تفاوت پلی آمید 6 و 66

پلی‌آمید چیست؟

پلی‌آمیدها یا نایلون‌ها، دسته‌ای از ترموپلاستیک‌های مهندسی با کارایی زیاد هستند که به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پلیمر‌ها دارای پیوندهای آمیدی تکرار شونده (-CO-NH-) در ساختار خود هستند. نایلون در سال 1935 توسط والاس هیوم کاروترز (Wallace Hume Carothers) شیمیدان شرکت دوپونت که در سال 1928 استخدام شد تا یک برنامه تحقیقاتی گسترده برای توسعه مواد پلیمری جدید را رهبری کند، کشف شد.

پلی‌آمیدها با مقاومت حرارتی زیاد و مقاومت الکتریکی شناخته می‌شوند. آنها همچنین به دلیل ساختار بلوری خود خواص مکانیکی، مقاومت شیمیایی و خواص عبورناپذیری عالی نیز از خود نشان می‌دهند. علاوه بر این، این مواد بسیار مقاوم در برابر شعله هستند. هنگامی که با الیاف شیشه (کوتاه یا بلند) تقویت می‌شوند، استحکام ساختار آنها می‌تواند با فلزات رقابت کند، به همین دلیل است که پلی‌آمیدها اغلب به‌عنوان جایگزین فلزات استفاده می‌شوند. همه پلی‌آمیدها به دلیل گروه شیمیایی آمیدی تمایل به جذب رطوبت دارند. رطوبت به عنوان یک نرم‌کننده در پلی آمیدها عمل می‌کند و مدول کششی آن‌ها را کاهش می‌دهد و استحکام ضربه و انعطاف پذیری را افزایش می‌‌دهد. جذب رطوبت همچنین تأثیر عمده‌ای بر تغییرات ابعادی دارد. این باید در هنگام طراحی قطعات در نظر گرفته شود. پلی آمیدها در بسیاری از کاربردها از جمله خودروسازی و حمل و نقل، برق و الکترونیک، محصولات مصرفی و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شوند (شکل 1).

این مقاله مقایسه‌ای دقیق بین PA6 و PA66 ارائه می‌دهد و تفاوت‌های اصلی آنها را در ساختار، خواص، فرآیندپذیری و کاربردها بررسی می‌کند.

شکل ۱- حوزه‌های کاربردی پلی‌آمیدها

پلی‌آمید 6 (PA6) و پلی‌آمید 66 (PA66)

PA6 معروف به نایلون 6 یا پلی‌کاپرولاکتام، یکی از پرکاربردترین پلی‌آمیدها در جهان است که ساختار آن در شکل 2 نمایش داده شده است. این پلیمر از طریق پلیمریزاسیون حلقه‌ای کاپرولاکتام تولید می‌شود و دمای ذوب آن 223 درجه سانتیگراد است.

شکل 2- ساختار پلی‌آمید 6

PA66 یکی از محبوبترین ترموپلاستیک‌های مهندسی است که عمدتا به عنوان جایگزینی برای فلزات در کاربردهای مختلف استفاده می‌شود که ساختار آن در شکل 3 آورده شده است. نابلون 66 از طریق پلیمریزاسیون تراکمی هگزامتیلن دی آمین و آدیپیک اسید (هر دو مونومر دارای 6 اتم کربن) تولید می‌شود و دمای ذوب آن 255 درجه سانتیگراد است.

شکل 3- ساختار پلی‌آمید 66

تفاوت ساختاری اصلی در واحدهای تکرارشونده آن‌ها است. همچنین حضور گروه‌های متیلن اضافی در PA66 منجر به ایجاد پیوندهای هیدروژنی قوی‌تر شده که باعث تفاوت در خواص مکانیکی و حرارتی می‌شود. علاوه بر این PA66 نقطه ذوب بالاتری دارد که منجر به مقاومت حرارتی بهتر آن نسبت به PA6 می‌شود که این ویژگی این ماده را برای کاربردهایی که نیاز به تحمل دمای بالا در طولانی مدت دارند، مناسب‌تر می‌کند. از طرفی PA6 رطوبت بیشتری نسبت به PA6.6 جذب می‌کند که می‌تواند بر پایداری ابعادی و خواص مکانیکی آن در طول زمان تأثیر بگذارد و به همین دلیل PA66 مدول و مقاومت سایشی بهتری از خود نشان می‌دهد.

PA66 به دلیل ویژگی‌های ذکر شده، در قطعات خودرویی، الیاف صنعتی و قطعات الکتریکی کاربرد بیشتری دارد، درحالی‌که PA6 در قطعات عمومی، نساجی و فیلم‌های بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرد همچنین PA6 دارای سیالیت بهتری در فرایندهای قالب‌گیری تزریقی است، درحالی‌که PA66 سخت‌تر بوده و نیاز به دمای بالاتری دارد.

این تفاوت‌های جزئی، چالشی جدی در صنعت بازیافت این مواد ایجاد می‌کند زیرا PA6 و PA66 دارای خواص و شرایط فرآیندی متفاوتی هستند و ترکیب آن‌ها در فرآیند بازیافت می‌تواند منجر به تولید ماده‌ای با خواص ضعیف‌تر شود که برای کاربردهای خاص با نیازهای عملکردی مشخص مناسب نیست. بازیافت مکانیکی رایج‌ترین روش بازیافت این پلیمرها است. در این فرآیند، ضایعات جمع‌آوری‌شده خرد یا گرانول شده و سپس ذوب و به شکل پلت اکسترود می‌شوند. این پلت‌ها در تولید محصولات پلاستیکی جدید به کار می‌روند.

نتیجه‌گیری

در حالی که PA6 و PA6.6 به عنوان پلی‌آمیدها شباهت‌هایی دارند، تفاوت‌های ساختاری آنها منجر به تفاوت‌های مکانیکی، حرارتی و فرآیندپذیری می‌شود. PA6 برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری و فرآیندپذیری آسان دارند، مناسب‌تر است، در حالی که PA6.6 برای کاربردهای با عملکرد بالا که نیاز به مقاومت حرارتی و استحکام مکانیکی بهتر دارند، انتخاب می‌شود. انتخاب بین این دو ماده به نیازهای خاص کاربرد، از جمله دوام، مقاومت در برابر رطوبت و مقرون‌به‌صرفه بودن بستگی دارد.

منابع

M. Davis, S. Lee, and K. Patel, “Thermal and crystalline behavior of polyamide 6 and polyamide 66,” Journal of Applied Polymer Science, vol. 139, no. 7, pp. 5678–5689, 2022. doi: 10.1002/app.56789.

https://www.britannica.com/science/polyamide

J. Smith, A. Johnson, and L. Wang, “Comparative study on the mechanical properties of PA6 and PA66,” Polymer Engineering & Science, vol. 63, no. 5, pp. 1234–1245, 2023. doi: 10.1002/pen.12345.

https://www.vedantu.com/chemistry/polyamide

https://bansaltrading.com/what-is-polyamide-properties-and-uses-of-polyamide

R. Kumar, T. Nguyen, and P. Chen, “Moisture absorption effects on the dimensional stability of nylon 6 and nylon 66,” Materials Science and Engineering: A, vol. 812, pp. 141234, 2021. doi: 10.1016/j.msea.2021.141234.

https://matmatch.com/learn/material/polyamide-nylon

https://www.fictiv.com/articles/polyamide-vs-nylon-a-comparison-guide

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4476124/

https://sintac.es/en/what-is-polyamide/