Polyftalamid
Polyftalamid (alias PPA , High Performance Polyamide ) är en undergrupp av termoplastiska syntetiska hartser i polyamid- ( nylon )-familjen som definieras som när 55 % eller fler mol av karboxylsyradelen av den repeterande enheten i polymerkedjan består av en kombination av tereftalsyra (TPA) och isoftalsyra (IPA). Ersättningen av alifatiska disyror med aromatiska disyror i polymerskelettet ökar smältpunkten, glasövergångstemperaturen, kemisk beständighet och styvhet.
PPA-baserade hartser gjuts till delar för att ersätta metaller i applikationer som kräver hög temperaturbeständighet, såsom komponenter för drivlina för fordon, hölje för elektriska högtemperaturkontakter och många andra användningsområden.
Strukturera
Diaminerna i PPA är alifatiska . PA6T-homopolymer smälter vid 371 °C, vilket gör den svårbehandlad. För att göra användbara polymerer är det nödvändigt att sänka smältpunkten, vilket praktiskt taget kan uppnås med antingen en längre diamin (med 9-12 kolatomer) eller genom att sampolymerisera 6I.
Tre sampolymerer har funnit kommersiell framgång: PA 6T/66, PA 6T/"DT" och PA6T/6I (med isoftalsyra ).
Polyftalamid TPA/hexametylendiamin (6T) upprepad enhet
Polyftalamid TPA/metylpentandiamin (DT) upprepad enhet
Om mer än 55 % av den sura delen av en PPA är gjord av IPA, är sampolymeren amorf. Molära massor för PPA tillverkade med direkt polykondensationsteknik varierar mellan 12 000 och 16 000 g/mol.
Egenskaper
Jämfört med alifatiska polyamider erbjuder PPA bättre
- kemisk resistans
- högre hållfasthet och styvhet vid förhöjda temperaturer
- kryp- och utmattningsmotstånd
- skevhet
- dimensionell stabilitet
- känslighet för fuktupptagning
Glasövergångstemperaturen för PPA ökar när mängden TPA ökar. Om mer än 55 % av den sura delen av en PPA är gjord av IPA, är sampolymeren amorf. Egenskaperna hos semikristallina polymerer och amorfa polymerer beskrivs i detalj på andra ställen. Kortfattat hjälper kristallinitet med kemisk beständighet och mekaniska egenskaper över glasets övergångstemperatur (men under smältpunkten). Amorfa polymerer är bra i skevhet och transparens.
Liksom alifatiska nylon kan PPA modifieras (i själva verket nästan undantagslöst) med förstärkningsmedel såsom glasfibrer, seghetsmedel och/eller stabilisatorer.
Formuleringar med specifika egenskaper har utvecklats. Till exempel hartser med förmåga att binda direkt till elastomerer för att ge plast-gummikompositer och med godkännande för direktkontakt med dricksvatten och mat.
Polyftalamidblandningar
Tillsatsen av alifatiska polyamider till PPAs (PPA/PA-blandning) sänker smältpunkten och glasövergångstemperaturen, vilket potentiellt gör dessa polyftalamidblandningar lättare att bearbeta jämfört med högre smältande/mjukande PPA.
Även om det har gjorts stora undersökningar av PA/polyolefinblandningar, har lite publicerats om egenskaperna hos PPA/polyolefinblandningar. Detta kan bero på de relativt höga bearbetningstemperaturerna som behövs för PPA-baserade hartser jämfört med polyolefinernas temperaturstabilitet. PPA/PA/polyolefinblandningar uppvisar en bra balans mellan duktilitet, hållfasthet, styvhet, slagkraft och termisk prestanda, vilket indikerar att dessa typer av material bör ha kommersiell användbarhet.
Ansökningar
Polyftalamidbaserade hartser formsprutas till delar som används i en mängd olika applikationer. Bilanvändningar inkluderar bränsle- och kylvätskeledningar, pumpslitringar, motorspoldelar, bränsleledningsanslutningar, bränslemoduler för varmvattenberedare, bränsleavstängningsventiler, termostathus, luftkylare, kylvätskepumpar och LED- strålkastare . Inom elektronik tillåter PPA:s höga smältpunkt att ytmonterade delar gjutna av PPA kan monteras med en blyfri lödningsprocess . PPA:er används också för USB-C- kontakter, LED-fästen och kabel-/trådskydd. Andra applikationer för PPA-baserade hartser inkluderar gasrör och tillförselledningar för oljeindustrin (på grund av deras förmåga att motstå höga tryck), medicinska applikationer såsom slangar för katetrar , inom personlig vård, för tandborstborstar såväl som hårborstar. PPA används också i sportutrustning, ventilhus för duschar, bussningar och lagerkuddar i flygmotorer
Livscykelpåverkan
PPA, som alla termoplaster, är teoretiskt helt återvinningsbara genom omsmältning och som en kondensationspolymer genom depolymerisation. Kommersiell återvinning kräver att kostnaden för logistik och rengöring och bearbetning är lägre än kostnaden för ny polymer, vilket inte alltid är fallet. PPA-avfallet som producerar energi kan återvinnas vid förbränningsanläggningar. De bästa återvinningsalternativen beror på många förhållanden såsom lokal lagstiftning, design av plastdelar, tillgång till sorteringsanläggningar och återvinningskostnader.
Kommersiella leverantörer
- Arkema under varumärket Rilsan HT-polymerer baserade på dekandiamin, förmodligen 10T/X.
- BASF under varumärket Ultramid Advanced N (PA9T), Ultramid Advanced T1000 (PA6T/6I), Ultramid Advanced T2000 (PA6T/66), Ultramid T KR (PA6T/6).
- DuPont under varumärket Zytel HTN med 6T/66 och 6T/MPDMT.
- DSM under varumärket ForTii med sampolymerer av PA 4T.
- EMS under varumärket Grivory. GV-kvaliteter är baserade på PA66/6I/6T. HT1-kvaliteter på 6T/6I, HT2-grader på 6T/66 och HT3/HT3-CO på sampolymerer av 10T
- Evonik under varumärket Vestamid HT 'plus' med 6T/X och 10T/X polymerer.
- Kuraray under varumärket Genestar med 9T-sampolymer (använde två isomerer av C9-diamin).
- Mitsui under varumärket Arlen med 6T/66
- Solvay under varumärket Amodel. Ursprungligen kommersialiserats av Amoco, idag ägs detta varumärke av Solvay. Enligt Nevicolor är alla nuvarande Amodel-kvaliteter baserade på en enda polymer, A1000, men det finns kvaliteter baserade på 66/6T-sampolymer och andra på 66/6T/6I-sampolymer.