Nylon 6 vs. Nylon 66: Eine vergleichende Analyse

Nylon ist die gebräuchliche Bezeichnung für Polyamid-Polymer und ist nach Polyester die zweitgrößte textile Kunstfaser.

Unter den verschiedenen Nylonarten zeichnen sich Nylon 6 und Nylon 66 durch ihre einzigartigen Eigenschaften aus.

In diesem Artikel führen wir einen umfassenden Vergleich von Nylon 6 und Nylon 66 durch, um denjenigen, die Nylonmaterialien verstehen möchten, effektivere Informationen bereitzustellen.

Einführung in Nylon 6 und Nylon 66

Nylon 6, auch bekannt als Polyhexamethylenadipamid, ist nicht unbedingt ein Kondensationspolymer, da sein Polymer alle Atome des Caprolactam-Monomers enthält.

Polyhexamethylenadipamid, allgemein bekannt als Nylon-66, ist ein thermoplastisches Harz, das im Allgemeinen durch Kondensationspolymerisation von Hexamethylendiamin und Adipinsäure hergestellt wird.

In der Polymerkette von Nylon-66 wechseln sich Hexamethylendiamin und Adipinsäure ab, was es von anderen Polymeren (z. B. Proteinen) dadurch unterscheidet, dass auch die Richtung seiner Amidgruppen kontinuierlich wechselt.

Herkunft von Nylon 6 und Nylon 66

Im Jahr 1935 erforschte WH Carothers vom amerikanischen Unternehmen DuPont erfolgreich die Synthese des Polymers „Nylon 66“ durch Kondensation von Hexamethylendiamin und Adipinsäure.

Zwischen 1936 und 1937 wurde die Technik zur Herstellung von Nylon 66-Fasern durch Schmelzspinnen entdeckt.

Ende 1939 wurde diese Innovation von DuPont industrialisiert.

Im Jahr 1938 entwickelte Schlack bei der deutschen Firma IG Farben erfolgreich ein Verfahren zur Herstellung von Polyhexamethylenadipamid (Nylon 6) unter Verwendung von Caprolactam als einzigem Rohstoff und ε-Aminocapronsäure als Initiator in einem wärmegetriebenen Polymerisationsprozess.

Die experimentelle Produktion von Nylon-6-Fasern begann 1939. 1943 wurde sie von der deutschen Firma Farben industrialisiert.

Heute sind Nylon 6 und Nylon 66 die Hauptarten von Polyamidfasern.

Herstellung von Nylon 6 im Vergleich zu Nylon 66

Der Polykondensationsprozess von Nylon 66-Salz findet in einer 50 %igen wässrigen Lösung bei 250–270 °C unter einem Druck von 16–17 kg/cm² statt.

Die Polymerisation dauert 2–3 Stunden und führt zu einem Nylon 66-Polymer mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 100.

Bei Nylon 6 umfasst die Polymerisation des Caprolactam-Monomers zunächst eine hydrolytische Reaktion in Gegenwart von Wasser, die zur Ringöffnung von Caprolactam und anschließender Addition mit der gebildeten Aminocapronsäure führt.

Die Ringöffnungsreaktion dauert bei Bedingungen von 230–250 °C etwa 30–40 Minuten.

Der gesamte Prozess vom Erhitzen bis zur Polymerisation dauert nur 1 bis 1,5 Stunden.

Nach 3 Stunden kann die relative Viskosität eine Spinnviskosität von 2,2 erreichen.

Das Erreichen des Gleichgewichts dauert jedoch länger, da die Entfernung von Wasser während des Polymerisationsprozesses relativ langsam erfolgt.

Eigenschaften von Nylon 6 vs. Nylon 66

Aus molekularer Sicht bestehen sowohl Nylon 6 als auch Nylon 66 aus dem gleichen Verhältnis von Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffatomen.

Allerdings unterliegt das Monomer Caprolactam in Nylon 6 einer ringöffnenden Polymerisation in Kopf-an-Schwanz-Form, um Polyamid zu bilden.

Im Gegensatz dazu wird Nylon 66 durch die abwechselnde Anordnung von Hexamethylendiamin und Adipinsäure zum Polyamid gebildet.

Der Unterschied zwischen den Monomermaterialien führt zu unterschiedlichen Polymerstrukturen und physikalischen Eigenschaften zwischen ihnen.

Nylon 6 hat viele chemische und physikalische Eigenschaften mit Nylon 66 gemeinsam, hat jedoch einen niedrigeren Schmelzpunkt und einen größeren Verarbeitungstemperaturbereich.

Es bietet im Vergleich zu Nylon 66-Kunststoffen eine bessere Schlagfestigkeit und Löslichkeitsbeständigkeit, weist aber auch eine höhere Feuchtigkeitsaufnahme auf.

Da viele Qualitätsmerkmale von Spritzgussteilen durch die Feuchtigkeitsaufnahme beeinflusst werden, muss dieser Faktor bei der Entwicklung von Produkten aus Nylon 6 sorgfältig berücksichtigt werden.

Um die mechanischen Eigenschaften von Nylon 6 zu verbessern, werden häufig verschiedene Modifikatoren hinzugefügt.

Glasfaser ist der häufigste Kunststoffzusatzstoff , und manchmal werden synthetische Kautschuke wie EPDM und SBR hinzugefügt, um die Schlagfestigkeit zu verbessern.

Aufgrund der Neigung von Nylon 6, Feuchtigkeit aufzunehmen, ist besonderes Augenmerk auf die Trocknung vor der Verarbeitung von entscheidender Bedeutung.

Wird das Material in einer wasserdichten Verpackung geliefert, sollte der Behälter verschlossen bleiben.

Bei einer Luftfeuchtigkeit von mehr als 0,2 % wird eine Trocknung an heißer Luft über 80 °C für 16 Stunden empfohlen.

Wenn das Material länger als 8 Stunden der Luft ausgesetzt war, wird eine Vakuumtrocknung bei 105 °C für mehr als 8 Stunden empfohlen.

Obwohl beide Materialien ihre einzigartigen Eigenschaften haben, haben sie auch viele zentrale Leistungsmerkmale gemeinsam:

Anwendungsvergleich von Nylon 6 und 66

Nylon 6 und Nylon 66 sind wichtige Mitglieder der Nylonfamilie und spielen in vielen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle.

Aufgrund des niedrigeren Schmelzpunkts und der hervorragenden Verarbeitbarkeit von Nylon 6 wird es häufig zur Herstellung leichter Textilien und Industrieteile verwendet.

Diese Eigenschaften machen Nylon 6 zu einem idealen Material für das Nylon-Spritzgießen und ermöglichen die einfache Verarbeitung in verschiedenen Teilen wie Fahrzeuginnenräumen, Haushaltsgerätekomponenten und Sportgeräten.

Darüber hinaus ist Nylon 6 aufgrund seiner Elastizität und Verschleißfestigkeit die perfekte Wahl für Textilien wie Socken und Sportbekleidung.

Andererseits eignet sich Nylon 66 aufgrund seines höheren Schmelzpunkts und seiner überlegenen mechanischen Festigkeit besser für Anwendungen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit und Festigkeit erfordern.

In Nylon-Spritzgussverfahren wird Nylon 66 häufig zur Herstellung von verschleißfesten und hochdruckfesten Komponenten wie technischen Kunststoffen, Teilen von Automobilmotoren und elektronischen Geräten verwendet.

Darüber hinaus machen die Hochtemperaturstabilität und Festigkeit von Nylon 66 es zu einem unverzichtbaren Material in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie.

Andere gängige Nylonqualitäten

Nylon 610 und 612 werden im Bereich der elektrischen Isolierung aufgrund ihrer geringen Feuchtigkeitsaufnahmeeigenschaften bevorzugt, diese Eigenschaft trägt jedoch auch zu ihren relativ höheren Kosten bei. Nylon 610 ist für seine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und extrem niedrige Sprödigkeitstemperatur bekannt.

Dennoch ersetzt Nylon 612 nach und nach Nylon 610, da es nicht nur geringere Kosten bietet (wenn auch immer noch höher als Nylon 6 und 66), sondern auch eine überlegene Hitzebeständigkeit.

In Bezug auf die Leistung liegt Nylon 612 typischerweise zwischen Nylon 6 und Nylon 66 und weist unter feuchten Bedingungen etwas bessere Kriecheigenschaften auf als Nylon 66.

Nylon 11 und 12 werden auch wegen ihrer geringen Feuchtigkeitsaufnahme bevorzugt, insbesondere Nylon 12, das unter allen ungefüllten Nylons die geringste Feuchtigkeitsaufnahme aufweist.

Diese Materialien übertreffen Nylon 6, 66, 610 und 612 in Bezug auf Flexibilität und Schlagfestigkeit, sind jedoch teurer, haben eine geringere Festigkeit und eine niedrigere maximale Betriebstemperatur.

Sie verfügen über die beste Witterungsbeständigkeit in der Nylonfamilie, obwohl ihr Status durch das Aufkommen superrobuster Nylons (bei denen es sich im Wesentlichen um Legierungsmaterialien handelt) in Frage gestellt wird.

Nylon 1212 bietet eine bessere Leistung als Nylon 6 und 66 und ist kostengünstiger als Nylon 11 oder 12.

Unter Hochtemperaturbedingungen weist Nylon 46 eine hohe Schlagfestigkeit, geringes Kriechen und eine höhere Steifigkeit auf.

Im Vergleich zu Nylon 66 weist es bessere Ermüdungseigenschaften auf, weist jedoch ein engeres Verarbeitungsfenster auf.

Abschluss

Bei der Auswahl eines Nylontyps ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen der Anwendung zu berücksichtigen.

Das Verständnis der einzigartigen Eigenschaften jedes Nylontyps kann uns helfen, fundiertere Entscheidungen zu treffen und sicherzustellen, dass das ausgewählte Material eng mit den Leistungsanforderungen und der Kosteneffizienz der Anwendung übereinstimmt.

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