها ( غلتک های استوانه ای) و بادامک ها

• سیم های برق به وسیله Nylon 66 پوشانده می شوند زیرا رفتاری چقرمه، مقاوم در برابر سایش، عایقی خوب برای محافظت از سیم و قابلیت تحمل حرارت را برای سیم فراهم می آورد.

• کاربردها نایلن ۶:

• از نایلن ۶ علاوه بر ساخت قطعه، در تولید حجم بسیار بالایی از انواع الیاف نساجی و غیر نساجی نیز استفاده می کنند، از این رزین به دلیل داشتن ساختار خطی، الیاف خوبی حاصل می شود.

• نایلن۶ کاربردهای وسیعی در ساخت محصولاتی دارد که در نظر است موادی با استحکام زیاد، مقاوم در برابر سایش، سفتی و سختی بالا، و مقاوم در برابر فرسودگی حرارتی باشند، و یا قطعه از قابلیّت دوره ماشین کاری بهره مند باشد.

• این پلاستیک در ساخت چرخ دنده ها، بلبرینگ، اتصالات، الیاف، قطعات اتومبیل، انواع فیلم ها ، فیلم هایی که برای بسته بندی مواد غذایی استفاده می شوند.

• نایلن۶ در ساخت طوقه ی صندلی های چرخ دار، پروانه ها، سیم های آلات موسیقی مانند ویالون، گیتار، ویولا، سلو، سه تار و غیره نیز به کار برده می شود.

نوشته: مهندس سعید نعمتی
منبع :کتاب پلاستیک های گرمانرم مهندسی و فوق مهندسی