Propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e químicas das resinas de poliamida (PA)

A poliamida (PA) é um composto molecular alto sintetizado a partir de lactama, ácido carboxílico graxo, amina graxa ou ácido dibásico aromático, amina dibásica aromática, contendo grupos amidas (-nhco-) na cadeia principal. A poliamida é uma resina cristalina semi-transparente ou branca angular dura, pois a massa molecular relativa de poliamida de engenharia é geralmente (1,5-3) × 104. A poliamida possui alta resistência mecânica, ponto de amolecimento alto, resistência ao calor, baixo fator de atrito, resistência à abrasão , auto-lubrificante, absorção de vibração e anecóico, resistência ao óleo, resistência a ácido fraco, resistência a álcalis e solventes em geral, bom isolamento elétrico, auto-extrato, não-tóxico, inodoro, bom intemperismo, tingimento pobre, boa resistência, boa coloração, boa colorabilidade. Boa capacidade de clima, baixa coloração. A desvantagem é que a absorção de água é grande, afetando a estabilidade dimensional e as propriedades elétricas. O reforço com fibra pode reduzir a absorção de água da resina, para que possa funcionar em condições de alta temperatura e alta umidade.

1. Propriedades de poliamidas comumente usadas

As variedades de PA são PA6, PA66, PA11, PA12, PA46, PA610, PA612, PA1010, bem como poliamidas de amina poliácida semiomática e poliamidas especializadas, etc., das quais a produção de PA6, PA66 é a maior, contando mais de 90 % da produção de poliamida. A estrutura química de várias poliamidas é diferente e suas propriedades também são diferentes. A Tabela 1-1 lista as propriedades de algumas poliamidas comumente usadas.

Propriedades de poliamidas comuns

2. Propriedades mecânicas

A cadeia molecular de poliamida contém grupos amidos polares, pode formar ligação intermolecular de hidrogênio, cristalinidade, a força entre a cadeia molecular é maior, portanto, possui alta resistência mecânica e módulo. Com o aumento da densidade do grupo amida, a simetria da cadeia molecular e a cristalinidade, sua força aumenta; Com o aumento do grupo metil na cadeia molecular de poliamida, a força mecânica diminui, enquanto a força do impacto aumenta gradualmente. A introdução de grupos aril na estrutura da cadeia molecular de poliamida também aumenta a força devido ao aumento da energia de ligação e ao aumento das forças (por exemplo, forças de van der Waals) entre as cadeias moleculares. Entre as poliamidas, o PA66 tem a mais alta dureza e rigidez, mas a menor dureza. Todos os tipos de poliamida de acordo com a classificação do tamanho da resistência: PA66 <PA11 <Pa12 <Pa1010 <Pa6 <Pa610. Cristalinidade de poliamida, tem um grande impacto nas propriedades mecânicas, resistência à tração, resistência à flexão e módulo de flexão são com o aumento da cristalinidade e melhoria. O grupo amida na cadeia principal de molécula de poliamida é um grupo hidrofílico, que faz com que a poliamida tenha absorção de água. A absorção de água tem uma grande influência nas propriedades mecânicas da poliamida, após absorver água, resistência à tração, força de flexão e seu módulo de flexão de elasticidade e assim por diante diminuiu bastante, o tamanho do produto muda muito, enquanto a força do impacto é muito aumentada, Veja a Tabela 2-1.

Efeito da absorção de água da poliamida na força

3. Propriedades elétricas

A poliamida possui boas propriedades de isolamento elétrico, a Tabela 3-1 lista algumas das propriedades elétricas da poliamida. Embora a poliamida tenha boas propriedades elétricas, ela contém grupos de amida polar na cadeia principal da molécula e é um polímero absorvente de água. À medida que a taxa de absorção de água aumenta, a resistividade do volume e a resistência dielétrica da poliamida diminuem, tornando inadequados os plásticos de engenharia de poliamida para uso como isoladores elétricos para o trabalho de ambiente de alta frequência e úmido.

4. Propriedades térmicas

O ponto de fusão de diferentes variedades de poliamida varia bastante, o ponto de fusão mais alto é PA46, até 295 ℃. A poliamida possui uma ampla gama de temperaturas operacionais, geralmente de -40 a 100 ° C. A temperatura de deflexão do calor da poliamida é fortemente dependente da carga. A temperatura de deflexão do calor das poliamidas está fortemente relacionada à carga a que estão submetidas e diminui rapidamente com o aumento da carga. As condutividades térmicas das várias poliamidas não variam muito, como mostrado na Tabela 1-1. O calor da combustão das várias poliamidas é mostrado na Tabela 4-1. O calor da combustão de PA6 e PA66 é o mesmo, enquanto o PA610 é maior e o de PA11 é o mais alto.

5. Propriedades químicas

A poliamida é estável para a maioria dos reagentes químicos, especialmente para gasolina, lubrificantes e outros óleos, tem uma forte resistência, boa resistência ao óleo, PA11, PA12 A resistência ao óleo é excelente, é a primeira escolha de materiais para linhas de combustível automotivas. No entanto, é solúvel em fenol, ácido inorgânico concentrado e ácido fórmico à temperatura ambiente e em etileno glicol, ácido acético glacial, propileno glicol, solução de metanol de cloreto de zinco ou cloreto de cálcio, além de ácido fluoroacético e fluoroetanol em alta temperatura. Em geral, a maioria dos plásticos de poliamida é estável em soluções alcalinas, mas a hidrólise ou degradação ocorre em altas temperaturas, especialmente quando a poliamida é derretida; Sob essas condições, os ácidos inorgânicos e aminas, especialmente os ácidos monovalentes, podem acidificar e aminolizar rapidamente a poliamida, causando a quebra da ligação ftaleto-amina e, finalmente, gerando o monômero da poliamida. As poliamidas sofrem degradação térmica em altas temperaturas. Além da degradação térmica, a degradação oxidativa ocorre quando a poliamida é aquecida no ar. Por exemplo, o PA66 se torna quebradiço após o tratamento a 250 ° C por 2h ou 70 ° C por 2 anos. Na prática, muitas vezes no processamento de produtos de poliamida, adicione alguns antioxidantes para inibir a degradação oxidativa térmica. A poliamida na luz, devido à radiação ultravioleta, também ocorrerá fotodegradação ou envelhecimento. A poliamida contém o grupo carbonil, pode absorver a luz ultravioleta à luz solar, de modo que a quebra do segmento da cadeia de poliamida e a reticulação, na ausência de luz de oxigênio, PA6 e PA66 em H2, CO e hidrocarbonetos. Os absorvedores de UV e estabilizadores de luz de amina dificultados podem ser adicionados para melhorar a estabilidade da luz das poliamidas.