Creative Mechanisms Blog

Wat is Nylon, en waarvoor wordt het gebruikt?

Nylon is een synthetisch thermoplastisch lineair polyamide (een groot molecuul waarvan de componenten door een bepaald type binding zijn gebonden) dat in 1935 voor het eerst werd geproduceerd door de Amerikaanse chemicus Wallace Carothers, die toen werkzaam was in de onderzoeksfaciliteit van DuPont in Delaware. Wallace produceerde wat technisch bekend staat als Nylon 66 (nog steeds een van de meest voorkomende varianten). De vraag naar synthetische materialen in het algemeen, en naar Nylon in het bijzonder, nam toe tijdens de Tweede Wereldoorlog, toen natuurlijke producten zoals zijde, rubber en latex aanzienlijk schaarser werden.

Nylon wordt gebruikt voor een verscheidenheid van toepassingen, waaronder kleding, versterking in rubbermateriaal zoals autobanden, voor gebruik als touw of draad, en voor veel spuitgietonderdelen voor voertuigen en mechanische apparatuur. Het is uitzonderlijk sterk, relatief slijtvast en vochtabsorberend, gaat lang mee, is bestand tegen chemicaliën, elastisch en gemakkelijk te wassen. Nylon wordt vaak gebruikt als vervanger voor metalen met lage sterkte. Het is de kunststof bij uitstek voor onderdelen in de motorruimte van voertuigen vanwege zijn sterkte, temperatuurbestendigheid en chemische compatibiliteit.

Nylon kan ook worden gecombineerd met een grote verscheidenheid aan additieven om verschillende varianten met aanzienlijk verschillende materiaaleigenschappen te produceren. Hier is een blik op een samengesteld toestel dat van zowel Nylon als carbon.

Nylon wordt gewoonlijk bedoeld gebruikend de chemische benaming “PA” (b.v., PA 6 of PA 6/66) en is het wijdst beschikbaar in zwart, wit, en zijn natuurlijke kleur (gebroken wit of beige). Misschien is de gemeenschappelijkste variant voor techniektoepassingen Nylon 6/6. Nylon 6/6 kan worden uitgedreven (gesmolten en gedwongen door een matrijs) en is ook een geschikt plastiek voor zowel injectie het vormen als 3D druk. Het heeft een hoge het smelten temperatuur, makend tot het een uitstekend substituut voor metalen in milieu’s op hoge temperatuur (b.v., onder de motorkap van een voertuig). Het nadeel van het materiaal is dat het een relatief lage slagvastheid heeft (zelfs in vergelijking met andere kunststoffen; zie de grafiek hieronder). Het volgende diagram toont de relatieve schokweerstand van Nylon wanneer vergeleken bij de schokweerstand van andere algemeen gebruikte plastieken zoals ABS, Polystyreen (PS), of Polycarbonaat (PC). Van nota, kan de schokweerstand van Nylon door een proces worden verbeterd genoemd “conditionerend”. Om deze reden, evenals het gemak waarmee Nylon met andere materialen kan worden gecombineerd om zijn sterkte te verbeteren, is het belangrijk om de materià “le eigenschappen van het specifieke Nylon materiaal te controleren u gebruikt.

Image from ptsllc.com

What zijn de eigenschappen van Nylon?

Nu we weten waarvoor het wordt gebruikt, laten we enkele van de belangrijkste eigenschappen van Nylon (PA) onderzoeken. Nylon is een condensatiecopolymeer dat is samengesteld uit verschillende soorten monomeren in combinatie met elkaar. Het kan op verschillende manieren worden geproduceerd, meestal beginnend met destillatie uit ruwe olie, maar het kan ook worden geproduceerd uit biomassa. Nylon wordt geclassificeerd als een “thermoplastisch” (in tegenstelling tot “thermohardend”) materiaal, wat verwijst naar de manier waarop de kunststof op warmte reageert. Thermoplastische materialen worden vloeibaar bij hun smeltpunt – een zeer hoge 220 graden Celsius in het geval van nylon.

Een nuttige eigenschap van thermoplasten is dat zij tot hun smeltpunt kunnen worden verhit, afgekoeld en opnieuw verhit zonder significante degradatie. In plaats van te verbranden, worden thermoplasten zoals Nylon vloeibaar, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden gespuitgiet en vervolgens gerecycled. Thermohardende kunststoffen daarentegen kunnen slechts één keer worden verhit (meestal tijdens het spuitgietproces). De eerste verhitting zorgt ervoor dat thermohardende materialen zich zetten (vergelijkbaar met een 2-componenten epoxy), wat resulteert in een chemische verandering die niet kan worden teruggedraaid. Als u zou proberen een thermohardende kunststof een tweede keer aan een hoge temperatuur te verhitten, zou deze verbranden. Dit kenmerk maakt thermohardende materialen slechte kandidaten voor recycling.

Waarom wordt nylon zo vaak gebruikt?

Nylon wordt vaak gebruikt in tandwielen, bussen en kunststof lagers vanwege de inherente lage-wrijvingseigenschappen. Het nylon is niet het gladste beschikbare plastiek – typisch, adviseren wij acetal als de lage wrijving de enige overweging is. Nochtans, maken de hoge prestaties van het in andere mechanische/chemische/thermische eigenschappen tot het een goede keus voor delen die heel wat wear.

konden zien

Nylon is ook een ongelooflijk nuttig plastiek voor toepassingen die zowel een plastiekmateriaal als een hoge het smelten temperatuur vereisen. Het is ook ongelooflijk divers. Het nylon kan aan een grote verscheidenheid van gebruik wegens de vele verschillende varianten in productie en de regelbare materià “le eigenschappen van deze varianten worden aangepast die uit de verschillende materialen voortvloeien Nylon met kan worden gecombineerd. Bij Creatieve Mechanismen, hebben wij Nylon in verscheidene toepassingen over een waaier van de industrieën gebruikt. Enkele voorbeelden zijn de volgende:

• Consumentenproducten (b.v., speelgoed). Wij werkten aan een autoped in het verleden dat uiteindelijk in glas-gevuld Nylon.
• Meubilairpunten van impact.
• 3D geprinte modellen voor hoge hittetoepassingen wanneer ABS geen optie is (hoewel dit een optie is, gebruiken wij typisch Nylon samengestelde materialen meer voor hun sterkte en minder voor hun temperatuurprestaties wanneer 3D printing).
• Tandwielen voor mechanismeoverbrengingen.

Wat Zijn de Verschillende Types van Nylon?

Hoewel Nylon werd ontdekt en aanvankelijk door Wallace Carothers van Dupont werd gepatenteerd, werd het (als Nylon 6) drie jaar later (in 1938) gebruikend een verschillende methodologie door Duitse onderzoekschemicus Paul Schlack geproduceerd, die toen bij IG Farben werkte. In het moderne tijdperk wordt het door een groot aantal firma’s vervaardigd, elk met hun eigen produktieproces, unieke formule en handelsnamen. U kunt een volledige lijst van materiaalfabrikanten hier bekijken.

Gemeenschappelijke varianten zijn Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 66, en Nylon 6/66. De cijfers geven het aantal koolstofatomen aan tussen de zuur- en aminegroepen. Enkele cijfers (zoals “6”) geven aan dat het materiaal is opgebouwd uit één monomeer in combinatie met zichzelf (d.w.z. dat het molecuul als geheel een homopolymeer is). Twee cijfers (zoals “66”) geven aan dat het materiaal is opgebouwd uit meerdere monomeren in combinatie met elkaar (comonomeren). De schuine streep geeft aan dat het materiaal is opgebouwd uit verschillende comonomeergroepen in combinatie met elkaar (d.w.z. het is een copolymeer).

Hoe wordt nylon gemaakt?

Nylon begint, net als andere kunststoffen, gewoonlijk met de destillatie van koolwaterstofbrandstoffen in lichtere groepen die “fracties” worden genoemd, waarvan sommige met andere katalysatoren worden gecombineerd om kunststoffen te produceren (meestal via polymerisatie of polycondensatie). Nylon kan ook worden geproduceerd uit biomassa. Gezien de aard van biomassa kan dit potentieel resulteren in een beter biologisch afbreekbaar materiaal. Het eigenlijke proces voor de productie van nylon valt onder een van de twee methodologieën. De eerste behelst de reactie van monomeren met amine (NH2)-groepen die reageren met carbonzuur (COOH). De tweede bestaat uit de reactie van diamine (een molecule met 2 x NH2-groepen) met dicarbonzuur (een molecule met 2 x COOH-groepen).

Nylon voor Prototype Ontwikkeling op CNC Machines, 3D Printers, & Injection Molding Machines

Nylon kan gemakkelijk in filamenten (nuttig voor 3D printing), vezels (nuttig voor stoffen), films (nuttig voor verpakking), en bladvoorraad (nuttig voor CNC machine productie) worden gesmolten. Het is ook een gemakkelijk injectie moldable materiaal. De natuurlijke Nylon voorraad is het gemeenschappelijkst een gebroken witte kleur, en het is ook algemeen beschikbaar in wit en zwarte. Dat gezegd, kan het Nylon in vrijwel om het even welke kleur worden geverft. Het materiaal is gemakkelijk beschikbaar in gloeidraadvorm voor 3D druk waar het wordt verwarmd, en het gesmolten gloeidraad wordt vervaardigd in gewenste 3D shape.

Wanneer ons bedrijf prototype Nylon delen ontwerpt, CNC machinaal bewerken wij hen. Een paar jaar geleden, ons bedrijf begonnen met prototyping plastic haken voor gebruik met bungee koorden. Wij beginnen met een ABS FDM prototype om grootte/vorm/esthetiek/functie te bevestigen. Dan CNC-bewerken we de haak in Nylon om de sterkte te testen. De laatste stap is het spuitgieten van de productie onderdelen.

Bij het spuitgieten, wordt Nylon soms gevuld met een bepaald percentage glasvezels om de treksterkte te verhogen. Het percentage van glas is typisch tussen 10% en 40%. De haken die wij spuitgieten zijn eigenlijk boven 40%. De glasvezels verhogen sterkte, maar zij beïnvloeden ook de manier een deel ontbreekt. Zonder glasvulling, zal het Nylon buigen en zal opbrengen alvorens het breekt. Met de toevoeging van de glasvezels (vooral bij hogere percentages), wordt de mislukking een onmiddellijke brosse onderbreking met het minimale buigen. Wanneer het Nylon een glas fiberfill heeft, wordt het bedoeld, bijvoorbeeld, als Nylon 30% GF. (GF staat voor “glas gevuld”).

Wat zijn de Nadelen van Nylon?

Hoewel Nylon een hoge het smelten temperatuur heeft, houdt het zich niet goed aan een open vlam. Het is een brandbaar materiaal en brandt snel wanneer en als het aan een open vlam wordt blootgesteld. Vlamvertragers kunnen aan het Nylon worden toegevoegd om de ontvlambaarheid te verbeteren. Bijvoorbeeld, heeft Nylon dat voor de verzamelleiding in één van onze nieuwe ontwerpprojecten wordt gebruikt de hoogste vlamclassificatie (v-0).=

Nylon kan ook negatief door UVblootstelling, hoofdzakelijk van direct zonlicht worden beïnvloed. Daarom wordt vaak een UV-stabilisator aan het materiaal toegevoegd voordat het wordt gespuitgiet.

Alle gegevens voor onversterkt Nylon 6. *Bij standaardconditie (bij 25 °C (77 °F), 100 kPa). ** Source data . *** Source data