giới thiệu về polyamit

o 1 polymer dị mạch chứa các monomer được nối với nhau bằng liên kết amide -CONH-.o Các PA có thể ở dạng tự nhiên ví dụ protein như tơ và len hoặc nhân tạo ví dụ nylon, aramid,… I.. 

Nhóm sinh viên: Trần Anh Dũng 20103444

Ngô Văn Nhâm 20103268

Nguyễn Hữu Việt Vương 20103436

Nhóm sinh viên: Trần Anh Dũng 20103444

Ngô Văn Nhâm 20103268

Nguyễn Hữu Việt Vương 20103436

Giới Thiệu Chung

o 1 polymer dị mạch chứa các monomer được nối với nhau bằng liên kết amide (-CONH-).

o Các PA có thể ở dạng tự nhiên (ví dụ protein như tơ và len) hoặc nhân tạo (ví dụ nylon, aramid,…)

I Giới Thiệu Chung

Định Nghĩa Polyamide (PA)

I Giới Thiệu Chung

 PA được xem là nhựa nhiệt dẻo kĩ thuật đầu tiên

 Năm 1928, khi nghiên cứu sợi “super polyester” tại PTN của DuPont, Wallace Carothers đã phát hiện ra PA

 Năm 1935, cũng chính Wallace Carothers và các cộng sự đã tổng hợp được poly (hexamethylene adipamide) với tên cơ bản là “nylon”.

 Năm 1938, nylon đã được thương mại hóa.

Lịch Sử Phát Triển

 Trong thế chiến thứ II, sợi polyamide được sử dụng rộng rãi trong quân đội Hoa Kì.

 Năm 1953, W.Sweeny tổng hợp polyamide thành công từ axit 3-aminobenzoic vào năm 1953 (Nomex)

 Năm 1965, Hai nhà nghiên cứu của DuPont là Kwoler và Blades đã tổng hợp thành công nhựa Kevlar

 Ngày nay, polyamide vẫn đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống con người từ dân dụng đến chuyên dụng

I Giới Thiệu Chung

Lịch Sử Phát Triển

Thành phần của mạch chính Số loại mắt xích cơ bản tham gia trùng

ngưng

Số loại mắt xích cơ bản tham gia trùng

ngưng

Khả năng kết tinh(crystallinity)

Khả năng kết tinh(crystallinity)

Phân loại

I Giới Thiệu Chung

Dựa vào số mắt xích cơ bản tham gia vào phản ứng trùng ngưng

Dựa vào khả năng kết tinh

I Giới Thiệu ChungDanh pháp:

Tên thương mại Tên thông dụng

PA 46

PA 66PA6,6 Poly(hexametylen adipamide)

PA 69 PA6,9 Poly(hexametylen azelaamide)

PA 610 PA 6,10 Poly(hexametylen sebacamide)

PA 612 PA 6,12 Poly(hexametylen dodecanamide)

Tên thương mại Tên thông dụng

II.Tính chất

Cấu trúc của phân tử polyamide

II.Tính Chất

 PA có khối lượng phân tử trung bình lớn (từ 10000 tới 40000).

 Cấu trúc mạch thẳng không phân nhánh.

 Trong phân tử có các nhóm amide (-CONH-) phân cực mạnh về phía nguyên tử O và N, dễ tạo thành liên kết H

 Các nhóm thế R1,R2 có thể là gốc hydrocacbon mạch thẳng, vòng benzen…

II.Tính Chất

• PA có khối lượng phân tử trung bình lớn (từ 10000 tới 40000).

• Cấu trúc mạch thẳng không phân nhánh.

• Trong phân tử có các nhóm amide (-CONH-) phân cực mạnh về phía nguyên tử O và N, dễ tạo thành liên kết H

• Các nhóm thế R có thể là gốc hydrocacbon mạch thẳng, vòng benzen…

II.Tính Chất

 Các phân tử PA bó sát vào nhau, khả năng kết tinh cao, dẫn đến độ bền cao, độ cứng cao, độ dai tốt, điểm nóng chảy hẹp, độ bền mỏi tốt, độ bền mài mòn tốt và gia công ở nhiệt độ cao

 Sự phân cực của nhóm amide làm cho polyamide nhạy cảm với dung môi phân cực

 PA có đặc tính hút ẩm mạnh, khi hút ẩm thì các tính chất cơ – điện cũng sẽ bị ảnh hưởng theo Với độ hút ẩm tối đa là khoảng 2.5% khối lượng, độ bền kéo có thể giảm tới 30% và modul kéo có thể giảm tới 50%

 Độ mềm dẻo của polyamide được quyết định bởi độ dài của nhóm R1, R2

II.Tính chất

 Các aramid tổng hợp từ axit aminobenzoic có mật dộ vòng benzen rất lớn, do vậy chúng có những tính chất vượt trội sau:

◦ Siêu bền, khả năng chịu mài mòn cao

◦ Không nóng chảy mà phân hủy ở trên 500oC

◦ Khả năng chịu nhiệt và chống bắt cháy vượt trội

◦ Khả năng chịu lực trên một đơn vị khối lượng rất tốt

◦ Khả năng kháng hóa chất, dung môi và chất oxi hóa tốt hơn

Nilon 6 Nilon 6,6 Nilon 6,10 Nilon 6,12

II.Tính chất

Optical Tranlucent to opaque Tranlucent to opaque Tranlucent to opaque Tranlucent to opaque

H2O Absorption 1.3-1.9% (24h)

8.8-10% (Max)

1.0-2.8% (24h) 8.5% (Max)

1.4% (24h) 3.3% (Max)

0.4-1.0% (24h) 2.5-3% (Max)

Solvent Resistance Dissovlved by phenol and

Alkaline Resistance Resistance Resistance Resistance Resistance

III.Tổng Hợp

III.Tổng Hợp

 Trùng ngưng diaxit và diamin: Nylon 66

III.Tổng Hợp

III.Tổng Hợp

III.Tổng Hợp

III.Tổng hợp

III.Tổng hợp

 Trong phản ứng tổng hợp polyamide, tỉ lệ nhóm amin và carboxyl là 1:1( dưới dạng muối amoni trong dung dịch với nồng độ khoảng 50%, còn gọi là muối nylon)

 Tỉ lệ này được điều chỉnh bằng cách thay đổi pH thông qua việc thêm diamin hoặc diacid

 Sau đó dung dịch cô đặc thêm đến 60% bằng cách đun nóng

 Đến khi t° đạt 210°C, dưới áp suất 250 psi thì phản ứng xảy ra

 Khối lượng phân tử polymer được điều khiển bằng cách thêm vào lượng axit axetic

 Khi t° đạt 275°C, giảm áp suất đến P khí quyển, nhiệt độ duy trì để phản ứng tiếp tục

 Giai đoạn cuối là quá trình polyme nóng chảy khi t°>t m

 Do amin bị bay hơi trong quá trình phản ứng, nên cần tính toán lượng bổ sung thêm vào

Sơ đồ tổng hợp Nylon 6,6

III.Tổng Hợp

• Trùng ngưng aramid : Nomex

III.Tổng Hợp

 Trùng ngưng aminoaxit:

III.Tổng Hợp

III.Tổng Hợp

IV.Gia công

IV Gia Công

 Phương pháp ép phun :

- Thiết bị và nguyên lý làm việc :

IV.Gia Công

 Kéo sợi :

-Theo phương pháp nóng chảy: +Nguyên lý :

IV.Gia công

Thiết bị :

IV.Gia công

 Máy đùn:

A:trục vít E:họng cấp liệu I:motor

B:thân máy đùn F:phễu cấp liệu J:vùng cấp liệuC:thiết bị gia nhiệt G:giảm áp lực đẩy K:vùng nén D:đầu đo nhiệt H:giảm tốc bằng bánh răng L:vùng đẩy

IV Gia công

 Một số lưu ý khi gia công :

◦ Phải làm khô PA trước khi gia công (thường độ ẩm phải đạt dưới 0.2% ).Làm khô từ 4-6h tại 70 oC là tốt nhất

◦ Đối với phương pháp ép phun, đòi hỏi áp suất và tốc độ phun phải cao,…

◦ Nhiệt độ gia công thường trong khoảng từ 265oC-360oC

Sơ đồ dây chuyền tổng hợp và gia công PA6 hoặc PA66

V Ứng dụng

o Nylon 6 :

 Thành phần chế tạo ra các bánh răng, bộ phận kết nối và bộ phận dẫn động trong động cơ

 Thiết bị ngắt mạch điện, lõi cuộn dây điện, phích điện

 Chế tạo các vỏ bọc loại màng mỏng,…

o Nylon 6,6 :

 Bánh răng có khía, khuôn của vòng bi

 Thiết bị ngắt điện, lõi quấn, thiết bị cách ly điện

 Chế tạo nhiều bộ chi tiết máy, chi tiết đặc biệt dễ bị ăn mòn như các bạc lót,

V Ứng Dụng

 Aramid : có nhiều ứng dụng đặc biệt

◦ quần áo và mũ chống cháy, chịu nhiệt đặc biệt là áo chống đạn

◦ làm vật liệu composite

◦ Thành phần làm lốp ôtô

◦ một số dụng cụ thể thao như gậy tennis, gậy hockey,…

VI.Tình Hình Sản Xuất

PA6,6 PA6

Annual production of polyamides

VI.Tình Hình Sản Xuất

Tài Liệu Tham Khảo

Vật liệu và công nghệ chất dẻo-Ngô Mạnh Long

Principles of Polymerization-George Odian

Polymer Science and Technology-Robert O Ebewele

http://plasticsnews.com/

http://www.csuchico.edu/~jpgreene/itec041/m41_ch07/sld008.htm

http://www.makeitfrom.com/material-data/?for=Polyamide-PA

Cám ơn các bạn đã lắng nghe !