Poliamida

editor — Tue, 19 May 2015 12:03:43 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

Composición química:

(NH(CH₂)₅CO)_n

Materias primas:

Ácido adípico, amoníaco y dinitrilo de ácido adípico; fenol, benzenol, butadieno.

Es tracta d'un plàstic de nitrògen que presenta interrupcions regulars de grups amida en la seva cadena principal. El niló s'obté a partir de la policondensació entre hexametilendiamina i àcid adípic.

En les poliamides que tenen un número parell d'àtoms de carboni (PA 6, 66, 610, 12, ...) els grups CO i CH de les macromolècules adjacents estan situats un davant de l'altre de tal manera que les forces intermoleculars són màximes a causa de l'elevada formació de ponts d' hidrògen. En el cas de les poliamides amb número senar d'àtoms de carboni (PA 11) aquestes forces són menors, per tant el polímer és més elàstic i tenaç.

El nom de niló (poliamida 66) prové de les sigles New York-London (ny-lon). Moltes propietats de la poliamida és a causa de l'aparició de forces intermoleculars entre grups NH i CO de les macromolècules adjacents. El niló és la poliamida més antiga, la més coneguda i la més treballada de totes les poliamides, amb un total d'un 70% de la consumició total de poliamida.

Caracterización

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. La banda que aparece a 3282 cm^-1corresponde al stretching del NH del grupo mide. Al tratarse de una mide secundaria sólo sale un pico.
En 3080 cm^-¹, 2925 cm^-¹ y 2860 cm^-1encontramos una serie de picos que pertenecen a los stretching de vibración del grupo CH sp3.
La banda que aparece a una frecuencia de 2351 cm^-1pertenece al fósforo presente en el polímero en forma de una banda ancha que corresponde al stretching del grupo PH.
El pico que sale 1630 cm^-1corresponde al carbonilo del grupo amida. En cambio, el pico que encontramos en 1537 cm^-1corresponde al bending del grupo NH y al stretching simétrico del grupo N-CO.
La banda que aparece a 1452 cm^-1corresponde al bending del grupo CH₂. El resto se señales que aparecen entre 1367 cm^-¹ y 1025 cm^-1pertenecen al stretching del enlace CN; son señales de intensidad media.

Metodos espectrométricos:

Descripción:

Metodos espectrométricos:

Preparación:

Se trata del espectro de IR del nylon y se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. Se observa una banda ancha entre 3400 y 3200cm^-1que corresponde al stretching del NH del grupo mide.
Encontramos señales hacia 3000 cm^-1que pertenecen a la stretching del grupo CH sp3. Hacia 1700-1600 cm^-¹ se encuentra el pico que corresponde al stretching del grupo carbonilo de la amida.
Hacia 1500 cm^-1aparecen algunas bandas que corresponden al bending del grupo NH y al stretching simétrico del grupo N-CO.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

1.12 - 1.14 g/cm³

Cristalinidad:

30 - 40 %

Precio:

2.42 - 2.66 €/kg

Observaciones:

Aunque el nylon es el más barato de todas las poliamidas, éstas son más caras que otros termoplásticos.

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

2.62 - 3.2 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.34 - 0.36

Resistencia mecánica a la compresión:

55 - 104 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

90 - 165 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

2.22 - 5.62 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

A la temperatura de	Alargamiento (%)
T_amb	15 - 300 %

Dureza:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	25.8 - 28.4 HV

Observaciones:

Com més petita és la proporció dels grups CH₂/CONH més elevada és la resistència a la tracció, la duresa i la rigidesa. Paral·lelament a aquesta proporció augmenta la tenacitat, especialment en fred. La resitència mecànica és mitjana-elevada. Té baixa duresa.

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

A la temperatura de:	Resistividad especifica
T_amb	10¹² - 10¹³ ohm·m

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	3.7 - 3.9

Observaciones:

Es un buen aislante eléctrico. Tiene una rigidez media que se puede mejorar con fibras de vidrio.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

43.9 - 55.9 ºC

Temperatura de fusión:

210 - 220 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	80·10^-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.233 - 0.253 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacidad calorífica específica
T_amb	1.6e3 - 1.66e3 J/kg·K

Observaciones:

Es un buen aislante térmico. Es especialmente interesante el comportamiento del nylon a baja temperatura.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.52 - 1.53

Observaciones:

Se trata de un material translúcido.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

110 - 140 ºC

Mecanización:

Mediana

Soldabilidad:

Es un polímero altamente soldable.

Formabilidad:

Bona

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene buena resistencia a los ácidos débiles y baja a los fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene muy buena resistencia a los álcalis débiles y buena a los álcalis fuertes.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene una resistencia media a los disolventes orgánicos, tanto aceites como hidrocarburos, así como otros disolventes.

Absorción de agua:

Es sensible al agua ya que se puede llegar a hincharse hasta un 10% de su tamaño original, haciendo que decrezca sus propiedades mecánicas y eléctricas.

Resistencia al oxígeno:

Su resistencia frente a la oxidación a 500 ºC es muy pobre.

Observaciones:

Tiene muy buena resistencia al agua, tanto dulce como salada. Se trata de un material inflamable. Su resistencia a la radiación UV es media pero requiere emplear protectores, al igual que si se quiere exponer a la intemperie.

Obtención

Observaciones:

La obtención de la poliamida se produce por policondensación o polimerización. Existen dos tipos de poliamidas en función del tipo de síntesis que se realice; en aquellas donde sólo participa un único elemento básico, como podría ser por policondensación de ácidos aminocarboxílics o por policondensación de sus lactamas, se acaba obteniendo poliamida 6, mientras que en aquellas que participan dos elementos básicos como son las diamina y los ácidos dicarboxílicos, se obtiene la poliamida 66, también llamada nylon.
El número que acompaña a cada poliamida indica el número de carbonos presentes en el componente inicial. En Aquellos polímeros formados por dos elementos, el primer número pertenece al número de carbonos de la diamina y el segundo pertenece al ácido carboxílico.
En el caso de la obtención del nylon (poliamida 66), las lactamas reaccionan en presencia de agua y de ácidos acuosos en una polimerización hidrolítica para formar poliamidas. Existe también una polimerización en ausencia de agua, llamada polimerización iónica, empleando catalizadores del tipo ácido (catiónica) o base (aniónica) para abrir o romper el anillo. En la actualidad se suele fabricar en continuo por polimerización hidrolítica; en discontinuo se hace por polimerización aniónica.

La obtención de la poliamida 66 (nylon) se produce a partir de ácido adípico y hexametilendiamina. Normalmente se fabrica en discontinuo y en dos etapas separadas; en la primera se forma la sal derivada del ácido dicarboxílico y la diamina por calentamiento. La sal obtenida se denomina sal AH, que corresponde a las iniciales de adípico y hexametilendiamina. Se obtiene a partir de cantidades equimolares de los reactivos iniciales disueltos en metanol, ya que la sal AH es prácticamente insoluble en metanol y precipita. Si los reactivos iniciales son muy puros se puede evitar la formación de la sal y pasar directamente a un proceso de fusión y posterior polimerización.
La segunda parte del proceso corresponde a la polimerización de la sal. Esta se introduce en forma de solución acuosa al 60% en un reactor bajo atmósfera de nitrógeno, se condensa entre 210 y 220ºC ya una presión de 17 bar, hasta que se forma un precondensado que aún es soluble en agua. A continuación la temperatura se eleva hasta 275ºC manteniendo la misma presión, dejando salir el vapor de agua. Cuando se alcanza un rendimiento entre el 80 y el 90%, se anula la presión por expansión y se termina la reacción al vacío.La reacción se puede llevar también en continuo en condiciones de temperatura y presión similares.

La diferencia entre las diferentes poliamidas radica en su cristalinidad, en la proporción entre grupos CH₂ / CONH dentro del polímero, en el número par o impar de átomos de carbono y la distancia entre macromoléculas vecinas, que a su vez depende del grado de cristalinidad. En cambio, las cadenas laterales y los segmentos aromáticos reducen las fuerzas de atracción intermolecular, y en consecuencia, la cristalinidad.

Conformación

Observaciones:

El principal sistema de transformación de las poliamidas es la inyección; también se puede emplear la extrusión, extrusión-soplado, moldeado por soplado, soplado por láminas, recubrimiento con PAN en polvo, moldeado rotacional de PA o de lactamas reactivas, colada de PA en solución para fabricar láminas, compresión. También se puede soldar y pegar.
Como resultado de esta transformación se obtienen piezas en seco, por lo que no tienen humedad. En este estado las poliamidas no tienen la resistencia al desgaste ni al impacto que se espera. Para convertirlas en material útil hay que dar a las piezas la cantidad de agua apropiada equivalente a la que tendrán en condiciones normales a 23ºC y 50% de humedad relativa. La adición de la humedad se realiza mediante un proceso de acondicionamiento. Este proceso consiste en mantener las piezas sumergidas en agua caliente o guardarlas en un ambiente muy húmedo. La duración del proceso dependerá del grosor de las paredes de las piezas. La humedad es absorbida por las zonas amorfas. Si la transformación se realiza de forma incorrecta, ya sea porque se emplean temperaturas excesivas o porque la masa fundida resto demasiado tiempo en el interior de la unidad de inyección, el PA puede degradarse y formar vapores nocivos en forma de amoniaco, aminas y aldehídos.

Imágenes:

Descripción:

Se observan granzas de PA a las que se les puede añadir el color deseado para obtener un producto final coloreado.

Reciclaje

Observaciones:

La PA es un material reciclable

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para plásticos en general.

Aplicaciones

Observaciones:

El PA s'empra per crear planxes, blocs, perfils, tubs, tubs flexibles, varetes, filaments, làmines i fibres. S'utilitza per fer folres de cables resistents al desgast, carrets de bobines, rodes i aspes, rodes dentades, cargols, rosques, carcasses de bombes, filtres, trepants, aparells de flash, reflectors, càmares fotogràfiques, acumuladors, peces de bombes, guies, cadenes de transport, corretges de transmissió, juntes, hèlixs de vaixells, carcasses de fars, tubs de gasolina, flotadors de carburant, pedals dels automòvils (PA reforçada amb fibra de vidre), dipòsits de motocicleta, cintes d'embalatge, làmines d'envasos impermeables als aromes, dipòsits de gasoil de calefacció, peces de frigorífic i altres aparells electrodomèstics. També s'utilitza com a recobriments per a mobles de jardí, pintes, botons, cremalleres, cascs de protecció, budells sintètics per a embotits, reds per a pescar, cabells de ninos, pròtesi, botes d'esquí, skates, ...

Imágenes:

Descripción:

El tub dels aspiradors, així com altres parts, estan fabricades amb PA

Imágenes:

Descripción:

El niló s'empra per a fer fils resistents, aptes per a pescar, així com vares.

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