Что такое полиамид? Характеристики и свойства

Попробуем выяснить, что такое полиамид, а также где используется данное соединение. Это разновидность полимеров с термостойкими свойствами, внутри которых есть амидная группа. Полиамиды - это макромолекулы, имеющие высокие показатели прочности и жесткости. Их плотность располагается в диапазоне 1-1,232 т/м³.

Специфика применения

Как можно использовать полиамид? Что такое полимеры? Данные вопросы рассматриваются в курсе органической химии. Полиамидные материалы широко используются из-за своей стойкости ко многим химическим негативным средам, а также обладают продолжительным сроком эксплуатации.

Этот полимер не изменяет своих характеристик и внешнего вида через некоторый промежуток времени. Среди основных сфер применения материалов выделяют легкую и текстильную промышленность. Здесь полиамид используют в качестве сырья для производства искусственных нейлоновых и капроновых тканей, паласов, ковролина, чулок, колгот, пряжи и меха.

Важные факты

Попробуем подробнее выяснить, что представляет собой полиамид: что за материал, свойства, применение. В настоящее время полиамид применяется в качестве самостоятельного продукта. Например, из него производят канаты, прорезиненные кордовые материалы, конвейерные ленты, рыболовные сети, наполнители для фильтров.

Полиамид – ткань, используемая в медицине для изготовления искусственных вен и сосудов, создания протезов, а также иных заменителей человеческих органов. Ткани, изготовленные из данного полимера, применяют для накладывания швов после завершения хирургической операции.

Продолжим разговор о том, какими параметрами обладает полиамид, что такое полиамидные материалы.

В строительстве материал используют для создания запорно-регулирующей арматуры и трубопроводов. Полиамидов покрывают деревянные поверхности, бетон, керамику, чтобы придать им антисептические свойства.

Как используют в машиностроении полиамид? Что такое антикоррозионное покрытие, знают все собственники транспорта, а вот то, что для него применяется полиамид, известно лишь профессионалам.

Из данного полимера изготавливают различные втулки, амортизаторы, ролики, вставки, антивибрационные подкладки. В пищевой промышленности данный материал применяют для производства тары, предназначенной для хранения и перевозки продуктов питания.

Историческая справка

Впервые синтез полиамидных соединений был осуществлен в 1862 году в США. В качестве основы для подобного эксперимента ученые взяли синтез нефтепродукта поли-ц-бензамида. Чуть позже его заменили поли-е-капрамидом. В промышленных масштабах синтез полиамида появился в конце прошлого века в Соединенных Штатах Америки. В Советском Союзе аналогичное производство было запущено только после завершения Великой Отечественной войны.

Модификации и разновидности

От чего зависят свойства полиамида? Технология производства предполагает выпуск в современной химической промышленности различных видов и модификации материалов из данного вещества. Самой многочисленной считают группу алифатических полиамидов, которые состоят из подгрупп: кристаллизующихся сополимеров, гомополимеров, аморфных соединений.

Достаточно распространенной считается группа полуароматических и ароматических полиамидов, к которым относятся полифталамиды, а также аморфные вещества.

К третьей группе причисляют стеклонаполненные полиамиды, которые называют еще и композитными. Они состоят из смолы с наполнителем в виде структурированных волокон либо стеклянных шариков.

Технические характеристики

Какие свойства имеет полиамид? Достоинства и недостатки данного соединения связаны с особенностями его химического строения. В общем случае он является конструкционным материалом, который имеет отличные прочностные качества, хорошую устойчивость к механическому износу. Ткани, созданные из данного полимера, выдерживают температурную обработку водяными парами до 140 градусов, сохраняя первоначальную эластичность. Запорно-регулирующая арматура, составные элементы трубопроводов, при производстве которых применялись полиамиды, имеют отличную стойкость к механическим нагрузкам и деформациям.

Модификации

У полимерного материала, известного под маркой «Текамид-66» высокие показатели твердости, прочности, жесткости, упругости. Он устойчив к агрессивному воздействию растворителей, щелочей, масел, жиров, не разрушается под воздействием радиоактивного излучения. Минимальным показателем водопоглощения и максимальным сроком эксплуатации обладает модификация «Полиамид-11». Материал отлично ведет себя и при высоких и низких показателях температуры. Он используется в автомобильной, пищевой, авиационной промышленности, в машиностроении, электротехнической отрасли.

У материала «Полиамид-12» выявлены отличные показатели эластичности и скольжения, он сохраняет свою стабильность даже во влажной высокотемпературной среде. Именно поэтому данный полимер применяют для производства втулок, амортизаторов, поршней, роликов, колес.

Композитный полиамид, который наполнен стекловолокнистым материалом, отличается повышенными показателями прочности, жесткости, термической стойкости. Благодаря невысокому коэффициенту температурного расширения данного материала существенно уменьшается его усадка при систематических тепловых перепадах. Композиты на морозе не растрескиваются, они сохраняют свою стабильность и при нагревании. Подобные технические характеристики способствуют использованию стеклонаполненных полиамидов в изготовлении корпусов технических и музыкальных инструментов, разнообразного электротехнического оборудования.

Полиамидные ткани

Также данный материал используется при изготовлении тканей. Попробуем понять, что такое полиамид в одежде. В стопроцентном варианте данное вещество не используется. Волокно смешивают с иными натуральными либо искусственными материалами, чтобы улучшить на выходе качественные характеристики. Первым из группы полиамидов был создан нейлон. Изначально химическая компания «Дюпон» производила его для изготовления шин. Чуть позже он вошел в легкую промышленность. Ко второй половине XX века полиамидные полотна стали самостоятельным видом синтетических тканей. В наше время используется международный вариант маркировки этого материала. Полиамиды в ней обозначаются РА, а в зависимости от типа волокна добавляются цифры.

Сырьем для изготовления полотна является газ, нефть, либо природный уголь. Ткань получают трехстадийным путем:

• из бензола получают капролактам;
• при его полимеризации получается полиамид;
• в результате текстильной обработки материал «растягивают» в тонки волокна, получая нити

Переработку осуществляют одним из нескольких методов:

• полимеризации путем формования;
• экструзии;
• литья под давлением;
• прессования;
• вакуум-формирования

Для того чтобы материал приобрел огнеупорность, водостойкость, при его обработке применяют дополнительные химические вещества.

Заключение

Среди положительных характеристик полиамида отмечают его прочность и эластичность. Волокно толщиной в человеческий волос выдерживает нагрузку порядка 1, 5 килограммов. Ткань не горит при высокой температуре, лишь плавится, отличается устойчивостью к солнечным лучам. Полиамид не выгорает, и на протяжении длительного времени он не теряет своей первоначальной окраски.

Среди отличительных параметров полиамида также можно отметить стойкость к грибку, морской соли, щелочам. Материал не садится, не мнется, его легко стирать, он прост в эксплуатации, обладает привлекательным внешним видом.

Помимо положительных эксплуатационных характеристик, полиамидный материал имеет и определенные недостатки. Волокно не способно впитывать влагу, отличается низкой гигроскопичностью. Так как полиамидный материал не охлаждает и не греет, тело в нем «не дышит». Материал способен накапливать статическое электричество, он сложен в раскрое.