أنواع النايلون: كيفية اختيار الصف المناسب

نواجه نايلون كل يوم-تم استخدامه لأول مرة كبديل للحرير في الأقمشة ، وخلال الحرب العالمية الثانية ظهرت في المظلات ، والأسلاك ذات الحياة ، وحتى بطانات سترة مقاومة للرصاص. اليوم ، النايلون هو واحد من أكثرها شعبيةالبلاستيك الهندسي، وذلك بفضل نسبة القوة إلى الوزن العالية ، ومقاومة التآكل المشاعر الذاتية ، والاستقرار الكيميائي والحراري ، وتنوع المعالجة.

ما هو النايلون؟

Nylon هو الاسم التجاري لعائلة من البوليمرات الاصطناعية المعروفة باسم البوليميدات ، التي تم تطويرها لأول مرة من قبل DuPont بين عامي 1935 و 1937. تتكون سلاسلها الجزيئية من تكرار روابط - NH -CO - (أميد) ، وروابط الهيدروجين بين هذه السلاسل تخلق بلورة متزايدة. يمنح هذا الهيكل النايلون نقطة انصهار عالية ، ومقاومة كيميائية ممتازة ، وخصائص تتفوق على الكهرباء. بصفته مرنة حرارية ، يمكن نسج النايلون في الألياف ، أو يلقي في الأفلام ، أو الحقن المزدحمة في أشكال معقدة ، ويمكن تعديلها مع إضافات لتحقيق مجموعة واسعة من الخصائص. في الأقسام التالية ، سنستكشف العديد من درجات النايلون الأكثر شيوعًا وكيف تناسب خصائصها المتميزة تطبيقات مختلفة.

جدول المقارنة لدرجات النايلون

قبل الغوص في التفاصيل ، يقدم الجدول أدناه نظرة عامة موجزة على الخصائص الرئيسية لكل درجة من النايلون.

النايلون 6 (PA6)

النايلون 6 (PA6) هو بولي أميد شبه بلوري ينتج عن بلمرة فتح الحلقة من caprolactam. واحدة من ميزاتها البارزة هي مقاومة تأثير ممتازة. يمكن أن تمتص الصدمات حتى في درجات حرارة منخفضة دون كسر. تقدم PA6 أيضًا قوة شد عالية ، وخصائص تشتيت ذاتي ، ومقاومة التآكل المتميزة. ونتيجة لذلك ، فإن PA6 هو الاختيار من أجل المكونات الهندسية للأغراض العامة التي تتطلب توازنًا في القوة ، ومقاومة التآكل ، والمتانة ، مثل التروس ، وبطانات الحمل ، ومشعبات تناول السيارات. في قطاع الألياف ، يتم استخدامه على نطاق واسع في السجاد والمنسوجات وسلك الإطارات. مع نقطة انصهار حوالي 220 درجة مئوية والبلورة التدريجية ، من الأسهل معالجة PA6 من النايلون PA6/6 والسلسلة الطويلة مثل PA11 و PA12 ، مما يوفر انكماش أقل العفن والتشطيبات الأكثر سلاسة. تجعل سهولة القولبة هذه PA6 مناسبة بشكل خاص لأجزاء معقدة أو رقيقة مثل مقاعد الاستاد وإطارات الأسلحة النارية.

يتمتع PA6 بأعلى امتصاص الرطوبة بين النايلون الشائعة ، لذلك قد لا يكون مثاليًا للأجزاء الدقيقة المعرضة لتغيرات الرطوبة. بالنسبة لتطبيقات التحمل الضيق ، يوصى باستخدام الختم أو التجفيف المسبق.

نايلون 6/6 (PA6،6 أو PA 66)

كان Nylon 6/6 (PA66) أحد النايلون الأصليين وهو مشابه جدًا للنايلون 6 في العديد من النواحي ، ولكنه يحتوي على سلاسل بوليمر بلورية للغاية. ونتيجة لذلك ، فإنه يوفر قوة وتصلب شد أعلى من النايلون 6. كما أنه أكثر صعوبة وأكثر مقاومة للارتداء ، مما يفيد تطبيقات عالية التحمل أو عالية الدعامة. تبلغ نقطة انصهار نايلون 6/6 حوالي 260 درجة مئوية (500 درجة فهرنهايت) - وهي عالية من النايلون 6 - لذلك يمكنها تحمل ارتفاع درجات حرارة التشغيل قبل التليين وهي مناسبة لبيئات حرارية أكثر تطلبًا. المفاضلة هي قابلية المعالجة: يمكن أن يكون النايلون 6/6 أكثر صعوبة في القول أو البثق ، مما يتطلب ارتفاعًا في درجات حرارة ذوبان وعفن ويرجع إلى إظهار انكماش أكبر للعفن من النايلون 6.

النايلون 6/6 هو أيضًا أقل عرضة لامتصاص الرطوبة من النايلون 6 ، لكنه لا يزال رطبة ، لذلك يجب النظر في الرطوبة في أجزاء التحمل الضيق. عمومًا أقل مقاومة للتأثير من النايلون 6 ؛ وبعبارة أخرى ، فإن النايلون 6 مناسبة بشكل أفضل لقوة التأثير أو مقاومة الاهتزاز ، في حين أن النايلون 6/6 يفضل عندما تكون قوة العائد أعلى وتصلب ومقاومة الحرارة أكثر أهمية. في الممارسة العملية ، غالبًا ما يتم استخدام النايلون 6/6 في تطبيقات مماثلة على النايلون 6 عند الحاجة إلى أداء إضافي-على سبيل المثال ، الأجزاء الميكانيكية عالية القوة ، والتروس ، والمباني ، ومكونات السيارات تحت محرك السيارة التي ترى درجات حرارة مرتفعة. كما أنه شائع في الآلات الصناعية والأدوات والمكونات الكهربائية ، حيث تحتفظ بالقوة عبر نطاق درجة حرارة واسعة وتوفر خصائص عازلة جيدة.

نايلون 4/6 (PA4/6)

كأنه نايلون أليفاتية قصيرة أخرى ، يتطابق PA4/6 عن كثب PA66 في المظهر الجانبي الميكانيكي والحراري. يحتوي هذا البوليمر على بنية بلورية للغاية - أكثر من PA6 أو PA66 - تصل إلى التماثل وطولها القصير لل diamine. نتيجة لذلك ، يتمتع PA4/6 بنقطة انصهار أعلى وقوة شد أعلى ؛ من بين النايلون الأليفاتية ، يكون ذلك بالقرب من الجزء العلوي للأداء الميكانيكي قبل أن تنتقل إلى عائلات البوليمر الأكثر تخصصًا. كما أنه يتبلور بشكل أسرع ، مما يتيح دورات صب أقصر ومقاومة تعب أعلى. يمكن أن تتجاوز صلابة تأثير PA4/6 من PA66 (وخاصة في الاختبارات التي حققتها) ، وهو أمر ملحوظ بالنظر إلى مدى صلاحيته.

على الجانب السلبي ، يمتص PA4/6 رطوبة أكثر من PA66 وهو أكثر تكلفة لإنتاج (والشراء). يمكن للمرء أن يقول PA4/6 يرفع الشريط على أداء النايلون على حساب استقرار الرطوبة والتكلفة.

نايلون 11 (PA11)

Nylon 11 هو بولي أميد طويل القائم على السلسلة البيولوجية ينتج عن تكثيف ذاتي لحمض 11-أمينونويك (من زيت الخروع). تجعل مقاطع الميثيلين الطويلة أقل من النايلون القصيرة مثل PA6 و PA66 ، لذلك تمتص القليل جدًا من الرطوبة (.20.2-0.3 ٪ عند الرطوبة المحيطة) ، وتظل مستقرة أبعادًا ، وتحافظ على خصائص كهربائية في البيئات الرطبة. من الناحية الميكانيكية ، يكون الأمر صعبًا ودويًا للغاية (استطالة في كثير من الأحيان 200-300 ٪) ، ويحتفظ بالمقاومة للتأثير والتعب حتى في درجات الحرارة المنخفضة - لذلك في الممارسة العملية يتصرف مثل البلاستيك الهندسي المرن أكثر من واحد جامد.

الجانب الوجه من تلك السلسلة الطويلة هو انخفاض قوة الشد/الصلابة ومقاومة الحرارة المنخفضة (نقطة الانصهار ~ 185-190 درجة مئوية ؛ HDT المتواضعة) ، وبالتالي فإن PA11 ليست مثالية للأجزاء الهيكلية الساخنة المحملة بكثافة ، حيث يتم تحديد PA66 أو PA4/6 عادة. PA11 مناسبة تمامًا لخدمة الاتصال بالسوائل والخدمة الخارجية: خطوط الفرامل المرنة والوقود الهوائي ، والخراطيم/الاتصالات السريعة ، وسترات الكابلات ، والأختام ، والأنابيب الطبية أو الصناعية. إنه أيضًا مسحوق أساسي للطباعة SLS ثلاثية الأبعاد عندما تكون هناك حاجة إلى أجزاء صعبة مقاومة للتأثير. بالمقارنة مع PA12 ، يوفر PA11 نقطة انصهار أعلى قليلاً وعادةً ما يكون شيخوخة الأشعة فوق البنفسجية/الهواء الساخن أفضل ، في حين أن PA12 تميل إلى أن تكون أكثر ليونة وأكثر مرونة.

نايلون 12 (PA12)

PA12 هو نايلون "السلسلة الطويلة" المعروفة ، وغالبًا ما يرتبط بأسماء تجارية مثل Vestamid أو Grilamid. يشبه النايلون 12 كيميائيًا إلى حد كبير النايلون 11 وغالبًا ما يعتبر قابلاً للتبديل في العديد من الاستخدامات ، ولكن هناك اختلافات دقيقة. Nylon 12 هو البتروكيماويات بالكامل (عادة من البوتادين) ، في حين أن النايلون 11 يعتمد على زيت الخروع المتجدد ، وهو ما يمكن أن يهم إذا كانت الاستدامة مصدر قلق. عادةً ما يكون لدى PA11 نقطة انصهار أعلى قليلاً ، وتؤدي أداءً أفضل قليلاً في درجات حرارة مرتفعة ، وغالبًا ما تظهر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية بشكل أفضل. PA12 ، من ناحية أخرى ، أكثر مرونة قليلاً (الاستطالة ~ 300-400 ٪ مقابل PA11 ~ 200-300 ٪) ولديها معامل أقل قليلاً ، لذلك يبدو أكثر ليونة. لامتصاص الرطوبة والمقاومة الكيميائية ، فهي نفسها تقريبا - كلاهما رائع.

تجدر الإشارة إلى التكلفة: عادة ما تكون PA12 من بين أغلى النايلون (مع PA11 على قدم المساواة أو أعلى قليلاً بسبب المواد الأولية المستندة إلى الحيوي). على هذا النحو ، يتم استخدام PA12 عندما تكون فوائده الفريدة مطلوبة حقًا - لن تختار PA12 حيث يكفي PA6 ، لأن PA6 أرخص بكثير. باختصار ، تقدم PA12 بعضًا من أفضل الاستقرار الأبعاد والمقاومة الكيميائية في عائلة النايلون ويبقى الدكتايل حتى في ظروف التجمد ، مما يجعله مثاليًا للخراطيم والأختام والربط السريع والسترات الكبلية والأجزاء الأخرى التي يجب ألا تفشل في بيئات رطبة أو باردة أو عدوانية كيميائيًا. ومع ذلك ، فهي ليست قوية أو مقاومة للحرارة مثل PA6 أو PA66 ، لذلك فهو متخصص وليس بديلاً عالميًا.

نايلون 6/10 (PA6/10)

كان Nylon 6/10 (PA610) أحد النايلون المبكرة "المنخفضة" التي تم تطويرها لمعالجة مشكلات الرطوبة في PA66. مع وجود عدد أقل من مجموعات أميد لكل وحدة طول ، يكون أقل قطبية ويمتص نصف (أو أقل) من رطوبة PA6 ، مما يقدم استقرارًا أفضل الأبعاد. كما أنه يظهر استطالة جيدة مثل النايلون الأخرى ذات السلسلة الطويلة ويحتفظ بالصلابة في البرد ، مما يجعله مناسبًا للأجزاء الخارجية أو منخفضة الحرارة. بالمقارنة مع PA6/PA66 ، فإن PA610 لديها قوة شد أقل قليلاً وتصلب. بشكل عام ، فكر في PA610 باعتباره نايلون يتداول قليلاً من القوة والصلابة من أجل استقرار ورطوبة أفضل.

نقطة الانصهار (~ 220-225 درجة مئوية) والانكماش المعتدل يجعل ظروف القول/البثق قريبة من PA6. كيميائيًا ، PA610 ممتازة: فهي تقاوم معظم الزيوت والمذيبات وهي مقاومة بشكل خاص لتكسير الإجهاد البيئي في وجود أملاح مثل كلوريد الزنك (الذي يمكن أن يهاجم بقوة PA66). نظرًا لأن جزءًا من محتواه (حمض Sebacic) يأتي من مصادر متجددة ، يتم تسويقه أحيانًا كخيار أكثر استدامة للنايلون. تشمل الاستخدامات الكلاسيكية شعيرات وخيوط (على سبيل المثال ، فرشاة الأسنان وشعيرات الفرشاة الصناعية-درجات Dupont "Tynex") ، أحادي الصيد (خط الصيد ، خط محملة الأعشاب). في الأجزاء المقولبة ، يتم استخدام PA610 للعوامل/الموصلات الكهربائية ، والمكونات الدقيقة ، وعناصر السوستة ، وبعض مكونات نظام الوقود السيارات (على الرغم من أن PA12 و PA11 يهيمن على خطوط الوقود المستمرة). بالمقارنة مع PA12 ، فإن PA610 أرخص وأقوى قليلاً ، بحيث يمكن أن تحل محل PA12 في أدوار أقل تطلبًا. باختصار ، تملأ PA610 مكانة نايلون وسيطة - مما يؤدي إلى زيادة قوة ذروة PA66 للحصول على جزء كبير من استقرار رطوبة PA12 ، وغالبًا ما يكون بتكلفة معقولة ؛ إنه مفيد بشكل خاص للبيئات أو الأجزاء شبه المبللة التي يجب أن تبقي الخصائص في البرد.

نايلون 6/12 (PA6/12)

يشبه PA612 (يُطلق عليه أحيانًا "612 NYLON") إلى حد كبير PA610: كلاهما لهما امتصاص منخفض الرطوبة واستقرار أفضل بكثير من PA6/PA66 ، والبقاء في الهواء الطلق في الهواء الطلق وفي درجات حرارة منخفضة ، ولديه نقطة ذوبان حوالي 215-218 درجة مئوية ، وبالتالي فإن ظروف الصدفة/النقل تقترب من PA6. كلاهما مناسب تمامًا للموصلات المعالجة بالسوائل ، والموصلات الكهربائية الدقيقة ، والأجزاء المعرضة للرطوبة التي يجب أن تحمل أبعادًا ضيقة.

يكون امتصاص رطوبة التوازن في PA612 أقل ، وتغلغل الوقود/بخار الماء أقل ، وانجراف خاصية الحالة الرطبة أصغر-لكنه يكلف عادة أكثر. كقاعدة عامة ، اختر PA612 للبيئات الرطبة حيث يكون الاستقرار الأبعاد والكهرباء على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية ؛ اختر PA610 عندما تكون صلابة درجات الحرارة المنخفضة أو مقاومة تكسير الإجهاد في بيئات كلوريد الزنك تهم أكثر وحساسية التكلفة أعلى.

كيفية اختيار درجة النايلون المناسبة لمشروعك

كل درجة من النايلون-من النايلون 6 و 6،6 إلى النايلون الأليفات القصيرة 4،6 ونايلون السلسلة الطويلة 6،10 ، 6،12 ، 11 ، و 12-يتوازن بين الممتلكات. النايلون 6 و 6،6 هما عملان للأغراض العامة ذات القوة العالية والصلابة ، ومناسبة للعديد من الأجزاء الحاملة للحمل ولكنها حساسة للرطوبة. يرفع النايلون 4،6 مقاومة الحرارة ويحتفظ بقوة عالية للاستخدامات ذات درجة الحرارة العالية ، وإن كان مع ارتفاع امتصاص الرطوبة والتكلفة. بالانتقال إلى سلاسل أطول ، يقلل النايلون 6،10 و 6،12 من امتصاص الرطوبة ويحسن الصلابة على حساب القليل من القوة - وهو يبرز للأجزاء التي تحتاج إلى الاستقرار في الإعدادات الرطبة أو الباردة. أخيرًا ، يقدم Nylon 11 و 12 من بين أفضل الرطوبة والمرونة الكيميائية والصلابة الاستثنائية ، مما يجعلها اختيارات من أجل الاتصال بالسوائل والتطبيقات الخارجية والمرنة-على الرغم من أن نقاط الانصهار المنخفضة وارتفاع سعرها تقصرها على الأدوار المتخصصة ولكن الحرجة.

• عند اختيار النايلون لتطوير المنتج ، فكر في البيئة والاحتياجات الميكانيكية وأي عوامل تنظيمية/استدامة. على سبيل المثال:
• القوة والحرارة العالية في بيئة جافة: اختر PA66 أو PA46 (النايلون 4،6).
• تأثير وسهولة الصدفة: قد يكون PA6 أفضل.
• رطوبة عالية أو مغمورة في السوائل: نايلون طويل السلسلة مثل PA612 أو PA11 أو PA12 سيمنع التورم والحفاظ على الخصائص.
• الاحتياجات المتوازنة مع بعض استقرار الرطوبة ولكن لا تزال قوة لائقة: النظر في PA610 أو PA612 كحلول وسط.
• خرطوم/أنابيب مرنة تلامس المواد الكيميائية: PA12 أو PA11 (تظل مرنة ومقاومة التكسير/الامتصاص).

هل أنت مستعد للبناء؟ Chiggo متخصص فيتصنيع CNC، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، وصبر الحقن من أجزاء النايلون. يمكننا مساعدتك في اختيار الصف المناسب ، وتحسين التصميم الخاص بك للرطوبة/الانكماش/الصفحات الحربية ، والتوصيل من النماذج الأولية السريعة إلى الإنتاج.تحميل CAD الخاص بكلمراجعة سريعة DFM واقتباس.