Polyftalamidy

Obecný vzorec monomeru polyftalamidu

Polyftalamidy jsou termoplastové syntetické pryskyřice patřící mezi polyamidy, které v monomerních jednotkách obsahují 55 nebo více molárních procent karboxylové kyseliny, a to tereftalové a/nebo isoftalové.[1] Nahrazení alifatických dvojsytných kyselin aromatickými zvyšuje teplotu tání a teplotu skelného přechodu polymeru, jeho chemickou odolnost a tuhost.[2][3]

Polyftalamidy nahrazují kovy v místech, kde se vyžaduje odolnost vůči vysokým teplotám, jako jsou hnací ústrojí automobilů a v domácnostech vysokoteplotní elektrické konektory.

Struktura

Diaminy použité u polyftalamidů jsou alifatické. Homopolymer PA6T taje při 371 °C,[4] což jej činí příliš odolným. K výrobě využitelných polymerů je třeba snížit teplotu tání, buď použitím diaminu s delším řetězcem (9-12 atomy uhlíku), nebo kopolymerizací 6I.

Průmyslové využití mají tři kopolymery: PA 6T/66, PA 6T/DT a PA6T/6I (poslední z nich obsahuje kyselinu isoftalovou).[5][6]

Polyftalamid obsahující 6T Opakující se jednotka TPA/hexamethylendiaminu (6T)

Polyftalamid obsahující DT Opakující se jednotka TPA/methylpentandiaminu (DT)

Pokud je podíl kyseliny isoftalové na použitých kyselinách větší než 55 %, tak je vzniklý kopolymer amorfní.[2]Molární hmotnosti polyftalimidů získávaných polykondenzacemi se pohybují mezi 12 000 a 16 000 g/mol.

Vlastnosti

Ve srovnání s alifatickými polyamidy mají polyftalamidy tyto vlastnosti:[7][6][8][9]

  • vyšší chemickou odolnost
  • vyšší tuhost za vysokých teplot
  • lepší odolnost vůči únavě materiálu
  • stálejší tvar
  • nižší citlivost na vlhkost

Teplota skelného přechodu se zvyšuje s rostoucím podílem kyseliny tereftalové.[2]

Krystaličnost polymeru, zvyšující se s podílem kyseliny tereftalové,[2] zlepšuje chemickou odolnost a mechanické vlastnosti v oblasti mezi teplotou skelného přechodu a teplotou tání.

Podobně jako alifatické polyamidy mohou být i polyftalamidy vystuženy materiály, jako jsou sklolaminát a/nebo stabilizátory.

Lze vytvořit polymery s určitými danými vlastnostmi, například pryskyřice, které se navazují na elastomery, jež mohou přijít do přímého styku s pitnou vodou a s potravinami.[10]

Směsi polyftalamidů

Přidáním alifatických monomerů do polyftalamidů se sníží teploty tání a skelného přechodu, takovéto smíšené polymery jsou poté snadněji zpracovatelné.

Přestože byly smíšené polymery obsahující polyamidové a polyalkenové skupiny zkoumány podrobně, tak o polymerech obsahujících ftalamidové a alkenové monomery není známo mnoho. Polyftalamidové/polyamidové/polyalkenové směsi vykazují vyváženou vodivost, mechanickou odolnost, tuhost a tepelnou odolnost, což naznačuje jejich možné praktické využití.[11]

Použití

Polyftalamidové pryskyřice mohou být zpracovány litím a z nich vyrobené předměty mít řadu různých využití. V automobilovém průmyslu například jako materiály na potrubí pro palivo a chladicí kapaliny, v termostatech, chladičích vzduchu a LED světlech. Polyftalimidy se také používají na USB-C konektory[12] a jako elektrické izolanty.[8] Dalšími možnostmi využití polyftalimidových pryskyřic jsou potrubí v ropném průmyslu, kde se uplatňuje jejich odolnost proti vysokým tlakům. V lékařství mohou být materiály na katetry.

Recyklování

Polyftalamidy jsou, jako řada jiných termoplastů, teoreticky plně recyklovatelné roztavením a, jako kondenzační polymery, i depolymerizací. Recyklace je náročná na logistiku a čištění a zpracování není vždy méně nákladné než původní polymer. Polyftalamidové odpady lze také spálit.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Polyphthalamide na anglické Wikipedii.

  1. ↑ ASTM standard D 5336 -15a
  2. ↑ a b c d Thibault Cousin; Jocelyne Galy; Jérôme Dupuy. Molecular modelling of polyphthalamides thermal properties: Comparison between modelling and experimental results. Polymer. 2012, s. 3203–3210. DOI 10.1016/j.polymer.2012.05.051. 
  3. ↑ Charles A. Harper. Handbook of plastics, elastomers, and composites. [s.l.]: [s.n.], 2002. Dostupné online. ISBN 978-0-07-138476-6. S. 51–52. 
  4. ↑ Melvin I. Kohan. Nylon Plastics Handbook. [s.l.]: [s.n.], 1995. ISBN 978-1-56990-189-2. S. 71. 
  5. ↑ High Performance Polyamides Fulfill Demanding Requirements for Automotive Thermal Management Components [online]. [cit. 2016-03-26]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-09-06. 
  6. ↑ a b H. T. Grivory. HT Grivory [online]. [cit. 2015-05-25]. Dostupné online. 
  7. ↑ Amodel PPA [online]. [cit. 2016-03-26]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-03-23. 
  8. ↑ a b Zytel HTN [online]. DuPont [cit. 2016-03-26]. Dostupné online. 
  9. ↑ Practical Guide to High Performance Engineering Plastics [online]. SmithersRapra [cit. 2016-03-26]. Dostupné online. 
  10. ↑ Evonik Industries, http://www.vestamid.com/product/vestamid/en/products-services/pages/default.aspx Archivováno 18. 5. 2018 na Wayback Machine.
  11. ↑ G. P. Desio. Characterization and properties of polyphthalamide/polyamide blends and polyphthalamide/polyamide/polyolefin blends. Journal of Vinyl and Additive Technology. 1996, s. 229–234. Dostupné online. DOI 10.1002/vnl.10131. 
  12. ↑ Andrew Zistler. DuPont's Zytel HTN selected for use in USB Type-C 3.1 connectors [online]. EE World [cit. 2016-03-26]. Dostupné online. 

Zdroj