Hemijsko inženjerstvo i tehnologije/HI Hemijsko inženjerstvo i tehnologije/HI
SEMINARSKI RAD
SEMINARSKI RAD
POLIAMIDI
POLIAMIDI
Tuzla,2016 Tuzla,2016 Studenti: Studenti: Mentor:Mentor: lme!ina "ajri#lme!ina "ajri# $r%s&%'asmin
$r%s&%'asmin (uljagi# (uljagi# )i!heta )i!heta *uvi#*uvi# Ta
Tarik rik (aki#(aki#
SADRŽAJ
Seminarski rad Seminarski rad 1.UVOD 1.UVOD%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%+%%%%%%%%%%%%+ 2.POLIAMIDI 2.POLIAMIDI%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3.PODJELA POLIAMIDA 3.PODJELA POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%- %%%-3.1
3.1% % .olimeriza&ija .olimeriza&ija laktama%%%%%%%%%%%laktama%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3.2
3.2% % nionska nionska olimeriza&ija%%%%%%%%%%olimeriza&ija%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3.3
3.3% % .olikon!enza&.olikon!enza&ija ija !ikiselina s !ikiselina s !iaminima%%%%%%%%%%%%!iaminima%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3.4
3.4% % .oliami! .oliami! 6%%%%%%%%%%%%%%%%%%6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1010 3.4.1
3.4.1%.olimeriza&ija oliami!a %.olimeriza&ija oliami!a 6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%10%%%%%%%%%%10
3.4.2
3.4.2%a!molekularna struktura %a!molekularna struktura oliami!a oliami!a 6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1%%%%%%%%%%%%%%%111 3.. 3.. .oliami! .oliami! 11%%%%11%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%11%%%%%%%%%%%11 3.!. 3.!. .oliami! .oliami! 12%%%%%%%%%%%%%%%%12%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1111 3.". 3.". .oliami! .oliami! 6,6%%%%%%%%%%%%%%%6,6%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1212 4.SVOJS#VA POLIAMIDA 4.SVOJS#VA POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1+1+ . UPO#RE$A POLIAMIDA . UPO#RE$A POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1--!. POLIAMIDNA VLAKNA !. POLIAMIDNA VLAKNA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%16%16 !.1. !.1. .erlon%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.erlon%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%16%%%%%%%%%%%16 !.2. !.2. ajlon%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%ajlon%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%16%%%%%%%%%%%16 ".APSORP%IJA VODE I NJEN U#I%AJ NA SVOJS#VA POLIAMIDA
".APSORP%IJA VODE I NJEN U#I%AJ NA SVOJS#VA POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%13%%%%%%%%%%%%%13 ".1
".1%)ehanizam asor&ije %)ehanizam asor&ije vo!e vo!e oliami!a %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%oliami!a %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%13%%%%13 ".2
".2%Utje&aj asor4irane vo!e %Utje&aj asor4irane vo!e na mehani5ka svojstva na mehani5ka svojstva oliami!a %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%oliami!a %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1%%%%%%%%1 &.DODA%I POLIMERIMA
&.DODA%I POLIMERIMA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%1%%1 '. PLAS#I(IKA%IJA POLIAMIDA
'. PLAS#I(IKA%IJA POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%20%%%%%%%%%%%%20 1).SMJESE I MJE*AVINE POLIAMIDA
1).SMJESE I MJE*AVINE POLIAMIDA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%21%%21 11.+AKLJU,AK 11.+AKLJU,AK %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2+2+ 12.LI#ERA#URA 12.LI#ERA#URA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%2 2 2
1. UVOD
.oliami!i su termolasti sa !uga5kim lan5astim molekulama formiranih reak&ijom izmeu sla4ih kiselina 7sa!rže gruu 89::H; i amino grue 7<H2;% =laknasti i !rugi roizvo!i oliami!a imaju razli5ite komer&ijalne nazive kao nr% najlon, erlon% :va vlakna imaju veoma veliku ja5inu na ki!anje 7630 ).a; a se koriste za sigurnosne ojaseve i taetarske roizvo!e%Takoer se oliami!na vlakna uotre4ljavaju kao osnova neumatika za automo4ile%eke vrste najlon vlakana 7filamenata; koriste se za 5etke, teniske meže, ri4arske strune, hirurške kon&e% :tornos oliami!a na 4enzin !ovela je !o nihove rimjene za rezervoare, &rijeva za !ovo! goriva, filtere za gorivo, lovak kar4uratora% mi!ne skuine uje!no ovezuju i lan&e makromolekula jakim vo!onikovim vezama a su oliami!i kristalasti lastomeri visoke temerature toljenja i !o4re otornosti na razne vrste otaala )eto!om 4rizganja izrauju se klizna ležišta koja se o!likuju malim koefi&ijentom trenja, malim ha4anjem, !o4rim rigušivanjem os&ila&ija, otornoš#u na hemikalije i 4ešumnim ra!om% :snovna svojstva oliami!a ovise o veli5ini ugljikovoni5nog segmenta , o!nosno o gusto#i ami!nih skuina% :sim rimjene u tekstilnoj in!ustriji, oliami!i se uotre4ljavaju kao vrlo &ijenjeni konstruk&ijski olimerni materijali o!li5nih svojstava%
2.POLIAMIDI
U manje o! 0 go!ina oliami!i, oularni najloni, ostali su uo4i5ajen materijal vrlo raširene rimjene% (toga su vrlo 5esto i na razli5ite na5ine risutni i utje&ajni u svako!nevi&i% .reki! meunaro!nih uteva ro4e tijekom $rugog svjetskog rata oja5ao je znanstvene naore u ronalaženju sintetske alternative za uvozne roizvo!e% .rije rata 'aan je 4io glavni oskr4ljiva5 otre4nom svilom za ameri5ko tržište% (vila je 4ila osnovna komonenta mnogih vojnih roizvo!a kao što su a!o4rani, okrovi i neumati&i za vojna vozila% ajlon se rvi ut usješno ojavio na tržištu 1+% kao 5aro4na zu4na 5etki&a !oktora >esta, a slije!ile su još oznatije ženske 5arae, koje su ostale sinonim za tu vrstu sintetske lastike% $u.ont u o5etku nije zaštitio naziv, !ouštaju#i !a rije5 ue u svako!nevni rje5nik merikana&a kao sinonim za 5arae% ajlonke su rvi ut re!stavljene na (vjetskom sajmu u e? @orku 1+% i ostigle su o!mah izvanre!an usjeh% =e# je rve go!ine ro!ano 6 milijuna ari 5araa% ajlon je o!mah rimijenjen kao zamjena za svilu i u vojnoj in!ustriji% Aak se ra4io kao visokovrije!an air za izra!u ameri5kih nov5ani&a% Usrkos velikom usjehu svoga novog 5u!esnog materijala, 9arothers nije 4io sretan% akon smrti svoje sestre 1+3% koja je jako utje&ala na njega, ostao je mani5no !eresivan% (ura!ni&i su ga 5esto mogli vi!jeti s &ijani!om, a znao je oimen&e svakoga oznatog znanstvenika koji si je o!uzeo život% (tanje mu se nije 4itno o4oljšalo ni nakon vjen5anja s Helen (?eetman, takoer zaosleni&om $u.onta, te je skon5ao samou4ojstvom &ijani!om rije roenja svoje k#eri% $u.ontov atent o!nosi se na oliami! 66 7.66;, ali !anašnja o4itelj oliami!a ima 5itav niz 5lanova o!ijeljenih u !vije osnovne skuine% .oliami!i s !vojnom oznakom, kao .66, nastaju kon!enza&ijskom reak&ijom izmeu !iamina i !ikar4onskih kiselina% .rvi je 4roj oznaka za 4roj ugljikovih atoma u !iaminu, a !rugi se 4roj o!nosi na 4roj ugljikovih atoma u
!ikar4onskoj kiselini% $ruga skuina nastaje olimeriza&ijom otvaranja rstena, koja uklju5uje otvaranja laktamskog rstena koji sa!ržava o4je skuine, ami!nu i kiselinsku% Taj o4lik sinteze razvio je "(B kao rezultat natje&anja s $u.ontom u razvoju oliami!a% .oliami! se !anas rimjenjuje na raznim o!ru5jimaC o! tkanina za namještaj !o !ijelova za automo4ile, i je!na je o! najraširenijih sintetskih lastika% jegova je svestranost rezultat rasona ovoljnih svojstava% D4og svojeg je hemijskog sastava jako olaran i sa!ržava 5vrste vo!ikove veze, što zaje!no s velikim stunjem regularnosti omogu#uje !o4ivanje iznimno 5vrstih vlakana% Ina5e, oliami! ria!a skuini kristalastih lastomera% morfna o!ru5ja !aju mu elasti5nost, a lamelarni kristali 5vrsto#u, krutost, otornost na trošenje, kemijsku i relativnu tolinsku ostojanost% .out ve#ine olimernih materijala, i oliami! osje!uju !o4ra elektroizola&ijska svojstva, što ga u kom4ina&iji s !o4rom kemijskom ostojanosti 5ini ogo!nim za visokonaonske elektri5ne komonente% $o4ra rastezna 5vrsto#a 5ini oliami! izvrsnim materijalom za ži&e glaz4ala% .rije njega su se kvalitetne ži&e za gitaru ra!ile kao i za ostale gu!a#e instrumente% (voju remijeru oliami!ne ži&e za gitaru imale su 1% na kon&ertu klasi5ne gitare u e? @orku% n!re (egovia, oznati klasi5ni gitarist, zaje!no s roizvoa5em ži&a l4ertom ugustinom unarije!io je roizvo!nju oliami!nih ži&a% $aljnje tri go!ine razvoja !ovele su !o roizvo!nje 4oljih oliami!nih ži&a, koje !anas imaju imresivne razmjere% 'oš je!no svojstvo oliami!a je relativno visoko talište 7220 E9 za .6 i 26- E9 za .66;, što je, zaje!no s malom rousnosti za linove, omogu#ilo !a oliami! ostane ogo!an za zamatanje hrane, 5ak i u slu5ajevima ka!a se hrana izravno u vre#i&ama za akiranje uranja u kiu#u vo!u% Fomoziti s oliami!nom matri&om ve# su !ulje nezamjenjivi na mnogim o!ru5jima, rije svega u automo4ilskoj in!ustriji% ajve#i
ne!ostatak oliami!a je njegova higroskonost% To zna5i !a #e s vremenom uijati vlagu iz atmosfere, a time #e !o#i !o sniženja svojstava% )olekule vo!e stvaraju vo!ikove veze s olarnim skuinama izazivaju#i male omake, što !ovo!i !o 4u4renja% Taj ro&es ove#ava okretljivost molekula jer ve#i rostori izmeu sekun!arnih veza olakšavaju translatorna kretanja% sor&ija se nastavlja !o ravnotežnog stanja, a koli5ina uijene vo!e ovisi o temeraturi, kristalnosti i !e4ljini komonenti% .re!kon!i&ioniranje komonenti može smanjiti asor&iju in situ, a u ve#ini slu5ajeva asor&ija je ovratna a se nakon sušenja svojstva !jelomi5no ili otuno ooravljaju% Utje&aj asor&ije smanjuje se i !o!avanjem unila ili oja5avala% o asor&ija može o4oljšati žilavost% .612 asor4ira uola manju koli5inu vo!e o! .66 a na njega mnogo manje utje5e vlažnost% U svijetu koji je sve osjetljiviji na o!rživost, oliami!i imaju veliku re!nostG mogu se otuno re&iklirati% $va su glavna ostukaC mehani5ka i kemijska oora4a% U mehani5kom se ostuku oliami! 5isti, reže, tali i o! njega se onovno !o4ivaju vlakna% .ri kemijskoj oora4i oliami!i se takoer najrije o5iste, režu, !eolimeriziraju !o osnovnih molekula, kemijski onovno olimeriziraju te se o! njih izrauju tekstilna vlakna%
3.PODJELA POLIAMIDA
.rema vrsti olaznih monomera razlikuju se !vije vrste oliami!a%.rvoj skuini ria!aju oliami!i !o4ijeni olikon!enza&ijom viših aminokiselina ili olimeriza&ijom njihovih
funk&ionalnih !erivata naj5eš#e &ikli5nih ami!a 7faktoma;%$rugu skuinu tih olimernih materijala 5ine oliami!i nastali olikon!enza&ijom !ikar4onskih kiselina i !iami!a% .oliami!i se ozna5avaju je!nim 4rojem ako su sastavljeni o! je!ne vrste monomera aminokiselina 7nr%.oliami! 6;, a sa !va 4roja ako su sastavljeni o! !vije 7nr%.oliami! 6,6;% .oliami! 6 ili najlon 6 7. 6; je razvijen 1-2, !ok je oliami! 66 ili najlon 66 7. 66; roizve!en ve# 1+-% go!ine u $uonu%
.oliami!i sa!aju u gruu olimera sa najširom rimjenom, u okviru olimera za inženjering z4og o!li5nog o!nosa erformansi i &ijene%
2 glavna tia oliami!a suC
• .oliami! 6 7. 6; • .oliami! 6%6 7. 66;
li mo!ifika&ijom kemijskih struktura 7!užine lana&a i kemijske organiza&ije;, !o4ije se još nekoliko grua oliami!a kao što suC
• .oliami! 11 7. 11; i oliami! 12 7. 12; • .oliami! %6
• .oliami! 6%10, 6%12, 10%10
.oliami! 11 7. 11; je je!instveni oliami! visokih erformansi koji se roizvo!i iz o4novljivog izvora 8 ri&inusovog ulja% Foristi se u širokom sektru alika&ija zahvaljuju#i
izuzetnim svojstvima koja su sli5na svojstvima oliami!a 12 7. 12;C o!li5noj kemijskoj i tolinskoj otornosti, visokoj !imenzionalnoj sta4ilnosti i niskoj gusto#i%
.oliami!i 7. 6, . 6%6 i !rugi; se o4i5no koriste u mnogim alika&ijama z4og njihove ekstremne !ugotrajnosti i snage%
lavne karakteristike oliami!a suC
• :tornost na starenje o! utje&ajem visokih temeratura i tokom !ugih vremenskih
erio!a%
• =elika snaga i krutost%
• Bunk&ionalna tvr!o#a 5ak i ri niskim temeraturama% • =isoka roto5nost za lako unjenje kalua%
• Inherentna otornost na zaaljenje% • :!li5na !ielektri5na svojstva% • $o4ra otornost na a4raziju% • Izvanre!na kemijska otornost%
• =isoka 4arijera/otornost na kemijski 4enzin, mast ili aromati5ne materijale% • =isoka 4arijera za kisik%
• sor&ija vo!e%
• :!li5an o!nos &ijene i erformansi%
lavne alika&ije . 6, . 66 i !rugih tiova oliami!a suC
• U automo4ilskoj in!ustriji
o Da zrak<gorivoC ulazi za zrak
o Da ogonske komonenteC mjenja5i, sojke, zateza5i lana&a o Da oklo&eC oklo&i motora
o Da vo!ili&e zraka !o4ivene uhanjem o nterijerC osu!e za zra5ne jastuke
o ksterijerC .re!nje rešetkaste maske, ru5i&e na vratima, oklo&i nalatka,
ogle!ala
• lektrika i elektronika
o $istri4u&ija strujeC Jazvo!ni ureaji niskog naona o FonektoriC In!ustrijski 9 konektori, završni 4lokovi o lektri5ne komonenteC .reki!a5i
• :šta rimjena
o )otorni alatC Fu#išta i unutarnji !ijelovi o (ortoviC vezovi skija, roleri
o Keljezni&aC željezni5ke o!loške o Fota5i#i
o amještajC razne alika&ije o )orski &ijevovo!i
PA66 PA6
Niska apsorpcija vode Veća otpornost na udarce
Veća krutost Bolje prigušivanje
Veća termička otpornost Lakše za preradu Veća otpornost na trošenje anje savijanje
Veća otpornost na !idrolizu Bolja kvaliteta površine Ni"a cijena
oguća samogasivost Vrlo do#ra električka svojstva
$imenzionalna sta#ilnost
$ugoročne per%ormanse degradacije uslijed visoke temperature $o#ra izdr"ljivost čak i pri niskim temperaturama
&dličan omjer cijene'per%ormansi( Ta4ela 4r% 1 Glavne razlike između PA6 i PA66
.rema vrsti olaznih monomernih sirovina razlikuju se !vije grue oliami!a% U rvu se gruu u4rajaju oliami!i !o4iveni olikon!enza&ijom viših aminokiselina
n-OO%RN-2/ -O0O%RN-n - 0n1-2O
ili olimeriza&ijom njihovih funk&ionalnih !erivata, u rvom re!u &ikli5nih ami!a 7laktama;% Taj se ti oliami!a rikazuje oznakom ", okazuju#i naizmjeni5ni re!oslije! kon!enziranih amino<skuina 7; I kar4oksilnih skuina 7"; u makromolekuli% $rugu gruu 5ine oliami!i nastali olikon!enza&ijom !ikar4oksilnih kiselina s !iaminima
n-OO%R%OO- n-2NRN-2/
-O0O%R%ON-RN-n- 02n1-2)
:znaka je za oliami!e te vrste <"", jer tom reak&ijom !vije razli5ite monomerne je!ini&e 5ine je!nu onavljanu je!ini&u makromolekule%
.oliami!i u svojstvu komer&ijalnih roizvo!a ozna5uju se 4rojkama koje okazuju 4roj ugljikovih atoma monomernih je!ini&a%
Da oliami! tia <"" rvo se ozna5uje 4roj ugljikovih atoma u !iaminu, a zatim u
!ikar4oksilnoj kiselini% Tako je , nr%, oliami! 6 roizvo! nastao olimeriza&ijom &ikli5nog ami!a <karolaktama, a oliami! 6,6 je roizvo! reak&ije heksametilen!iamina,ɛ
H2 79H2;6 H2, i a!iinske kiseline , H::979H2;9::H% Ta su !va oliami!a uje!no i najoznatija i najviše se uotre4ljavaju%
3.1. Po5i6eri789i8 58;t868% .oliami!i tia " naj5eš#e se !o4ivaju olimeriza&ijom laktama, &ikli5nih ami!a aminokiselina, jer su laktami kao sojevi o#enito ristua5niji o! ria!nih aminokiselina% ajlakše se olimeriziraju nerazgranati laktami sa 6 ili više
ugljikovih atoma u rstenu% .olimeriza&ijom <karolaktama, kako je to ve# somenuto,ɛ
nastaje oliami! 6, je!an o! najvažnijih oliami!a%
Da olimeriza&iju laktama u oliami!e mogu se u tehni5kom mjerilu rimijeniti !va ostuka s razli5itim mehaniznom reak&ije% nionska olimeriza&ija traži strogo 4ezvo!nu sre!inu, a ra!i se uz se&ijalne katalizatore, !ok se hi!roliti5ka olimeriza&ija rovo!i u risutnosti vo!e ili tvari se je otuštaju%
(lika 4r%1 Proizvodnja i potrošnja kaprolaktama u svijetu od 1998-2007 odine
3.2. Anion<;8 =o5i6eri789i8 o!likuje se velikom 4rzinom reak&ije% Ja!i se u 4ezvo!noj sre!ini, a kao katalizatori služe jake 4aze soso4ne !a stvore laktam<anione% Takve su 4aze, nr%, alkalijski kar4onati, hi!ri!i I alkoholati, te neki organometalni sojevi% Fao rimjer za ilustra&iju mehanizma anionske olimeriza&ije može oslužiti <karolaktam% .o5etniɛ
olagani korak reak&ije jest nastajanje laktam<aniona I njegov nukleofilni na!a na !rugu molekulu laktama
O%0%-2N- RO > O%0%-2N
RO-karolaktam karolaktam<anion
amin<anion
astali amin<anion rima zatim roton I reagira s novim laktam<anionom, a lana& !alje vrlo 4rzo raste%
Tehni5ka anionska olimeriza&ija zao5inje tako !a se na temeraturi 120E9 rastaljeni 4ezvo!ni laktam omiješa a aktivatorom I katalizatorom% Jeak&ija je vrlo 4rza I traje samo
nekoliko minuta, a temerature smjese, z4og razvijene toline reak&ije, naglo se ovisi I !o 200E9% astali oliami! sa!rži relativno malo nereagiranog monomera 72L;, a se ne tre4a ose4no 5istiti%D4og velike 4rzine reak&ije i za!ovoljavaju#e 5isto#e ro!ukta anionska olimeriza&ija laktama s 4azi5nim katalizatorima je vrlo rikla!na za izravnu roizvo!nju
velikih in!ustrijskih re!meta i o!ljevaka o! lastike u je!nom koma!u, mase I !o 1000kg, nr%, osu!a i sremnika velikog volumena%
ajvažniji ostuak olimeriza&ije laktama jest !idroliti"ki postupak# )ehanizam
olimeriza&ije uklju5uje tri osnovne reak&ije% To su hi!roliza laktama, nr% <karolaktamaɛ
O%0%-2N- -2O / -OO%0%-2N-2? .olikon!enza&ija nastale 7i;aminokiseline
n-OO%0%-2N-2 / -O@O%0%-2N-n- 0n1-2) te reak&ija olia!i&ije molekula laktama na rastu#i olimerni lana&
O%0%-2N- -O@O%0%-2N-n1- / -O@O%0%-2N-n-.oliami! 6
Jeak&ija olia!i&ije za re! je veli5ine 4rža o! olikon!enza&ije, a nastali oliami! o!likuje se uskom raz!io4om molekulnih masa%
3.3. Po5i;onden789i8 di;i<e5in8 < di86ini68.
Jeak&ijom !ikar4oksilnih kiselina i !iamina uz iz!vajanje vo!e nastaju oliami!i tua < ""% Jeak&ija traje nekoliko sati na ovišenoj temerature 7200 %%% +00E9;, a reaktanti se uzimaju u ekvimolarnom omjeru% a o4i5noj temerature oni se ve#inom u 5vrstom stanju, a se reak&ija rovo!i u vo!enoj otoini% are!ovanjem reak&ije vo!a se ostuno uklanja, a se !o4iva 5vrsti olimer%
.olikon!enza&ijom nekih 4iljnih ulja s alifatskim !iaminima ili triaminima !o4ivaju se oliami!i oznati o! trgova5kim nazivom versami!i% Toljivi su u organskim otaalima i komati4ilni su s !rugim olimerima, a retežno služe kao !o!atak eoksi!nim I fenolformal!ehi!nim smolama%
3.4%Po5i86id !% U in!ustrijskom mjerilu olimeriza&ija laktama hi!roliti5kim ostukom najviše se rimjenjuje za roizvo!nju oliami!a 6, što je trgova5ki naziv za olikarolaktam !o4iven olimeriza&ijom <karolaktama rema ve# oisanim reak&ijama% .olimeriza&ija seɛ
rovo!i s rastaljenim monomerom na temeraturi 20<+00E9 o! ritiskom, u vremenu +<20 sati i uz !o!atak vo!e 7maseni u!io 0,+%%%10L;% .ro&es može 4iti kontinuiran ili !iskontinuiran% U tii5nom !iskontinuiranom 7šaržnom; ro&esu !ozira se monomer uz 0,+<-L vo!e i malu koli5inu o&tene kiseline u autoklav, te u atmosferi !ušika zagrijava 12 sati na temerature 2-0E9% $iskontinuirana olimeriza&ija laktama rimjenjuje se !anas samo rijetko, za okusnu riravu novih tiova ili rilikom se&ijalne rirave manjih koli5ina oliami!a%
Fontinuiranih ostuaka olimeriza&ije <karolaktama ima više% :#enito se rastaljenomɛ
monomer !o!aje vo!a i reak&ijska se smjesa kontinuirano uvo!i u vrh reaktora zagrijanog na temeraturi 20 <230E9% .ri tom !io vo!e isari, a olimerizirani reak&ijski ro!u&t, oliami! 6, isušta se na !nu reaktora% $ugo trajanje reak&ije 7i !o 20 sati; može se skratiti ako se ra!i o! ovišenim tlakom, što sre5ava rekomjerno isarivanje vo!e otre4ne za normalno
o!vijanje reak&ije i !o4ro iskorištenje%:sim olimera velikih molekulnih masa, nastali ro!u&t sa!rži i !o 10L niskomolekulnih oligomera I monomer, koje tre4a ukloniti ekstrak&ijom tolom vo!om i isarivanjem u vakuumu% Aisti olimer se suši, !orauje, granulira i skla!išti%
3.4.1. Po5i6eri789i8 =o5i86id8 !
.rema vrsti monomera iz kojih su !o4iveni oliami!i se !ijele u !vije skuineC
M !o4iveni olimeriza&ijom laktama 7&ikli5ni ami!; ili N<aminokar4oksilnih kiselinaG je!na vrsta monomera tvori onavljanu je!ini&u
M !o4iveni olimeriza&ijom !iamina i !ikar4oksilnih kiselinaG !vije vrste monomera tvore onavljanu je!ini&u%
.oliami! 6 je alifatski oliami! koji se !o4iva utem anionske 7hi!roliti5ke; olimeriza&ije O< karolaktama s rastaljenim monomerom%
.ostoje !va ostuka sinteze oliami!a 6C kontinuirani i !iskontinuirani%
Fo! !iskontinuiranog ostuku se u rvoj fazi u reaktor !ozira monomer uz 0%+ !o - L vo!e i malo o&tene kiseline koja služi kao katalizator, te se zagrijava na 2-0 P9 u inertnoj atmosferi oko 12 sati% Tijekom zagrijavanja !olazi !o &ijeanja rstena molekule karolaktama te
zao5inje olimeriza&ija% Tako otvoreni rsten karolaktama se otvara i rasteže u olimerni lana&% akon toga se uklanjaju niskomolekulni oligomeri i monomeri, koji se nalaze u roizvo!u olimeriza&ije, ekstrak&ijom tolom vo!om ili !estila&ijom ri niskom tlaku%
Fo! kontinuiranog ostuka se unarije! rastaljeni monomer s vo!om uvo!i u reaktor i olimerizira% )ehanizam olimeriza&ije uklju5uje tri elementarne reak&ijeC
M hi!rolizu laktama
M olikon!enza&iju N<aminokiselina ili N<oligoaminokiselina M reak&ije olia!i&ije%
:ve reak&ije rikazane su slije!e#im kemijskim je!na!ž4amaC
$eak%ije polimeriza%ije poliamida 6
.rilikom hi!rolize laktama !olazi !o u&anja eti!ne veze unutar molekula karolaktama što uzrokuje nastajanje aktivnih skuina na krajevima molekule na kojima se otom formiraju nove veze% a kraju ro&esa reak&ijama olia!i&ije !olazi !o rasta molekulne mase, tj%
ovišenja stunja olimeriza&ije, !o otre4nih razmjera% Fo! oliami!a 6 sve su ami!ne veze orijentirane u istom smjeru%
3.4.2. N8d6o5e;u5n8 <tru;tur8 =o5i86id8 !
.oliami!i su olimeri s retežno visokim stunjem kristali5nosti% Ureenost strukture se može još !o!atno ove#ati mehani5kim istezanjem što za oslje!i&u ima linearnu orijenta&iju
makromolekula 7vlakna;% .oliami!i imaju takoer jake sekun!arne, vo!ikove veze, te ukru#enu konforma&iju a rije je nave!eno !a te o!like uzrokuju ve#i stuanj kristali5nosti ko! olimera%
Iso! temerature tališta oliami! 6 je kristalasti olimerni materijal s sferolitnom na!molekulnom strukturom% Uzrok takve strukture oliami!a 6 je ravilna linearna i
simetri5na struktura glavnog olimernog lan&a ko! kojeg je ami!na veza orijentirana uvijek u istom smjeru%
$o formiranja sferulitne na!molekulne strukture !olazi uslije! !jelovanja olarnih ami!nih skuina koje uzrokuju neje!nolik rasore! elektrona izmeu o!reenih atoma u olimernoj makromolekuli% Tako nastaju sla4o na4ijena o!ru5ja koja se meuso4no rivla5e i uzrokuju uzastono resavijanje olimernog lan&a, formiranje lamela i naosljetku stvaranje kristalnih o!ru5ja%
.rilikom vanjskog otere#enja materijala, lamelarni kristali se razlažu u mozai5ne kristale,
utem klizanja o grani&ama jezgri% D4og toga o veli5ini kristalita ovisi i mehani5ko onašanje oliami!a 6% .oliami! 6 može se ojaviti u !va kristalna o4likaC
M Q<o4lik< temeratura tališta R 220 P9 M S<o4lik< temeratura tališta R 210 P9
Q<o4lik se sastoji o! otuno istegnutih &ik<&ak lana&a, u kojima su antiaralelni lan&i ovezani vo!ikovim vezama , !ok se S<o4lik sastoji o! lo5a aralelnih lana&a ovezanih
vo!ikovim vezama%
3.. Po5i86id 12%Hi!roliti5kom olimeriza&ijom !o!e&il<laktama, &ikli5nog ami!a sa 12 ugljikovih atoma u rstenu, !o4iva se oliami! 12% Ja!i se sli5no kao rilikom roizvo!nje oliami!a 6, ali je z4og ve#e sta4ilnosti monomernog rstenaotre4no rimijeniti ve#i tlak I
temerature 7230 <++0E9;% astali ro!ukt sa!rži vrlo malo nereagiralog monomera , sta4ilan je na visokim temeraturama rera!4e, a isti5e se relativno niskim talištem 710E9; i malom
a!sor&ijom vlage 70,-L;%
3.!.Po5i86id 11% Iako se ne !o4iva olimeriza&ijom laktama, oliami! 11 takoer ria!a oliami!ima tia "% .roizvo!i se olikon!enza&ijom 11<aminoun!ekanske kiseline 7!o4ivene o! jeftinog ri&inusova ulja; na temerature višoj o! 220E9% Da vrijeme reak&ije nastaje i 0, <0,6L &ikli5nog laktama, ali se on o4i5no ne uklanja iz olimera jer ne utje5e mnogo na njegova svojstva% .ro&es se rovo!i I kontinuirano ri atmosferskom tlaku, no otkraj reak&ije tlak se snizi !a se otuno ukloni vo!a I !o4ije olimer velike molekulne
mase%
.olikon!enza&ija !ikiselina s !iaminima% Jeak&ijom !ikar4oksilnih kiselina I !iamina uz iz!vajanje vo!e nastaju oliami!i tua <""% Jeak&ija traje nekoliko sati na ovišenoj temerature 7200< +00E9;, a reaktanti se uzimaju u ekvimolarnom omjeru% a o4i5noj temerature oni se ve#inom u 5vrstom stanju, a se reak&ija rovo!i u vo!enoj otoini% are!ovanjem reak&ije vo!a se ostuno uklanja, a se !o4iva 5vrsti olimer%
3.". Po5i86id !?!. :! oliami!a !o4ivenih olikon!enza&ijom !ikar4oksilnih kiselina s !iaminima najoznatiji je oliami! 6,6% To je roizvo! olikon!enza&ije heksametilen!iamina I a!iinske kiseline
n-2N0%-2!N-2 n-OO%0%-24%OO- /
heksametilen!iamin a!iinska kiselina / -3N0%-2!N-3OO%0%-24%OO /
/ -@N-0%-2!N-%O0%-24%OnO- 02n1-2O .oliami! 6,6
kvimolarni omjer reaktanata najlakše se ostiže tako !a se riravi 0<60L<tna vo!ena otoina njihove soli% ko se ra!i s ne5istim hemikalijama, sol se riravlja u metanolu, a u kojemu je vrlo sla4o toljiva, a se zatim iz!vaja re&iita&ijom% U in!ustrijskom se mjerilu oliami! 6,6 naj5eš#e roizvo!i kontinuiranim ostukom% Dagrijana vo!ena otoina soli rovo!e se kroz &ijevni rea&tor o! tlakom 2<2,-).a i temeraturom 200<2+-E9% U trajanju 1-<+0 minuta, o! uvjetima je!nofaznog sistema, nastaje olimer niskih molekulnih masa% U !rugom !ijelu reaktora temerature se ove#ava na 230<20E9% astaje !vofazni sistem vo!ena ara<olimer,a 4rzina se olimeriza&ije ove#ava%Davršetak reak&ije zahtijeva otuno uklanjanje vo!e% Dato se masa rovo!i kroz o!jeljiva5 vo!ene are, a zatim kroz užni transorter, u kojemu se o! normalnim tlakom ro&ess olimeriza&ije nastavlja !o željene molekulne mase% Jastaljeni se olimer ukstru!ira u granule i skla!išti% a sli5an se na5in roizvo!e i oliami! 6,11 i oliami! 6,12, i to olikon!enza&ijom heksametilen!iamina s
!ekanskom1,10<!ikiselinom 7se4a&inskom;, o!nosno s !o!ekansom 1,12<!ikiselinom% .olikon!enza&ijom nekih 4iljnih ulja s alifatskim !iaminima ili triaminima !o4ivaju se oliami!i oznati o! trgova5kim nazivom versami!i% Toljivi su u organskim otaalima i komati4ilni su s !rugim olimerima, a retežno služe kao !o!atak eoksi!nim i fenolformal!ehi!nim smolama%
4. SVOJS#VA POLIAMIDA
Tehni5ki važni oliami!i uglavnom su alifatski s nerazgranatim lan&ima% "roj5ani rosjek njihovih relativnih molekulskih masa iznosi 1-000%%%2-000% U 5vrstom je stanju ve#ina oliami!a !jelimi5no kristalne stru&ture 7stuanj kristalnosti +0%%%-0L;%
Bizikalna svojstva ve#ine alifatskih oliami!a meuso4no su sli5na%jihove taline nisu voema viskozne z4og velike fleksi4ilnosti makromolekula na ovišenim temeraturama I z4og relativno niskih molekulskih masa% .oliami!i se isti5u i vrlo !o4rim mehani5kim svojstvima% .osje!uju na!asve !o4ru vla5nu 5vrsto#u, ura!nu žilavost i nizak koefi&jent trenja, otorni su rema a4raziji i umoru materijala u ra!nim uvjetima !o 120E9% )ehani5ka svojstva oliami!a vrlo mnogo ovise o u!jelu vlage, što oet ovisi o kon&entra&iji ami!nih skuina, tj% : omjeru skuina 9:H/9H2 u makromolekuli% to je taj omjer ve#i, to više vlage može oliami! rimiti 7o4i5no 1%%%L;, a stoga o#enito ostaje mekši, smanjuje mu se u!arna žilavost i ostojanost o4lika% eka mehani5ka svojstva !olaze otuno !o izražaja tek ka!a oliami!
sa!rži i malo vlage%
SBo<tBo Po5i86id
! 12 11 !?! !?1) !?12
Cu<tin8 0963
V58Fn8 FBr<toG8 0N662 ProduHene =ri r8<;idu 0
+8re7n8 ud8rn8 Hi58Bo<t 0I7od 0J6 Modu5 e58<tiFno<ti 0N662
#BrdoG8 0Ro9;e55
#e6=er8tur8 6e;8n8 i5i t85en8 0% 1?14 3)) 1!) 1))) 1)) 22) 1?)3 4 2") 1))) 1)3 1&) 1?)4 4 33) 1))) 1) 1') 1?14 !) 3)) 1) 14)) 112 2!) 1?)" 4 22) 12)) 1) 22) 1?)" 4 34) 12)) 1)2 21)
Ta4ela 4r%2 &izikalna i me!ani"ka svojstva va'niji! poliamida (prosje"ne vrijednosti određene uz relativnu vla'nost )0*+#
Vr<t8 =uni58 i5i 8ditiB8 Poo58no <Bo<tBo St8;5en8 B58;n8
Miner85n8 =uni58 St8;5ene ;u5i9e
Sn88? ;ruto<t
Vre6en<;8 der8d89i8? duoroFno o=tereGene Ste78ne i <8Bi8ne
-D#? ter6iF;e =eror68n<e E58<to6eri
P58<tii;8tori Ot=orno<t n8 ud8r9e Anor8n<;i 8ntio;<id8n<i
Or8n<;i 8ntio;<id8n<i
#er6iF;8 <t8i5no<t
St8i5no<t < o7iro6 n8 <Bet5o UV
Nu;5e89i<;i 8ditiB Kri<t85no<t Kruto<t %i;5u< =roi7Bodne P58<tii;8tori Luri;8nti R8<te75iBo<t Prer8d8 KB85itet8 =oBrine
Ta4ela 4r%+ ,edna je od lavni! prednosti poliamida mounost visoko raspona modi.ika%ija raznim punilima i aditivima kako /i se po/oljšala klju"na svojstva#
.UPO#RE$A POLIAMIDA
.oliami!i se najviše uotre4ljavaju kao tekstilna vlakna o! nazivom najlon% Dahvaljuju#i svojim !o4rim fizikalnim i hemijskim svojstvima oliami!i služe i kao konstruk&ijski olimerni materijaliza izra!u !ijelova in!ustrijskih ureaja, u automo4ilskoj in!ustriji, elektroin!ustriji i elektroni&i% Tako nr%, oliami!i 6 i 6,6 služe za izra!u 5vrstih, na ha4anje otornih !ijelova, zu5anika, ležišta, kliznih elemenata, rijenosnika, sojni&a 4rtveni&a, ventila, zasunai &jevovo!a u 4enzinskim motorima, zatim u roizvo!nji !ijelova za elektri5ne &entrale, elektri5ne skloke, ure!ske isa#e u ra5unske mašine, !ijelova mašina tekstilne in!ustrije, !ijelova ku#anskih aarata i !r%
.oliami!i 11,12 i 6,12 najviše se uotre4ljavaju kao !ijelovi ureaja koji su izloženi ose4nim otere#enjima kao što su transortni valj&i, okretni&e, kliza5i, remeni&e, vo!ili&e, sita, ležaji, zu5ani&i, 4rtve i !rugi !ijelovi ureaja koji ra!e u korozivnim sre!inama
%
(lika 4r%2 Primjeri primjene poliamida
!.POLIAMIDNA VLAKNA
!.1. Per5on.erlon je oliami!na sinteti5ka masa o! koje se roizvo!i vlakno sli5no najlonu%.erlon a%k%a oliami! 6 ili najlon 6 je je!an o! najoznatijih i naj5eš#e konzumira alifatskih oliami!a%
.erlon je trgova5ko ime za oliami! 6 razvio .aul (&hla&k na I%% Bar4en u jema5koj 1+% go!ine, za rero!uk&iju svojstva oliami!a 6%6 koji je razvijen u meri&i >%H% 9arothers na $u.ont la4oratorija o! trgova5kim imenom najlon% U konkuren&iji o! .erlon sa najlon i rimjer je ostavljena su i o4likovali ekonomije o! sinteti5kih vlakana in!ustriji% .erlon vlakna su teška, koji imaju visoke zatezne 5vrsto#e, kao i elasti5nost i sjaj% :ni su 4ora<!okaz i vrlo otoran na ha4anje% .erlon ima 4olji izgle! ovršine, otornost na !eforma&ije i rera!e u o!nosu na najlon% Vakše je .ro&&es nego najlon% )eutim .erlon ima niži mo!ul i uija vlagu 4rže nego najlon i to je malo mekši i malo manje otoran na visoke temerature o! najlona% .erlon je naširoko koristi za teme, uža!, vlakana, mreže, guma ka4lovi, 5arae, letene haljine, 4rzina, &ams, armature, i ležajeva, valj&i, u automo4ilskoj in!ustriji za iso!
hau4e !ijelova, 5ešljevi, 5etki&e za zu4e, muzi5ke instrumente% !.2. N85on
Wlon 7hemijski nazivC .olWheXamethWlenea!iami!e; je razvijen o! strane >alla&e 9arothers na % I% !u .ont !e emours an! 9omanW u >ilmington 7$ela?are, ($; 2% fe4ruara 1+-% go!ine, i atentirao skoro !vije go!ine kasnije% To je tako rva vlakno koje je roizve!en otuno sinteti5ki 7ugljen, vo!a, zrak;% ajloni su sinteti5ka oliami!na vlakna koja se
uotre4ljavaju za izra!u razli5itih o!jevnih re!meta% To su 5vrsti, otorni i rastezljivi olimeri koji ne uijaju vo!u i ne trunu%
N85on ;on89 n8 dB8 n86ot88
Ime najlon 6,6 o4ilježen $u.ont za oliami! vlakana sa &iljem !a se usostavi kao sinonim za Y5araeY% Iz razloga kororativne olitike, nije 4io zašti#en kao zaštitni znak% Fasnije je 4io, ose4no u zemljama engleskog govornog o!ru5ja, koristi kao generi5ki naziv za linearne alifatskih oliami!a% (urotno oularnom vjerovanju, ime !olazi o! najlona ne<@ 7e? @ork; i Von 7Von!on;, rvo mjesto g!je je najlon roizvo!i o!% 10, rekao je 'ohn >% &kel4errW 7$u.ont;, Wl 4ilo neselektivno slog, i o! toga !a li zaje!ni5ki kraj za vlakna 7kao što su amuk;% Fasnije $u.ont je naveo !a je ime tre4a !a 4u!e 7aluzija na ne V(T=I9; izvorno ne<run, ali je romijenjen z4og lažne izjave z4og straha o! arni&e% Z2[ reimenovanje orun u najlon rošao kroz nekoliko sre!nji koraka, uklju5uju#i uron i iron%
".APSORP%IJA VODE I NJEN U#I%AJ NA SVOJS#VA POLIAMIDA
.oliami!i su olarni olimeri% jihova olarnost je uzrokovana risustvom ami!ne, <H< 9:skuine% =o!a je takoer olarna molekula te stoga oliami!i imaju visoki afinitet rema vo!i% sor&ija vo!e ko! oliami!a ima zna5ajnu ulogu 4u!u#i !a vo!a u oliami!ima utje5e na gotovo sva fizikalna svojstva, a u velikoj ve#ini slu5ajeva rimjene oliami!a risutna je u nekoj mjeri u sustavu% sor&ija vo!e oliami!a ovisi o kemijskom sastavu onavljanih je!ini&a i o strukturi% Jazne vrste oliami!a imaju i razli5it omjer 9:<H/9H2skuina u onavljanoj je!ini&i a tako i razli5iti afinitet rema uijanju vo!e% U ta4li&i je rikazan maseni u!io asor4irane vo!e naj5eš#e uotre4ljavanih oliami!a ko! razli5itih okolišnih uvjeta te ria!aju#i im omjeri ami!nih i ugljikovo!ikovih skuina u onavljanoj je!ini&i makromolekulnog lan&a(
Ta4ela 4r% aseni udio vode u poliamidima kod zasienja pri )0* i 100 * relativne vlae i 2 3 te omjeri 34-532 skupina u ponavljanoj jedini%i
".1.Me8ni786 8=<or=9ie Bode =o5i86id8
Uijanje vo!e oliami!a je !ifuzijski ro&es i mogu#e ga je oisati omo#u I% Bi&kovog zakona koji glasiC
' R <$7\&/\X;
g!je je '< rotok materijala ili koli5ina sustan&e koja !ifun!ira kroz o!reen resjeku u nekom vremenu, $< !ifuzijska konstanta, \&/\X 8 kon&entra&ijski gra!ijent, tj% romjena kon&entra&ije s u!aljenoš#u X%
Da o!reene uvjete kojima je o!reen tijek !ifuzije 4rzina uijanja vo!e #e 4iti roor&ionalna se&ifi5noj ovršini% .oliami! 6 #e ri normalnim vanjskim uvjetima
sa!ržavati oko 2%- L asor4irane vo!e% Fa!a molekule vo!e !ou u kontakt s oliami!om
!olazi !o njihove sor&ije u materijal i !aljnje !ifuzije rema unutrašnjosti% )olekule vo!e ritom raz!vajaju olimerne lan&e, osla4ljuju#i tako sekun!arne, vo!ikove, veze kojima su ovezani te tvore nove vo!ikove mostove kako je rikazano na sli&i 1% =ezivanje vo!e se
o!vija u amorfnim o!ru5jima g!je su i sekun!arne veze uno sla4ije o! onih u sreenim kristalnim o!ru5jima% :stale molekule vo!e koje ne su!jeluju u stvaranju veza smještaju se izmeu makromolekulnih lana&a u o4liku vlastitih aso&ijata% (ve to ima za oslje!i&u
lastifi&iraju#i efekt koji izaziva asor4irana vo!a u oliami!u%
".2.Ute98 8=<orir8ne Bode n8 6e8niF;8 <Bo<tB8 =o5i86id8
.oliami!i asor4iraju vlagu iz okoline% (a!ržaj asor4irane vlage u ravnoteži je s relativnom vlagom okoline% a to svojstvo oliami!a tre4a ose4no o4ratiti ažnju, jer se sa!ržaj vlage o!ražava na sva fizikalna svojstva% To ogaa u rvom re!u tehni5ki važne oliami!e, . 6 i .66, koji asor4iraju više vlage o! !rugih oliami!e, te njihova svojstva o!liježu najve#im romjenama% Tek nakon asor&ije o!reene koli5ine vo!e oliami!i ostvaruju otimalnu
kom4ina&iju svojstava%
Dato se neosre!no nakon izra!e reoru5uje uskla!ištenje uz visoku relativnu vlažnost zraka kako 4i materijal asor4irao otre4nu koli5inu vlage% Takvo skla!ištenje ima, u izvjesnom smislu, ulogu kon!i&ioniranja% U raksi se kon!i&ioniranje oneka! rovo!i i u vo!i, a i u vru#oj vo!i, kako 4i se ostigao zahtijevani sa!ržaj vlage u kratkom vremenu% :vakav na5in kon!i&ioniranja za oslje!i&u ima ojavu unutarnjih narezanja u materijalu i neravnomjernu raso!jelu mehani5kih svojstava z4og 5injeni&e !a se ve#ina asor4irane nalazi u ovršinskom sloju% Dato se reoru5a olagano kon!i&ioniranje kako 4i se omogu#ila !ifuzija vo!e u &ijeli materijal i tako osigurala je!naka mehani5ka svojstva o &ijelom resjeku%
.ri asor&iji vo!e !olazi !o ove#anja volumena ko! oliamini!nih roizvo!a o 5emu tre4a vo!iti ra5una ri njihovoj izra!i%
Slika #r( 3 Promjena volumena uslijed apsorpcije vode poliamida
&.DODA%I POLIMERIMA
$o!a&i olimerima su tvari koje im se !o!aju kako 4i se mo!ifi&irala svojstva i tako !o4io olimerni materijal željenih karakteristika% .ostoje razni !o!a&i olimerima koji se rema
namjeni mogu o!ijeliti u slije!e#e skuineC M reak&ijske tvari,
M mo!ifikatori mehani5kih svojstava, M !o!at&i za o4oljšanje rera!ivosti, M mo!ifikatori ovršinskih svojstava, M mo!ifikatori oti5kih svojstava%
.o!skuine osnovnih skuina !o!ataka nave!ene su u ta4li&i%
Ta4ela 4r%
- ,a#ela #r( - Uobičajeni maseni udjeli najčešćih skupina dodataka kod polimera
$o!a&i !jeluju na razne na5ine% Ukoliko hemijski reagiraju s olimerom u koji su !o!ani nazivaju se aktivni !o!at&i, a u rotivnom se nazivaju inertni !o!at&i% .rimjeri aktivnih !o!ataka su lastifikatori, umrežavala, !o!at&i za smanjenje gorivosti it!, !ok su inertni !o!at&i nr% unila, vlakna i sl%
'. PLAS#I(IKA%IJA POLIAMIDA
=o!a u oliami!u !jeluje kao omekšavalo i ove#ava istezljivost i savijanje te u!arni ra! loma% .retostavlja se !a se vo!a veže reko vo!ikovih mostova, meumolekulne sile sla4e i omogu#eno je kretanje molekulnih segmenata koji ne leže 5vrsto u kristalitima% sor&ija vo!e najve#a je u amorfnim o!ru5jima i a!a s orastom stunja kristali5nosti% :sim vo!e kao !o4ar lastifikator ko! oliami!a 6 okazao se i monomer karolaktam koji ostaje nakon olimeriza&ije% Utje&aj karolaktama kao lastifikatora rikazan je ta4li&om%
Ta4ela 4r% 3Mehanička svojstva standardnog poliamida 6 i modifciranog monomerom kaprolaktama kao plastifkatora
1).SMJESE I MJE*AVINE POLIAMIDA
.oliami!i se naj5eš#e miješaju kako 4i se umanjio mož!a i njihov najve#i ne!ostatak<uijanje vo!e% Fao što je ve# ranije istaknuto, vo!a asor4irana u oliami! osim na njegovu
!imenzijsku sta4ilnost utje5e i na mehani5ka svojstva%
sor&ija vo!e ose4no je izražena ko! oliami!a 6%=o!a u oliami!u smanjuje 5vrsto#u, mo!ul elasti5nosti i tvr!o#u, ali ovisuje žilavost% D4og toga je oželjno !a oliami! sa!rži o!reenu koli5inu vo!e te se z4og toga i re!ovito kon!i&ionira rije rimjene% Fo! oliami!a 6 maseni u!io vo!e nakon kon!i&ioniranja iznosi izmeu 2<+L% o, 5esto su !ijelovi o! oliami!a namijenjeni ra!u u uvjetima visoke vlage i ovišene temerature te ta!a !olazi !o rekomjerne asor&ije vo!e i neželjene !egra!a&ije mehani5kih svojstava%
sor&ija vo!e ko! oliami!a 6 vrlo 5esto se smanjuje stunjevitom koolimeriza&ijom s ostalim tiovima oliami!a koji imaju manji afinitet rema asor&iji vo!e te se tako
!o4ivaju tzv% smjesni oliami!i%
Fao rimjer se može navesti koolimeriza&ija oliami!a 6 i oliami!a 12%
.oliami! 12 znatno manje asor4ira vo!u z4og manjeg 4roja ami!nih skuina o! oliami!a 6, žilaviji je,ve#e je 5vrsto#e, ali i nižeg tališta% Foolimer . 6/12 u o!nosu na homoolimer .6 ima tako 4olja mehani5ka svojstva uz smanjenje uijanja vo!e% .oliami!e je mogu#e miješati i s !rugim lastomerima, ali u tom slu5aju otre4no je rimijeniti komati4ilizator koji #e o4oljšati mješljivost%
'e!an o! rimjera je smjesa oliami!a 6 i oliroilena% .oliroilen je neolaran olimer te uija vrlo malo vo!e 7!o 0,1 L;% U takvoj smjesi oliami! je zaslužan za !o4ra mehani5ka i tolinska svojstva, !ok oliroilen smanjuje asor&iju vo!e% Fomati4ilizatori koji se !o!aju takoer mogu !orinijeti smanjenju asor&ije vo!e ako se vežu na ami!ne skuine u oliami!u%
Fako 4i im se ovisila žilavost ri niskim temeraturama, ogotovo u!arni ra! loma, oliami!i se miješaju s elastomerima% U tu svrhu koriste se razli5iti tiovi elastomera ili koolimera s elastomernim komonentama% eki o! 5eš#ih su "(, .$) i :J% U!arna žilavost rema Izo!u nemo!ifi&iranog oliami!a 6 uo4i5ajeno iznosi izmeu -- i 6- '/m !ok se mo!ifi&iranjem može osti#i vrije!nosti i reko 00 '/m Z6[ uz o!reeni a! 5vrsto#e %
11. +AKLJU,AK
.oliami!i su je!na o! najzastuljenijih olimernih vrsta, ogotovo ka!a se govori o tehni5kim olimerima%
Uijanje vo!e ko! oliami!a rezultira smanjenjem mehani5kih svojstava i !imenzijskom neostojanoš#u%
=o!a u oliami!u utje5e na sekun!arne, vo!ikove, veze te tako mijenja svojstva oliami!a% $a 4i se umanjili ovi negativni utje&aji, ali i &iljano o4oljšala oje!ina svojstva, oliami!i se vrlo 5esto mo!ifi&iraju%
Jazli5ite vrste oliami!a imaju i razli5iti afinitet rema asor&iji vo!e iz okoline% U kojoj mjeri #e 4iti risutna asor&ija vo!e o!reene vrste oliami!a ovisi o njegovom hemijskom sastavu i strukturi%
Jazli5itim ostu&ima rera!e i variranjem arametara rera!e mogu#e je ostvariti razli5ite na!molekulne strukture oliami!a a i na taj na5in utje&ati na asor&iju vo!e olami!a%
12. LI#ERA#URA
Z1[Z2[
Z+[ ???%resineX%hr Z[???%lasti&ro%&om
Z-[ D% 'anovi#C ].olimeriza&ije i olimeri^, Hrvatsko !ruštvo kemijskih inženjera i tehnologa, 13% Dagre4
Z6[ .%9% .ainter, )%)% 9olemanC ]Bun!amentals of olWmer s&ien&e^, Te&hnomi& u4lishing &omanW In&%,1,U(
Z3[ .( /paniček0 1( Smolčićerdik4 &visnost sorpcije vode o mor%ološkoj strukturi poliamida -60 7&L89:80 +***(02;02<22<)