POLIAMID / NYLON – OD WŁÓKIEN SYNTETYCZNYCH DO TWORZYW KONSTRUKCYJNYCH

Przemysław Binkowski
doradca techniczno-handlowy
Sinograf SA

 

Wynalezienie poliamidu znanego jako nylon-66 (PA-66) wiązało się z potrzebą znalezienia wiele tańszego odpowiednika dla drogiego i ekskluzywnego jedwabiu. Poliamidy to substancje chemiczne, które występują również naturalnie. Do grupy poliamidów należą m.in. wełna czy jedwab, jednak mówiąc o poliamidach z reguły mamy na myśli te otrzymywane w drodze syntezy chemicznej. Próby stworzenia takiego materiału trwały przez kilkadziesiąt lat, a jego ostateczny skład opracowano 28 lutego 1935 roku przez doktora chemii Wallacea Carothersa w Wilmington, na wschodnim wybrzeżu USA, który pracował dla DuPont. W tamtych czasach był to potężny koncern chemiczny, produkujący proch, dynamit i nitroglicerynę. Później to właśnie w laboratoriach DuPont powstały takie wynalazki, jak kewlar, teflon, cordura czy kydex, a także włókna polimerowe. W związku z Wielkim Kryzysem, intensywnie pracowano nad wymyśleniem tanich tworzyw sztucznych. Próbowano szyć nawet z winylu, jednak znalazł on szersze zastosowanie w produkcji płyt gramofonowych. Winyl do dziś nie jest zbyt często stosowany jako materiał odzieżowy, natomiast nylon zdecydowanie podbił światowe rynki. Koncern zasłynął również z kampanii demonizującej konopie, których uprawa umożliwiła między innymi pozyskiwanie niedrogiego, naturalnego surowca na liny. Dzięki staraniom DuPont, wspieranym przez prawników i ogólnokrajowe media, uprawa konopi została zakazana otwierając rynek dla syntetycznych włókien. W roku 1937, doktor Wallace Carothers popełnił samobójstwo wypijając roztwór cyjanku potasu. Źródła historyczne mówią, iż trudno mu było pogodzić się z myślą, że jego tworzywo zostanie wykorzystane głównie do produkcji nylonów, a on sam zapisze się na kartach historii nie jako wybitny chemik, ale właśnie jako wynalazca pończoch. Jako ciekawostkę należy wspomnieć, skąd wzięła się nazwa nylon. Jest to połączenie nazw dwóch miast – NY czyli New York i Lon od London, ponieważ zarówno Amerykanie, jak i Anglicy pracowali nad sposobem wytwarzania tego tworzywa.

W roku 1938 pierwszymi na świecie produktami, które wprowadzono na rynek były szczoteczki do zębów z włosiem nylonowym. Rok później w 1939 roku na wystawie EXPO w Nowym Jorku zaprezentowano słynne pończochy nylonowe, które rok później trafiły do masowej produkcji. Przedtem używano pończoch bawełnianych i wełnianych, ale najbardziej eleganckie były  te z jedwabiu. Te ostatnie cechował piękny połysk, niestety stosunkowo szybko się zużywały, znacznie tracąc na estetyce. Nie były też tanie, a ich cena drastycznie wzrosła, gdy w wyniku II wojny światowej import jedwabiu z Azji do USA i Europy został poważnie utrudniony. W maju 1940 roku na rynku pojawiły się pierwsze sztuczne pończochy, a kobiety miały okazję sprawdzić, jak wyglądają i jak wygodnie się je nosi. W kilka dni sprzedał się cały nakład kilku milionów par pończoch, a poliamid z powodzeniem i na stałe wszedł na światowe rynki włókiennicze.

    Po drugiej stronie oceanu w roku 1938 niemiecki zespół w laboratoriach IG Farben kierowany przez Paula Schlacka obszedł patent firmy DuPont na syntezę nylonu-66, opracowując swój nylon-6 (PA-6). Na początku stosowany był głównie jako zamiennik do produkcji rajstop, chociaż miały one dużo gorsze właściwości od amerykańskiego nylonu. Już podczas II wojny światowej rozpoczęto stosowanie poliamidu do celów wojskowych i w przemyśle ciężkim. Produkowano z niego min. opony i liny do cumowania tankowców. Co ciekawe, podczas wojny amerykańskie kobiety oddawały podarte nylonowe rajstopy podczas specjalnych zbiórek, a z uzyskanego materiału produkowano spadochrony dla wojska. Po wojnie również znalazł on wiele zastosowań od przemysłu włókienniczego po przemysł lotniczy.
    Poliamidu używa się do produkcji włókien syntetycznych oraz wytwarzania tworzyw konstrukcyjnych przetwarzanych metodą wtrysku lub wytłaczania. Współcześnie dzięki nowoczesnym technologiom produkcji na bazie tego włókna wytwarza przede wszystkim rajstopy, pończochy, wysokogatunkową odzież i bieliznę sportową. Właściwości tego tworzywa doskonale sprawdzają się do produkcji szczoteczek do zębów, plecaków, poduszek powietrznych, strun gitarowych, butów, dywanów, specjalistycznej odzieży ochronnej. Produkty przemysłowe wykonywane z poliamidu charakteryzuje wysoka wytrzymałość mechaniczna, sztywność, twardość, wysoka odporność na uderzenia i zdolność tłumienia drgań mechanicznych, a także odporność na ścieranie i zarysowania, wysoka odporność chemiczna. Stosowany jest do wytwarzania części i podzespołów takich jak łożyska ślizgowe, koła zębate, rury ciśnieniowe, przeguby, folie i obudowy. Ze względu na korzystne właściwości fizyczne, poliamid zajmuje czołowe miejsce wśród konstrukcyjnych tworzyw sztucznych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, elektrotechnice, budownictwie, przemyśle maszynowym i meblowym, jest powszechnie stosowany min. w urządzeniach gospodarstwa domowego. Z powodu swoich właściwości izolacyjnych i dielektrycznych ma także zastosowanie w branży elektrycznej. Jest stosowany do produkcji gniazdek elektrycznych, bezpieczników i osłon linii przesyłowych.

W naszej branży najczęściej spotykamy:
PA 6 G to typ odlewany poliamidu - dając możliwość wytwarzania dużych form i odlewów. Z reguły są to wałki o średnicy powyżej 60 mm. Charakteryzuje się kolorem kości słoniowej.

PA 6 E (extruded) to typ tłoczony poliamidu. Z reguły są to wałki o średnicy poniżej 60 mm, charakteryzujące się kolorem mlecznobiałym.

PA 6 G + olej to typ z dodatkiem oleju mineralnego. Zapewnia doskonałe właściwości ślizgowe, szczególnie przydatne do pracy na sucho.

PA 6 FG 30 to rodzaj wzmocniony 30% włóknem szklanym (fiber glass). Charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością mechaniczną i sztywnością. Może być stosowany również w wyższej temperaturze.

Na rynku dostępne są:
· płyty PA6 pure (kolor naturalny) w zakresie grubości 2 - 30 mm
· płyty PA6 BLK (czarne) w zakresie grubości 2 - 5 mm
· wałki PA6 pure  (kolor naturalny) o średnicach 20 - 150 mm
· wałki PA6 BLK (czarne) o średnicach 20 - 200 mm
standardowe wymiary arkusza płyty to 1000 mm x 1000 mm
standardowa długość wałków to 1000 mm długości
standardowe kolory: naturalny (pure), czarny (BLK)

         

 Poliamid to materiał, który bardzo dobrze nadaje się zarówno do spawania jak i do obróbki ze skrawaniem. Można poddawać go frezowaniu, toczeniu, wierceniu czy nawet szlifowaniu. Do tego procesu produkcyjnego najczęściej wykorzystywane są wałki, tuleje oraz płyty. Taka postać półwyrobów pozwala na szybką i bezproblemową produkcję wielu różnych elementów - bez problemu można zakupić całe arkusze płyt i wałki. W większości nasz asortyment dostępny jest od ręki a zamówienie szybko dostarczymy pod wskazany adres. Na terenie Polski jest to nie dłużej jak dwa dni robocze a w całej Unii Europejskiej do około pięciu dni roboczych. Współpracujemy również z podwykonawcami, którzy mogą z dowolnych arkuszy wyciąć formatki, czy wybrane kształty według nadesłanego projektu. Dodatkowym ułatwieniem jest szeroki zakres średnic jakie można wytoczyć z wałków poliamidowych na gotowy wyrób oraz bardzo duża precyzja obróbki co bezpośrednio przekłada się na jakość jaką mają kształtki wykonane z PA-6. Z dostępnych wałków czy płyt, wytwarza się przede wszystkim części takie jak prowadnice, koła zębate, ślimaki, tuleje, rolki, uszczelki, części do przekładni i wiele innych. Elementy te najczęściej wykorzystywane są w branży maszynowej  i budowlanej. W efekcie toczenie poliamidu pozwala na szybkie wytwarzanie wielu różnych elementów o szerokim spektrum zastosowania. Współcześnie co raz więcej poliamidu używa się w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz elektrycznym i elektronicznym. Roczne zapotrzebowanie na poliamidy w Europie plasuje się na poziomie powyżej miliona ton i z roku na rok jest coraz większe.