Полиамиды

Полиамиды (полиамид) — это искусственный материал (англ.: polyamide), с которым мы сталкиваемся постоянно и повсеместно, буквально на каждом шагу. Материал полиамид – это пластмассы с основой высокомолекулярных синтетических соединений. Всем нам хорошо известны нейлон и капрон (полиамид формула NH (СН) ₅ СО-. Название в торговле: капрон). Так вот это и есть полиамиды.

Промышленный процесс получения полиамидов освоен довольно давно. Это или поликонденсация амидов (многоосновные кислоты с альдегидами), или поликонденсация высших аминокислот или диаминов с дикарбоновыми кислотами, или конденсация капролактама и солей диаминов дикарбоновых кислот.

Первые полиамиды получили еще в 1862-м году (синтетический полиамид), а массово стали использовать примерно в пятидесятые годы двадцатого столетия. Масштабное изготовление полиамида теперь освоено достаточно хорошо. Помимо обычного производят так же модифицированный полиамид, свойства которого улучшаются и изменяются в соответствии с необходимостью путем добавления тех или иных химических составов (в частности укрепляющих добавок или эластомеров). Полиамид состав может быть различным. Все зависит от того, для чего будет использоваться конечная продукция (в соответствии с этим присваиваются и марки полиамида). Различаются ароматические (как правило, бесцветные высокоплавкие аморфные или кристаллические) и алифатические полиамиды.

Полиамид — виды

Из огромного количества полиамидов наибольшим промышленным значением на сегодня обладают следующие:
ПA 6 – полиамид 6, поликапроамид, (капрон);

ПA 612 – полиамид 612;
ПA 69 – полиамид 69;

ПA 12 – полиамид 12, полидодеканамид;
ПA 66 – полиамид 66, полигексаметиленадипамид;
ПA 610 – полиамид 610, полигексаметиленсебацинамид;
ПA 11 – полиамид 11, полиундеканамид;
ПA 6/66/610 – полиамид 6/66/610;
ПA 46 – полиамид 46;
ПA 6/66 (PA 6.66) – полиамид 6/66.

Сфера применения данного синтетического материала исключительно широка, чем и объясняется постоянно растущее производство полиамида. Так из полиамидов (полиамид ПА) изготавливают различные антикоррозийные покрытия, пластмассы, ткани, трубы и многое другое. Перечислять можно долго. Вообще современной промышленностью выпускается множество разных марок полиамидов и их сополимеров, которые чаще всего применяются для изготовления стройматериалов (взять хотя бы пластиковые окна, которые стоят сейчас во многих квартирах и офисах). Их используют и для создания изделий, к которым предъявляются высокие требования долговечности, износостойкости, а так же пониженной горючести и способности переносить циклические нагрузки (опять же окна, а так же детали станков и электронного оборудования).

Применяются полиамиды и в медицине как материал для изготовления искусственных сосудов или заменителей кожи. Эти синтетические пластмассы имеют такие уникальные свойства как высокая прочность и низкий коэффициент трения. Популярностью полиамиды обязаны и высокому диапазону температур. Например, для полиамид температура, при которой они способны сохранять эластичность очень низкая. Как уже говорилось, полиамиды имеют высокую прочность, особенно при продавливании и ударе, легко поддаются сварке высокочастотным методом. Полиамиды имеют чрезвычайно высокую паронепроницаемость, а так же низкий показатель проницаемости в отношении газов, благодаря чему из них  стали делать вакуумную упаковку. Упаковочная пленка из полиамидов отличается прозрачностью, на нее легко наносятся графические изображения. Отмечается и высокая плотность полиамида.  Конечно, не лишены полиамиды и некоторых недостатков. В частности это высокая степень водопоглощения, но первоначальные свойства материала сразу же восстанавливаются после просушки. В целом полиамид характеристики говорят о том, что полиамид применение будет востребовано еще долгое время.

Сырье для полиамидов

Полученная полиамид формула имеет характерную отличительную черту – наличие повторяющейся амидной группы –C(O)–NH– в основной молекулярной цепи.

Для производства сырья, идущего на получение полиамида, потребовалось создание серьезной промышленной базы из чего вполне очевидно, что в целом полиамиды являются дорогостоящим материалом. В то же время их цена остается все-таки невысокой по причине большой востребованности и массовости этого самого производства. Полиамид на основе того или иного сырья используется с разной целью.

Сырьем для производства полиамидов (синтез полиамидов) могут служить несколько источников. Адипиновая кислота (1,4-бутандикарбоновая кислота) – это бесцветные кристаллы с температурой плавления  около 153 градусов Цельсия. Она растворяется в этиловом спирте и ограниченно растворяется в воде и эфире. Адипиновая кислота в свою очередь может быть получена рядом способов, как правило, из фенола.

Еще один источник – себациновая (октандикарбоновая) кислота. Она представляет собой бесцветные кристаллики с температурой плавления 133 градуса Цельсия. Легко растворяется в эфире и спирте. Промышленный способ получения себациновой кислоты заключается в обработке касторового масла в автоклаве концентрированным раствором едкого натра при 250 градусах Цельсия. Перспективным считается и способ получения полиамида путем синтеза себациновой кислоты путем электролиза двадцатипроцентного метанольного раствора соли диметиловых эфиров адипиновой кислоты. Е-Капролактам – белые кристаллики с температурой плавления около семидесяти градусов Цельсия и температурой кипения в 262,5 градуса. Легко растворяется в воде, эфире, спирте, хлороформе, бензоле, и в иных органических растворителях. В промышленности е-капролактам получается из анилина, фенола, циклогексана или бензола. Наиболее дешевым же сырьем для самого е-капролактама является бензол, поэтому производство е-капролактама из бензола постоянно расширяется по всему миру.

На сегодняшний день разработано несколько способов производства. Один из них основывается на гидрировании бензола до циклогексана с дальнейшим превращением его различными способами в е-капролактам. При этом в капролактаме не должно содержаться примесей, и он для этого очищается двукратной разгонкой в вакууме. W-аминоэнантовая кислота представляет собой бесцветные кристаллы с температурой плавления 194-195 градусов Цельсия. Получают ее путем сложного синтеза из этилена, аммиака и четыреххлористого углерода. И еще один источник сырья – это аминоундекановая кислота, представляющая собой бесцветные кристаллики с температурой плавления  около 185 градусов Цельсия. Кислота хорошо растворима в горячей воде и в горячем спирте.

О сырье, из которого делают полиамид, можно найти более подробную информацию на множестве специализированных сайтов по простому запросу «полиамид сырье». Можно лишь добавить, что от исходного сырья во многом зависят и конечные полиамид свойства.

Можно сказать, что полиамид уверенно занял свое место в числе инженерных материалов, а так же нашел применение во множестве других сфер. На ближайшую перспективу замены ему не существует, а производство только будет набирать обороты.