Poliamid (PA) - właściwości i zastosowanie tworzywa w przemyśle

Poliamid jest jednym z najbardziej popularnych tworzyw sztucznych (czyli konstrukcyjnych) o szerokim zastosowaniu. Zwany wymiennie PA jest produkowany w wielu odmianach, które wyróżniają się zróżnicowanymi właściwościami. Liczne zalety czynią go niezastąpionym w wielu gałęziach przemysłu, wchodzi także w skład części maszyn i przedmiotów codziennego użytku. Czym jest poliamid i jak wygląda obróbka tworzywa? Czym wyróżnia się na tle innych tworzyw sztucznych? A przede wszystkim, jakie są właściwości i zastosowanie tego materiału? Zapraszamy do dzisiejszego wpisu! 

Czym jest poliamid i co odróżnia go od poliestru? 

Choć często bywa mylony z innymi tworzywami sztucznymi, to poliamid stanowi całkowicie odrębny materiał o unikalnych właściwościach. Ten półkrystaliczny polimer powstaje w wyniku polikondensacji kwasu adypinowego oraz heksametylenodiaminy. Jego temperatura topnienia wynosi ok. 225 stopni, a gęstość w postaci podstawowej przyjmuje wartość około 1,14 g/cm³. Dzięki temu PA zachowuje stabilność wymiarową nawet w ekstremalnych warunkach. 

Imponująca wytrzymałość mechaniczna oraz wysoka odporność na rozciąganie i ścieranie to ważne cechy, które odróżniają poliamid od popularniejszego tworzywa sztucznego: poliestru. Na czym jeszcze polega ta różnica? Poliester uzyskuje się w procesie topienia politereftalanu etylenu, natomiast nylon powstaje z materiałów organicznych. Jednakże oba tworzywa zachowują swój kształt, a także są sprężyste i fotostabilne, dzięki czemu cieszą się dużą popularnością m.in. w branży tekstylnej.

Tworzywa poliamidowe charakteryzują się dużymi możliwościami przetwórczymi. Dzięki temu możemy otrzymywać materiały o zróżnicowanych właściwościach, które idealnie wpisują się w potrzeby konkretnych branż. Obróbka poliamidu umożliwia modyfikację i wzmocnienie niektórych parametrów, takich jak wytrzymałość, twardość i odporność na działanie ekstremalnych temperatur. Dlatego każdy typ tworzywa posiada nieco inne cechy. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się Poliamid Pa6, który może być odlewany z domieszką dwusiarczku molibdenu. Ten dodatkowy składnik wzmacnia właściwości materiału Pa 6, w tym podwyższa jego odporność na ścieranie. 

Właściwości tworzyw poliamidowych

Niezależnie od ich rodzaju, wszystkie tworzywa poliamidowe wyróżniają się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i imponującymi parametrami. Cechują się wysoką granicą plastyczności i dużą odpornością na rozciąganie, co pozwala na uzyskanie dobrej elastyczności. Zachowują stałość kształtu w wysokich temperaturach, a ich udarność i zdolność do tłumienia drgań czynią je idealnym materiałem do zastosowań, w których wymagana jest wytrzymałość oraz trwałość tworzywa. Charakteryzują się również doskonałymi właściwościami ślizgowymi, dobrą odpornością na ścieranie i niewielkim współczynnikiem tarcia. Dobre parametry chemiczne sprawiają, że nie wykazują podatności na wpływ tłuszczów, benzyny i rozpuszczalników. Poliamid jest także idealny do obróbki, głównie dzięki imponującej skrawalności, dlatego świetnie nadaje się do spawania i sklejania. Warto także pamiętać, że tworzywa PA, które nie zostały zmodyfikowane, zachowują dobrą izolacyjność dielektryczną. Jednak ze względu na dużą higroskopijność i niewielką odporność na pełzanie, niezbyt dobrze tolerują wilgoć.

W zależności od wprowadzonych modyfikacji, poszczególne rodzaje materiałów poliamidowych mogą nieco różnić się właściwościami. Idealnym przykładem należącym do wzmocnionych tworzyw sztucznych jest Poliamid PA 6, zwany także “naturalnym”. Stanowi on uniwersalne tworzywo o bardzo dobrych parametrach odporności mechanicznej, trwałości i sztywności. Innym popularnym przykładem jest PA 66. Cechuje się on wyższą odpornością na pełzanie, lecz jego udarność i zdolność tłumienia drgań są mniejsze niż w przypadku innych tworzyw. Takie właściwości są niezwykle pożądane m.in. podczas obróbki mechanicznej na automatach tokarskich. Oprócz tego, warto wspomnieć o wersji wzmocnionej włóknami szklanymi (PA6 GF30), która charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością mechaniczną i sztywnością.

Zastosowanie poliamidu i włókien PA

Cenne właściwości mechaniczne i chemiczne oraz bardzo dobra obrabialność sprawiają, że płyty, tuleje i rury poliamidowe znajdują szerokie zastosowanie w produkcji wielu wyrobów przemysłowych. Wytwarza się z nich elementy maszyn i urządzeń, takie jak koła zębate, łożyska, śruby, nakrętki czy kształtowniki. Służą także do produkcji zróżnicowanych wsporników, pomp i prowadnic. Poliamidy cieszą się także dużym uznaniem w przemyśle lotniczym, rolnictwie i sektorze elektronicznym. Bardzo często znajdują zastosowanie w produkcji nowoczesnego sprzętu sportowego oraz zróżnicowanych akcesoriów meblowych i okiennych. Ze względu na ich uniwersalne właściwości z tworzyw poliamidowych są wykonywane również sprzęgła, krzywki, rozdzielacze i wałki oraz inne komponenty wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym. 

PA cieszą się ogromną popularnością również w branży tekstylnej. To właśnie z włókien PA, zwanych nylonami, wykonuje się wykładziny, tkaniny techniczne i odzieżowe, a nawet kamizelki kuloodporne. Służą także do produkcji niewchłanialnych nici chirurgicznych oraz innych akcesoriów medycznych.

PA - tworzywo konstrukcyjne do zadań specjalnych

Wysoka odporność na ścieranie, wytrzymałość i zdolność do tłumienia drgań to tylko kilka cech, które sprawiają, że PA są nieocenione w wielu gałęziach przemysłu. Różne rodzaje poliamidu, takie jak PA 6, PA 66 i PA 6 G, różnią się między sobą właściwościami oraz strukturą ich łańcuchów cząsteczkowych, co umożliwia dobór tworzywa do specyfiki danej branży. Wszechstronne zastosowanie materiału w niemal każdej dziedzinie: od produkcji odzieży, przez motoryzację, aż po sektor medyczny stanowi potwierdzenie ich wyjątkowej roli w nowoczesnej produkcji i technologii. W rezultacie poliamid to tworzywo sztuczne niezwykle odporne, wydajne oraz zazwyczaj dość tanie w produkcji i utrzymaniu, co czyni z niego preferowany wybór do wielu wymagających aplikacji.