ניילון ארוך שרשרת מתייחס בדרך כלל לניילון עם אורך מתילן של יותר מ-10 בשרשרת המקטע. בנוסף למאפייני הניילון הנפוצים, יש לו גם מאפיינים של קשיחות וגמישות טובים, ספיגת מים נמוכה, יציבות ממדית טובה ותכונות דיאלקטריות מצוינות.
ב-27 באוקטובר 1938 הכריזה דופונט על סינתזה של הסיב הסינטטי הראשון בעולם, וקראה לו פוליאמיד 66 (ניילון 66); ניילון 66 היה מתועש לחלוטין בסוף 1939, ממוצרי הלבוש הראשוניים ועד להנדסת ההמשך יש לו היסטוריית פיתוח של יותר מ-80 שנה, ו ל- Orinko Plastics יתרונות ייחודיים מאוד בפלסטיקה הנדסית.
הניילון 66 והניילון 6 המוכרים שייכים למגוון הניילון הקצר, בעוד שניילון בעל השרשרת הארוכה יכול לפצות במידה רבה על גודלו של הניילון הקצר בשל ספיגת המים הגבוהה שלו בשל היחס הנמוך בין קשרי אמיד וקבוצות מתילן. קל לשנות את הצורה וכן הלאה.
במקביל, לניילון שרשרת פחמן ארוכה יש קשיחות ורכות מצוינות, ולניילון שרשרת פחמן ארוכה יש את התכונות הכלליות של רוב הניילון, כגון סיכה, עמידות בפני שחיקה ועמידות בדחיסה ועיבוד קל. ניתן לומר שלניילון שרשרת פחמן ארוכה יש יתרונות ייחודיים, מה שהופך אותו לבעל שטח יישום ייחודי ופוטנציאל פיתוח עתידי.
מאפיינים של ניילון שרשרת פחמן ארוכה
בדרך כלל, לניילון יש מאפיינים של חוזק מתיחה גבוה, קשיחות גבוהה, שימון עצמי טוב ועמידות בחיכוך. לדוגמה, ניילון 6 וניילון 66 מהווים כמעט 90% מתוצרת הניילון בעולם.
בנוסף, לניילון שרשרת ארוכה יש גם יתרונות ומאפיינים של ספיגת מים נמוכה, קשיחות טובה, גמישות טובה, צפיפות נמוכה ותכונות דיאלקטריות מצוינות. הפרמטרים הפיזיים של כל ניילון מפורטים בטבלה 1.
1. ספיגת מים ויציבות ממדית
ספיגת המים הנמוכה יותר של ניילון שרשרת פחמן ארוכה היא אחת התכונות החשובות שלו השונה מניילון קצר. מכיוון שקבוצת האמידים (-NHCO-) במולקולת הניילון היא קבוצה הידרופלית, לניילון יש הידרופיליות חזקה. תכונות, וככל שצפיפות קבוצות האמיד גדולה יותר, כך ספיגת המים גבוהה יותר.
עם זאת, בניילון שרשרת פחמן ארוכה יש מספר רב של קבוצות מתילן, וכתוצאה מכך יחס נמוך של קשרי אמיד לקבוצות מתילן, וריכוז נמוך של קשרי אמיד, מה שמוביל לספיגת מים נמוכה של ניילון שרשרת פחמן ארוכה בהשוואה לניילון קצר שרשרת. לשם השוואה, שיעור ספיגת המים של PA6 הוא 1.8%, בעוד ששיעור ספיגת המים של PA11 יכול להגיע ל-0.3%.
השפעת ספיגת המים על מוצרי ניילון באה לידי ביטוי בעיקר במבנה הגבישי, תכונות מכניות, תכונות דיאלקטריות ויציבות ממדית. לכן, ניילון שרשרת פחמן ארוכה ישחק תפקיד שאין לו תחליף בסביבות כמו לחות ודרישות יציבות ממדיות גבוהות.
2. קשיחות וגמישות
בשל הכמות הגדולה של מתילן (-CH2-) בניילון בעל שרשרת ארוכה, יש לו מאפיינים של הארכה וסיבוב חופשי, מה שהופך את השרשראות המולקולריות לגמישות יותר ובכך בעל קשיחות גבוהה יותר. התארכות בשבירה היא מדד מכני חשוב, שיכול לאפיין את קשיחות ורכות הסיבים.
ב-23 מעלות צלזיוס, ההתארכות בשבירה של PA6 היא 180%, בעוד זו של PA11 מגיעה ל-330%. על מנת לשפר את החוזק המכני של הניילון, נוספו לניילון חומרים כמו סיבי זכוכית וסיבי פחמן במחקרים מדעיים רבים.
עם זאת, הגדלת סיבי הזכוכית וסיבי הפחמן תפחית את הקשיחות של החומר בדרגות שונות. קשיח הוא בחירה טובה במקרים מסוימים, עם זאת, הקשחה מוגזמת תוביל לבעיות כמו גודל חלקיקים גדול יותר ופיזור לקוי.
לניילון שרשרת פחמן ארוכה עדיין יש קשיחות וגמישות טובים בתנאי טמפרטורה נמוכים, כך שניתן להשתמש בניילון שרשרת פחמן ארוכה להכנת מוצרים רכים וחלקים עמידים בפני קור באזורי טמפרטורה נמוכה.
3. תכונות חשמל
כפי שכולנו יודעים, ניילון הוא חומר בידוד טיפוסי. חוזק דיאלקטרי הוא אינדיקטור חשוב לחומרי בידוד. הכוונה היא ליחס בין מתח התפרקות לעובי המבודד, כלומר לחוזק השדה המקסימלי שהחומר יכול לעמוד בו לאורך זמן.
כפי שהוזכר קודם לכן, בדרך כלל לנילון יש קצב ספיגת מים גבוה בשל הריכוז הגבוה של קשרי אמיד. ספיגת מים גבוהה תגרום לירידה בחוזק הדיאלקטרי של הניילון.
לכן, לכושר ספיגת המים יש השפעה על כל החוליות בתעשיית החוזק הדיאלקטרי, כגון ייצור, אחסון ושימוש, ולבחירת החומרים יש משמעות רבה לבטיחות ולשימוש ארוך טווח. ספיגת המים הנמוכה יחסית של ניילון שרשרת פחמן ארוכה מאפשרת לו עדיין לשחק את התפקיד של חומר בעל תכונות דיאלקטריות מצוינות בסביבה לחה.
