Polyamid 46
| Polyamid 46 | |
|---|---|
 | |
| Obecné | |
| Sumární vzorec | (C10H18N2O2)n |
| Identifikace | |
| Registrační číslo CAS | 50327-22-5 |
| Vlastnosti | |
| Teplota tání | 290 °C |
| Hustota | 1,19 g.cm−3 |
Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Polyamid 46 (PA 46) je vysoce termicky stabilní termoplast, který patří do skupiny polyamidů. Jediným komerčním dodavatelem tohoto materiálu, pod komerční názvem Stanyl®, je nizozemská firma DSM. Jedná se o alifatický polyamid vyráběný polykondenzací dvou monomerů, butan-1,4-diaminu a kyseliny adipové (hexandiová kyselina), což mu udává charakteristický název PA 46. Tento materiál má nejvyšší teplotu tání mezi komerčně dostupnými alifatickými polyamidy, což udává možnosti jeho aplikací.[1][2][3][4]
Polyamid 46 výborně odolává vysokému mechanickému zatížení a to i při vysokých teplotách a v korozivních prostředích, proto se využívá v prostředích, kterému by jiné materiály na podobné bázi neodolaly.
Vývoj[editovat | editovat zdroj]
Polyamid 46 byl poprvé syntetizován Wallacem Carothersem na začátku 30. let 20. století a již tehdy byla odhalena jeho vynikající tepelná stabilita. Při jeho syntéze ovšem může docházet k intramolekulární deaminaci 1,4-diaminobutanu, což má za následek vznik pyrrolu, který má negativní vliv na průběh polykondenzace. Způsobuje zpomalení, nebo až úplné zastavení reakce, což způsobuje vznik pouze nízkomolekulárních a oligomerních produktů tmavé barvy. Tyto produkty neměly téměř žádnou komerční hodnotu. Po objevu světlého polyamidu 66 byla výroba polyamidu 46 téměř ukončena.
Přelom nastal v roce 1977 kdy Gaymans a spol. připravili technikou polymerace v pevné fázi (SSP) světlý až bílý vysokomolekulární polyamid 46 (Mw = 45 000 g/mol), což dalo naději pro průmyslovou výrobu tohoto materiálu.
Po tomto objevu se společnost DSM spojila s Twentskou technickou univerzitou, aby vyvinuly industrializovaný proces výroby polyamidu 46. Toto se povedlo v roce 1984 a v roce 1988 byl zprovozněn pilotní závod, který měl kapacitu 150 t/rok. V roce 1990 byl v nizozemském Geleenu spuštěn plnohodnotný provoz.[3][4]
Výroba[editovat | editovat zdroj]
Syntéza polyamidu 46 je rozdělena do 2 hlavních kroků:
V prvním kroku se tvoří nízkomolekulární sloučenina z 1,4-diaminobutanu a kyseliny adipové, a to za přítomnosti vody při 210 °C. Vzniká velmi jemný bílý prášek, který je následně peletizován a převezen k dalšímu kroku. Při tomto prvním kroku je velice důležitá stálost teploty, při použití vyšší teploty by mohlo začít docházet k uvolňování látek, které by výsledný produkt zbarvily a tím ho znehodnotily.
Ve druhém kroku probíhá tzv. polymerace v pevné fázi. Připravené pelety jsou v bubnových pecích zahřívány na teplotu 260 °C a za inertní atmosféry proudícího dusíku, dochází k dopolymeraci a tvorbě vysokomolekulárního polyamidu 46. Molární hmotnost vzniklého produktu může dosahovat až hodnoty Mw okolo 100 000 g/mol.[4][5][6]
Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]
Vysoký obsah amidových skupin v řetězci polyamidu 46 a jeho vysoká symetričnost udává jeho výjimečné vlastnosti. Polyamid 46 obsahuje asi 70 % krystalické fáze, což má vliv na jeho vlastnosti a použití. Jeho teplota tání dosahuje až 295 °C. Teplota krystalizace dosahuje 265 °C a samotný proces krystalizace je velice rychlý a to díky vzniku velmi jemných sférolitů. Polyamid 46 dosahuje velmi vysoké houževnatosti i v krátkých vstřikovacích cyklech, díky rychlé krystalizaci. Vysoký obsah krystalické fáze způsobuje, že tento materiál je i nad teplotou skelného přechodu (Tg = 78 °C) velmi tuhý a má nízké krípové vlastnosti. Polyamid 46 má také vysokou odolnost vůči oděru a únavě. Vlastnosti polyamidu 46 se ještě vylepšují přidáváním skelných vláken do materiálu, čímž z něj dělají materiál který je v hodný pro širokou škálu použití.[1][2][5][6]
Aplikace a použití[editovat | editovat zdroj]
Polyamid 46 má díky svým vlastnostem poměrně široké rozpětí aplikací, ale především se používá v automobilovém průmyslu, strojním průmyslu, elektrotechnice i elektronice. Mezi hlavní oblasti použití patří:[1][2][3][7]
- Vzduchová sací potrubí a vzduchové kanály
- Řemenice a napínáky řetězů
- Součásti zahradní techniky
- Ložiskové klece
- Elektrické izolace elektromotorů
- Součásti USB-C konektorů a dalších koncovek
- Součásti chladičů
- Svorkovnice
Reference[editovat | editovat zdroj]
- ↑ a b c LATES, M T. Tribological properties of the PA46 and Teflon added PA46 polyamides. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019-08-01, roč. 568, čís. 1, s. 012026. Dostupné online [cit. 2023-12-05]. ISSN 1757-8981. DOI 10.1088/1757-899x/568/1/012026.
- ↑ a b c PA46 - Stanyl®. @engineering-materials [online]. [cit. 2023-12-05]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ a b c Stanyl 30 years strong: the story of the world’s most successful high-temperature polyamide. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online.
- ↑ a b c RULKENS, R.; KONING, C. 5.18 - Chemistry and Technology of Polyamides. Příprava vydání Krzysztof Matyjaszewski, Martin Möller. Amsterdam: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-08-087862-1. DOI 10.1016/b978-0-444-53349-4.00147-3. S. 431–467. DOI: 10.1016/B978-0-444-53349-4.00147-3.
- ↑ a b ROERDINK, E.; WARNIER, J.M.M. Preparation and properties of high molar mass nylon-4,6: a new development in nylon polymers. Polymer. 1985-09, roč. 26, čís. 10, s. 1582–1588. Dostupné online [cit. 2023-12-05]. DOI 10.1016/0032-3861(85)90098-9. (anglicky)
- ↑ a b GAYMANS, R. J.; VAN UTTEREN, T. E. C.; VAN DEN BERG, J. W. A. Preparation and some properties of nylon 46. Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition. 1977-03, roč. 15, čís. 3, s. 537–545. Dostupné online [cit. 2023-12-05]. ISSN 0360-6376. DOI 10.1002/pol.1977.170150303. (anglicky)
- ↑ PA4.6 - polyamid 4.6 | TechPlasty. www.techplasty.cz [online]. [cit. 2023-12-05]. Dostupné online.