Polyamid 46 edit

 
Polyamid 46

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, 1,4-diaminobutanu a kyseliny adipové (hexan-1,6-diová 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].

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 edit

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[2][3].

Výroba edit

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.[3][4][5]

Vlastnosti edit

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 edit

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
  1. ^ a b c "PA46 - Stanyl®". @engineering-materials. Retrieved 2023-11-28.
  2. ^ a b c d Stanyl 30 years strong: the story of the world's most successful high-temperature polyamide, retrieved 2023-11-28
  3. ^ a b c d Rulkens, R.; Koning, C. (2012-01-01), Matyjaszewski, Krzysztof; Möller, Martin (eds.), "5.18 - Chemistry and Technology of Polyamides", Polymer Science: A Comprehensive Reference, Amsterdam: Elsevier, pp. 431–467, doi:10.1016/b978-0-444-53349-4.00147-3, ISBN 978-0-08-087862-1, retrieved 2023-11-28
  4. ^ Roerdink, E.; Warnier, J.M.M. (September 1985). "Preparation and properties of high molar mass nylon-4,6: a new development in nylon polymers". Polymer. 26 (10): 1582–1588. doi:10.1016/0032-3861(85)90098-9. ISSN 0032-3861.
  5. ^ a b Gaymans, R. J.; Van Utteren, T. E. C.; Van Den Berg, J. W. A.; Schuyer, J. (March 1977). "Preparation and some properties of nylon 46". Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition. 15 (3): 537–545. Bibcode:1977JPoSA..15..537G. doi:10.1002/pol.1977.170150303. ISSN 0360-6376.
  6. ^ "Polyamid 46 (PA 46) | Techportál.cz". www.techportal.cz. Retrieved 2023-11-28.
  7. ^ "PA4.6 - polyamid 4.6 | TechPlasty". www.techplasty.cz. Retrieved 2023-11-28.