Нейлон и полиэстер — это универсальные синтетические полимеры, широко используемые в различных областях. Нейлон, высокопрочный полиамид, идеально подходит для щетины, тканей, веревок и пряжи, хотя он поглощает воду, что влияет на его стабильность. Полиэстер, часто ПЭТ, водостойкий и самозатухающий, обычно используется в тканях. В этой статье рассматриваются ключевые различия между нейлоном и полиэстером, их уникальные свойства и их применение.
Что такое нейлон?
Нейлон, синтетический термопласт из семейства полиамидов, создается в результате реакции диаминов и дикарбоновых кислот. Альтернативно, он может происходить из самоконденсирующейся аминокислоты или ее лактама, имеющего характерные группы «CONH», расположенные в кольцевой структуре. Первоначально задуманный как заменитель шелка, нейлон превратился в многогранный материал, известный своими исключительными характеристиками в различных отраслях.
Нейлон бывает разных сортов, причем преобладающими вариантами являются нейлон 66, 11, 12 и 46, что определяется количеством углерода в их полимерных цепях. Согласно стандартной номенклатуре полиамида, такие обозначения, как PA6 или PA6/66, обозначают его состав. Материал обычно представлен в черном, белом и натуральных оттенках, при этом нейлон 66 доминирует в инженерных и пластиковых областях. Его химическая формула (C12H22N2O2)n подчеркивает его молекулярную структуру и универсальность. От зубных щеток до медицинских устройств и т. д. Универсальность нейлона проявляется в различных отраслях, включая машиностроение, текстильную промышленность и здравоохранение.
Физические свойства
Вот некоторые из его основных физических свойств:
| Недвижимость | нейлон |
|---|---|
| Химическая структура | Полиамид |
| Плотность | Обычно колеблется от 1.12 до 1.15 г/см³. |
| Температура плавления | 210-265 ° C |
| Предел прочности на разрыв | 500-800 МПа |
| Модуль для младших | 2-4 ГПа |
| Относительное удлинение при разрыве | 20-50% |
| Твердость (по Роквеллу) | R70-R120, |
| Водопоглощение | 1.5-9% (24 часа, в зависимости от грейда) |
| Коэффициент трения | 0.3-0.6 |
| Теплопроводность | 0.25-0.35 Вт/(м*К) |
| Удельная теплоемкость | 1.3-1.7 Дж/(г*К) |
| Диэлектрическая постоянная | 3-4 (при 1 кГц) |
| воспламеняемость | Легковоспламеняющийся; самозатухающий |
| УФ-сопротивление | Хорошо |
| Химическая устойчивость | Устойчив к большинству химикатов |
Пользы
Вот некоторые распространенные варианты использования нейлона:
| Автопромышленность | Пользы |
|---|---|
| Текстиль и одежда | Одежда (чулочно-носочные изделия, купальники, спортивная одежда, верхняя одежда), Веревки и шнуры |
| Автомобильная | Компоненты двигателя, бачки радиатора, ремни ГРМ, масляные поддоны, дверные ручки, ремни безопасности, компоненты подушек безопасности |
| Потребительские товары | Предметы домашнего обихода, щетина зубных щеток, расчески, молнии, кухонная утварь, теннисные ракетки, лески, парашюты. |
| Промышленное применение | Шестерни, подшипники, болты, гайки, шайбы, крепеж и фитинги |
| Упаковка | Пищевая упаковка, промышленная упаковка |
| Медицинские приборы | Хирургические швы, компоненты протезов |
| Electronics | Разъемы, электронные компоненты и изоляторы |
| Строительство | Ковровые волокна, коврики, пластиковые шурупы, анкеры, крепления. |
| Аэрокосмическая индустрия | Легкие кронштейны, корпуса, трубки, зажимы, крепежные детали |
Что такое полиэстер?
Полиэстер – это тип полимера, принадлежащий к семейству полиэфиров. В частности, это часто относится к полиэтилентерефталату (ПЭТ), хотя семейство полиэфиров включает в себя различные другие природные и синтетические химические вещества. ПЭТ, наиболее распространенная форма полиэфира, синтезируется в результате реакции этиленгликоля и терефталевой кислоты. Термин «полиэстер» может относиться к множеству конкретных типов полиэфирных полимеров, каждый из которых имеет уникальные свойства и применение.
Полиэфирные волокна широко используются в производстве тканей либо в качестве единственного компонента, либо в смеси с натуральными волокнами для улучшения их свойств. Ткани из полиэстера известны своей долговечностью, устойчивостью к складкам и усадке, а также простотой в уходе. Они обычно используются в одежде, обивке, коврах и других текстильных изделиях.
Физические свойства
В таблице перечислены важные свойства полиэстера:
| Недвижимость | Доступны в четырех великолепных цветах, чтобы дать людям больше возможностей соответствовать их спортивной одежде. |
|---|---|
| Плотность | 1.38–1.4 г / см³ |
| Температура плавления | 250-260 ° C |
| Предел прочности на разрыв | 22-95 МПа |
| Относительное удлинение при разрыве | 40-600% |
| Модуль для младших | 1.57-5.2 ГПа |
| Предел прочности при изгибе | 55-135 МПа |
| Модуль упругости при изгибе | 1.38-3.5 ГПа |
| Твердость (по Шору D) | 71-87 |
| Коэффициент трения | 0.1-0.6 |
| Теплопроводность | 0.15-0.35 Вт/м·К |
| Удельная теплоемкость | 1.0-1.4 Дж/г·К |
| Тепловое расширение | 20-100 мкм/м·К |
| Электрическая проводимость | <10^-14 См/см (изолирующий) |
| Диэлектрическая постоянная | 2.4-3.7 |
| Водопоглощение | <0.8% (24 часа, 23°C) |
Пользы
Вот некоторые распространенные варианты использования полиэстера:
| Автопромышленность | Пользы |
|---|---|
| Текстиль и одежда | Одежда, спортивная одежда, активная одежда, шторы, постельное белье, обивка |
| Автомобильная | Ткани сидений, чехлы, ремни безопасности, ткани подушек безопасности, ковры и коврики. |
| Потребительские товары | Мягкая мебель, подушки, подушки, чемоданы и сумки |
| Промышленное применение | Конвейерные ленты, армирование шин, нетканые материалы для фильтрации и изоляции. |
| Упаковка | Гибкие упаковочные материалы, пищевые лотки, раскладывающаяся упаковка, ПЭТ-бутылки и контейнеры. |
| Медицинские приборы | Искусственные связки и компоненты протезов |
| Electronics | Гибкие печатные платы, изоляция кабелей |
| Строительство | Изоляционные материалы |
| Аэрокосмическая индустрия | – Композитные материалы для салонов самолетов |
Различия между нейлоном и полиэстером
Нейлон и полиэстер являются термопластичными материалами, но полиэфирные соединения также могут быть термореактивной материалы. По своей сути они синтетические. В следующей таблице перечислены их основные различия.
| Аспект | нейлон | Доступны в четырех великолепных цветах, чтобы дать людям больше возможностей соответствовать их спортивной одежде. |
|---|---|---|
| Тип | Термопластичные полимеры широко известны как полиамиды. | Термопластичные или термореактивные пластмассы |
| История | В 1935 году Уоллес Карозерс изготовил первый нейлон. | Первое полиэфирное волокно Терилен было создано в 1941 году. |
| Химическая структура | Нейлон образуется путем конденсации сополимеров. В методе используются равные количества дикарбоновой кислоты и диамина. На конце мономера имеются пептидные связи. | Синтетический полиэфир состоит из диметилтерефталата (ДМТ) или очищенной терефталевой кислоты (ПТА). |
| с нами | Шелковистое прикосновение | Фиброз |
| Силы | Высокая прочность на разрыв, устойчивость к истиранию | Прочный, долговечный, устойчивый к растяжению |
| эластичность | Более эластичный, растягивается, прежде чем сломаться. | Менее эластичен, лучше сохраняет форму. |
| Поглощение влаги | Впитывает влагу, может быть мокрым | Гидрофобный, быстро сохнет. |
| Воздухопроницаемость | Дышащий, обеспечивает циркуляцию воздуха | Менее дышащий, может удерживать тепло и пот. |
| Долговечность | Устойчив к истиранию и разрыву | Устойчив к растяжению и сжатию |
| УФ-сопротивление | Менее устойчив к ультрафиолетовым лучам | Более устойчив к ультрафиолетовым лучам |
| Химическая устойчивость | Устойчив к маслам и химикатам | Устойчив к большинству химикатов |
| Воздействие на окружающую среду | Можно перерабатывать, существуют биоразлагаемые варианты. | Пригодный для вторичной переработки, менее биоразлагаемый |
| Цена | Как правило, нейлон 6 для формования дороже: 2.0 доллара США за кг оптом. Волокно нейлон 6: 2.3 доллара США за кг. | Обычно менее дорогие гранулы первичного ПЭТ для формования: 1.5 доллара США за кг. Гранулы вторичного ПЭТ для формования: 0.9 доллара США за кг. |
| Приложения | Используется в одежде, напольных покрытиях, автомобильных деталях, электрооборудовании и т. д., упаковочной пленке. | Используется для изготовления разнообразной продукции, включая текстиль, ремни, мебель, изоляцию, набивку, брезенты и глянцевую отделку из твердых пород древесины. |
| Рециркуляции | Может быть переработано в новые нейлоновые изделия. | Полиэстер подлежит вторичной переработке и может быть переработан в новые полиэфирные изделия с помощью механических или химических методов переработки. |
| Альтернативные материалы | Волокна, АБС, ПЭТ, ПБТ, ПП, ПОМ и ПЭВП. | БОПП, БОПЭ, ПВХ, ПЭНП, АБС, Нейлон 6, Нейлон 66, Нейлон 11, Нейлон 12, ПП, ПОМ, ПЭВП, ПЭВП, ПЭНП и ПЭТ. |
Как обрабатывать нейлон и полиэстер
Нейлон и полиэстер — два распространенных инженерных пластика, широко используемые в производстве прецизионных деталей. Методы их обработки разнообразны, наиболее распространенными из них являются литье под давлением и обработка на станках с ЧПУ. Вот подробное объяснение этих методов:
Литье под давлением
Нейлон и полиэстер имеют высокие температуры плавления, поэтому требуется точный контроль температуры для обеспечения стабильности материала и предотвращения разрушения. Нейлон обычно плавится при температуре от 220°C до 275°C, а полиэстер плавится при температуре от 250°C до 290°C.
Нейлон гигроскопичен, и его необходимо высушить перед обработкой, обычно при температуре от 80°C до 100°C в течение 2–4 часов, чтобы обеспечить производительность обработки и качество конечного продукта. Хотя полиэстер менее чувствителен к влаге, его все равно необходимо высушить перед обработкой, обычно при температуре 120°C в течение 2–4 часов, чтобы гарантировать качество продукции.
При проектировании формы необходимо учитывать скорость усадки материала. Степень усадки нейлона обычно составляет от 1.5% до 2%, тогда как степень усадки полиэстера меньше, обычно от 0.2% до 0.6%. Это означает, что конструкция пресс-формы должна быть адаптирована к разным скоростям усадки нейлона и полиэстера, чтобы обеспечить точность готового продукта.
Этапы обработки:
- Сушка материала: Сушите гранулы из нейлона или полиэстера при соответствующей температуре.
- Нагрев и плавление: Загрузите высушенный материал в термопластавтомат и расплавьте его до необходимой температуры обработки.
- Впрыск: Впрыскивают расплавленный материал в форму.
- Охлаждение и затвердевание: Дайте введенному материалу остыть и затвердеть в форме.
- распалубки: Откройте форму и извлеките готовое изделие.
Обработка CNC
Гигроскопичность нейлона означает, что его следует высушить перед обработкой, чтобы обеспечить стабильность размеров и качество поверхности. Полиэстер, обладая низким поглощением влаги, не требует специальной обработки при сушке. Однако и нейлон, и полиэстер следует обрабатывать острыми инструментами высокой твердости (например, твердосплавными), чтобы уменьшить тепловыделение и шероховатость поверхности. Острые инструменты эффективно снижают тепло, выделяющееся во время обработки, предотвращая деформацию материала.
Дополнительно для предотвращения деформации материала и перегрева инструмента в процессе обработки рекомендуется использовать СОЖ. СОЖ помогает снизить температуру обработки, предотвращая деформацию нейлона и полиэстера или прилипание к инструменту при высоких температурах.
Этапы обработки:
- Подготовка материала: Выберите листы или стержни из нейлона или полиэстера или стержни подходящего размера и при необходимости высушите их (особенно нейлон).
- Программирование ЧПУ: Напишите программу обработки с ЧПУ на основе требований к конструкции детали, чтобы обеспечить точные траектории и параметры обработки.
- Фиксация материала: Закрепите материал на рабочем столе обрабатывающего центра с ЧПУ, чтобы обеспечить стабильность во время обработки.
- обработка: Запустите станок с ЧПУ и выполните резку, сверление, фрезерование и другие операции обработки в соответствии с запрограммированными инструкциями, используя СОЖ для контроля температуры.
- Постобработка: После механической обработки выполнить необходимое удаление заусенцев и очистку, чтобы обеспечить гладкость поверхности и точность размеров деталей.
Литье под давлением подходит для массового производства, в то время как CNC-обработка идеально подходит для небольших партий и высокоточных деталей. Помимо двух вышеупомянутых методов, нейлон и полиэстер также широко используются в производстве 3D-деталей, напечатанных методом селективного лазерного спекания (SLS). Технология 3D-печати, используемая для изготовления пластиковых прототипов, имеет различные преимущества, такие как производство сложных деталей, индивидуальный дизайн и экономичность при мелкосерийном производстве.
Вывод
Таким образом, в этой статье представлены нейлон и полиэстер, анализируются их характеристики, различия и области применения. Нейлон широко используется в спорте на открытом воздухе, в промышленности и производстве одежды благодаря своей прочности, ударной вязкости и стойкости к истиранию, а полиэстер находит широкое применение в текстиле, упаковке и промышленной продукции благодаря своей долговечности, простоте обслуживания и более низкой стоимости. Для получения дополнительной информации о нейлоновых и полиэфирных материалах, а также о комплексных услугах по обработке деталей в соответствии с вашими прототипами и производственными потребностями, пожалуйста, свяжитесь с бойы команда. Получите бесплатное предложение прямо сейчас.
Давайте начнем новый проект сегодня
FAQ
Нейлон предпочтителен для применений, требующих высокой механической прочности из-за его превосходной прочности на разрыв и ударопрочности. Он превосходно подходит для несущих компонентов, таких как шестерни, подшипники и детали конструкций, подвергающихся тяжелым нагрузкам и механическим нагрузкам.
Полиэстер лучше подходит для применений, требующих превосходной стабильности размеров, устойчивости к влаге, химикатам и нагреву. Он находит применение в операциях точной обработки, где критически важны жесткие допуски, а также в средах, подверженных воздействию агрессивных химикатов или повышенных температур, таких как химическое оборудование, резервуары для хранения и изоляционные материалы.
И нейлон, и полиэстер обладают превосходной обрабатываемостью, что позволяет выполнять такие процессы точной обработки, как фрезерование, токарная обработка и литье под давлением. Однако нейлон имеет тенденцию поглощать влагу из окружающей среды, что влияет на его размерную стабильность и обрабатываемость. Полиэстер, будучи менее гигроскопичным, сохраняет точность размеров во время механической обработки, что делает его предпочтительным для применений, требующих точных допусков.
Каталог: Руководство по материалам
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
