Erős szálak | Sulinet Hírmagazin
Erős szálak
2014/02/26 13:43
Ellenálló védőkesztyűk, golyóálló mellények, motorosruhák, horgászelőkék, mind szintetikus műszálak. A legnagyobb szilárdságú szálakat a poliamidok adják.
A poliamidok
A természetes makromolekulák, például a fehérjék szerkezetét utánozzák a nagy szakítószilárdságú, mesterségesen előállított poliamidok. Az első, széles körben elterjedt polikondenzációs műanyag a nylon. A poliamidok általában részlegesen kristályos, nagyszilárdságú, szívós anyagok. Jó a kopásállóságuk és a súrlódási tulajdonságuk, valamint kémiailag ellenállók. A különféle poliamid típusok mintegy 1-3.5% vizet vesznek fel a hidrofil NH csoportjuk révén. Üveg és szénszál erősítéssel nőnek a mechanikai tulajdonságaik, a meleg alaktartósságuk, a hidrolízissel szembeni ellenállóképességük és a vízfelvételük pedig csökken.
A nylon láncmolekulái a hexándisav és az 1,6-diamino-hexán összekapcsolódásával jönnek létre.
Ebből készítették a második világháború idején a hasadásálló ejtőernyőket, majd a civil világban oly nagy sikert elért női harisnyákat és horgászzsinórokat. A nylon láncmolekuláiban az amidcsoportokat váltakozva négy, illetve hat metiléncsoport választja el egymástól. A hosszú láncmolekulák között hidrogénkötések alakulnak ki, amelyek együtt rostokat alkotnak. A molekulák kötegei nehezen válaszhatóak szét, a nylonnak igen nagy a szakítószilárdsága. Ugyanakkor nagyon hajlékony, mert a sok C-C kötés mentén a molekulák elcsavarodhatnak.
A nylon szerkezetéhez nagyon hasonlít a perlon, amit polimerizáció módszerével készítenek.
A gyűrűs amid C-N kötése felhasad és a molekulák között kapcsolódik újra össze. A perlon molekula szerkezete hasonlít a nylonéhoz. Abban különbözik, hogy az amidcsoportokat öt-öt metiléncsoport választja el, ezért a láncon végig azonos helyzetűek.
Perlont nagy mennyiségben zsinórok, kötelek, hálók készítésére használják. Különlegesen erős szálak állíthatók elő tereftálsav és 1,4-diaminobenzol polikondenzációjával. A kevlár szakítószilárdsága és húzó mudulusa a legjobb acélhuzalokkal vetekszik.
Az aromás poliamidok különleges szerkezetéből adódik szilárdságuk és magas hőállóságuk. A kevlár szállal erősített kompozitok kitűnnek rendkívüli szívósságukkal és ütésállóságukkal. Ez adja a szálak előnyét ütéssel és nyírással szembeni igénybevétel során, például a golyóálló mellényekben vagy a vágásbiztos munkakesztyűkben.
Kompozit erősítőanyagként gyakran alkalmazzák karbonszállal együtt. Igen jó mechanikai tulajdonságokat ad a gumikompozitokban, például a radiál gumiabroncsokban.
A DuPont története
How to make kevlar parts.flv
Elementary Productions: Nylon synthesis
Címkék: nylon Kémia láncmolekulák poliamidok polikondenzációs műanyag szálak szakítószilárdság