Poliamid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Poliamid granulátum
Nejlon (Nylon 6.6) fonal egy laborban

A poliamidok olyan polimerek, melyek monomerjeit amidkötés köti össze. Léteznek természetes poliamidok (pl. a fehérjék), de ismertek mesterségesen előállított poliamidok is, melyek legtöbbje hőre lágyuló polikondenzációs műanyag. A mesterséges polimerek molekulái lineáris polimerláncban (−CONH−) karboxi-amidcsoportokat tartalmaznak, amelyek szabályos távolságban ismétlődnek.

Többféle mesterséges variánsa ismert, ezeket az alapszerkezetben – a nitrogénatomok között – elhelyezkedő szénatomok számától függően csoportosíthatjuk. Például a poliamid 6 monomeregysége 6 db szénatomot tartalmaz, a poliamid 6.6-ot alkotó két monomer 6-6 szénatomot tartalmaz.

A poliamid termékek jelentős részét az ún. nylon (nejlon) variánsok teszik ki, melyekkel az anyag megnevezésében is találkozhatunk (pl. poliamid 6.10 = Nylon 6.10), de a poliamidok közé tartoznak pl. a szénszálhoz hasonló erősségű aramidok is.

A legfontosabb poliamidok[szerkesztés]

Nejlon szál mikroszkópos felvétele
  • Poliamid 6 - Elsőként Németországban állították elő, 1938 körül. Előállításához kaprolaktámot használtak. Monomeregysége:
[−NH−(CH2)5−CO−]n
[−NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO−]n
  • Poliamid 11 - Franciaországban dolgozták ki, aminoundekánsav felhasználásával:
[−NH−(CH2)10−CO−]n
[−HN−(CH2)11−CO−]n

Általános tulajdonságok[szerkesztés]

Általános tulajdonságai a metilén- és amidcsoportok (CH2/CONH) arányának és helyzetének megváltoztatásával jól módosíthatóak, de a tulajdonságait befolyásolja a kristályosodási fok és a kristálymorfológia (alak) is. A metilén- és amidcsoportok arányának csökkentésével az anyag:

  • ridegsége, keménysége, kopásállósága nő;
  • hőtágulása csökken;
  • olvadáspontja, vízfelvétele növekszik;
  • szívóssága, vegyi ellenálló képessége csökken.

Általánosságban elmondható, hogy viszonylag nagy a szilárdsága (70–110 MPa) és keménysége (Rockwell-keménység szerint: M 85 – M 98). Jó a kifáradási szilárdsága, csillapítási képessége és a csúszási tulajdonságai (μ = 0,15–0,5), mint ahogy a kopásállósága is. Viszonylag széles hőmérsékleti tartományban (−40 °C-tól +140 °C-ig) felhasználható.

A nagymértékben testre szabható tulajdonságainak köszönhetően különböző adalékanyagok hozzáadásával többféle kompozit anyag hozható létre.

Főbb alkalmazási területek[szerkesztés]

A poliamidok nagyon fontosak a textiliparban (PA szálak, szövetek). Készülnek belőle női harisnyák, fehérneműk, szőnyegek, kötelek, védőruhák. De ezen kívül – a nagy mértékű variálhatóságának köszönhetően (többféle molekulaszerkezet és nagy számú kompozit anyag) – rendkívül széles körben használható. Pl. szigetelőanyagként, forró gázok szűrésére alkalmas betéteknél, gumiabroncs erősítésére, horgászzsinórok és kefeipari sörték előállítására is.

Aramidok[szerkesztés]

A Kevlar® kémiai szerkezete
Laminált Szénszál-Kevlar® szövet alapú hajóvitorla (sárga szín: kevlar; fekete: szénszál)

Az aramidok az aromás poliamidok csoportjába tartozó vegyületek. Főleg kevlár néven ismertek, azonban a Kevlar® a DuPont által birtokolt márkanév.

Többféle változata is ismert:

  • para-feniléndiamin-ftálsavamid (Kevlar® -DuPont)
  • meta-feniléndiamin-ftálsavamid (Nomex® -DuPont)
  • részben aromás poliamid (Trogamid® -Hüls)

A műanyagok közül leginkább a nagyon magas – 3000 MPa feletti[1]szakítószilárdságukkal tűnnek ki (hasonló súlyú acélnál körülbelül ötször nagyobb a szakítószilárdságuk), emellett jóval kisebb a sűrűségük, korrózióállóak és a savaknak-lúgoknak is ellenállnak.

A hőtágulási együtthatójuk negatív, ezért amikor az őket körülvevő ún. mátrixgyanta tágul, az aramidok zsugorodnak. Ennek köszönhetően az aramid alapú kompozitok hő hatására is tartják a méretüket.

Megmunkálás[szerkesztés]

Nagy a vízfelvevő képességük (még a levegő páratartalma is hatással van rájuk), ezért kb. 15%-kal több gyantát kell használni a kompozit anyag készítésekor. Vágásuk hagyományos ollóval szinte lehetetlen, mert kicsúsznak az olló élei közül a szálak, csiszolásuk pedig nagy szakértelmet igényel.

Felhasználás[szerkesztés]

Felhasználják többek között golyóálló mellényekben, katonai felszereléseknél, a repülés- és űrtechnikában, hajóknál, tenger alatt húzódó kábelek védőborításaként és vágás álló kesztyűknél is.

Jegyzetek[szerkesztés]

Források[szerkesztés]