Способность нейлонов выдерживать воздействие экстремальных условий способствует внедрению этих материалов в новых областях. К примеру, двигатели автомобилей теперь работают при более высоких температурах, чем когда-либо, а для этого требуются термостойкие пластмассы, особенно, там, где присутствуют агрессивные жидкие среды. В электронике в настоящее время соединения имеют большую плотность выводов и меньшую толщину стенок, чем раньше, а это требует применения полимеров с хорошей текучестью и размерной стабильностью, двух наиболее характерных особенностей нейлона. Кроме того, в электронике увеличивается использование безсвинцового спаивания, и, соответственно, применяют более высокие температуры пайки, а это требует использования полимеров с исключительной термостойкостью. В упаковочной отрасли все большее значение приобретают пластмассы, которые позволяют продлить срок годности продуктов питания, обеспечивая, в то же время, привлекательный внешний вид упаковки. Именно поэтому нейлон, имеющий хорошие показатели газонепроницаемости и механической прочности и дающий возможность легко наносить текст и рисунки, часто выбирается для производства упаковки для пищевых продуктов. Сопоставление свойств продуктов
Нейлон 6,6 (полиамид ПА6,6) представляет собой наиболее распространенную форму нейлона, за ним следует нейлон 6 (ПА6). К числу других видов товарной продукции относятся нейлон 4,6; нейлон 6,12; нейлон 11; и нейлон 12. Нейлоны могут быть армированы графитовым волокном и стекловолокном для повышения прочности. Кроме того, графитовое волокно добавляет нейлону свойства электропроводимости и способности рассеивать статическое электричество. Минеральные вещества и пламегасители образуют еще одну группу присадок, добавляемых в нейлон. Нейлоны имеют тенденцию поглощать влагу, которая может ухудшить параметры обрабатываемого полимера, если не просушить их перед обработкой. Тем не менее, некоторые виды нейлона менее склонны к влагопоглощению, чем другие. Таблица 1. Различные виды нейлонов обладают широким диапазоном свойств. Свойства | ПА12 | ПА11 | ПА6,12 | ПА6,6 | ПА6 | ПА4,6 | | Модуль упругости, MПa | 1100 | 1100 | 1800 | 1700 | 1100 | 1100 | | Ударная вязкость образца с надрезом при 23°C, по Шарпи, кДж/м2 | 7 | 14 | 6 | 12 | 20 | 45 | | Ударная вязкость образца с надрезом при 30°C, по Шарпи, кДж/м2 | 6 | 11 | 6 | 4 | 3 | 12 | | Температура плавления, °C | 178 | 189 | 218 | 260 | 222 | 295 | | Температура допустимой деформации HDT-B (0.45 MПa), °C | 115 | 145 | 180 | 225 | 170 | 280 | | Влагопоглощение при 23°C и 50% отн. вл., % | 0.7 | 0.8 | 1.3 | 2.5 | 3.0 | 3.7 | | Плотность сухого материала, гм/см3 | 1.01 | 1.03 | 1.06 | 1.14 | 1.14 | 1.18 |
В нейлоне 6,6 хорошо сбалансированы свойства прочности, жесткости, термостойкости, устойчивости к углеводородам, смазывающей способности и износостойкости. Нейлон 6 имеет лучшие показатели устойчивости к ползучести, но он характеризуется меньшим модулем упругости, по сравнению с нейлоном 6,6; его обработка происходит при температуре почти на 27°C ниже, чем обработка нейлона 6,6, и с меньшей усадкой при литье под давлением. Нейлон 6 дает глянцевую поверхность, что весьма полезно там, где имеет значение внешний вид. Нейлон 6 при этом имеет более высокие параметры влагопоглощения, чем нейлон 6,6.
Нейлон 4,6 имеет самые высокие показатели ударопрочности среди товарных марок нейлона, но модуль упругости у него меньше, чем у нейлона 6,6. Нейлон 4,6 обладает прекрасными показателями износоустойчивости и устойчивости к истиранию, а также выдающимися параметрами текучести, благодаря которым его легко обрабатывать. Материал 4,6 при этом имеет более высокие показатели влагопоглощения.
По сравнению с другими нейлонами, нейлон 12 имеет относительно низкую концентрацию амидных групп в полимерной цепи, благодаря чему у него самый низкий показатель адсорбции воды среди всех товарных нейлонов. Он обладает также колеблющимися от хороших до отличных показателями устойчивости к воздействию масел, гидравлических жидкостей, растворителей и соли. Материал также устойчив к растрескиванию под воздействием напряжений и абразивному истиранию.
Нейлон 6,12 также имеет довольно низкие показатели влагопоглощения и обладает многими свойствами, аналогичными свойствам нейлона 12. Тем не менее, по сравнению с нейлоном 12, полимер 6,12 имеет более высокие показатели теплостойкости при изгибе, прочности на разрыв и предела прочности при статическом изгибе.
Нейлон 11 имеет также относительно низкие показатели влагопоглощения. У него высокая степень устойчивости к воздействию химических веществ и хорошая способность воспринимать большие дозировки заполнителей. Тем не менее, по сравнению с другими видами нейлона, нейлон 11 дороже и менее теплостоек. Детали автомобилей
Воздухозаборные коллекторы автомобилей прежде изготавливали из металла, но в наши дни их часто производят из нейлона 6 на 30-35% армированного стекловолокном. Нейлон 6,6 и 4,6 также используются для производства коллекторов. По оценкам компании DSM, замена металла в коллекторах нейлоном снижает издержки производства на 30%, уменьшает массу детали на 50%, снижает системные издержки за счет интеграции деталей и повышает эффективность использования топлива. Для изготовления воздухозаборников компания DSM поставляет марку нейлона 6 обладающего высокой текучестью под торговым названием Akulon. 
Рис. 1. Воздухозаборные коллекторы все чаще и чаще производятся из нейлона 6 и нейлона 4,6. Нейлон 4,6 иногда используется для производства воздухозаборных коллекторов, особенно для тех участков, где воздухозаборный коллектор подвергается воздействию температур, превышающих устойчивость нейлона 6 и нейлона 6,6. По данным компании DSM, которая предлагает поставки нейлона 4,6 под своей маркой Stanyl для производства воздухозаборных коллекторов, замена металла в коллекторах нейлоном 4,6 может дать сокращение затрат на 10%.
Другим часто встречающимся применением нейлона 6 являются крышки двигателей. По сравнению с другими видами нейлона, нейлон 6 очень удобен, поскольку он позволяет проектировать детали с более тонкими стенками, более привлекательным внешним видом поверхности и более широким производственным окном благодаря высокой текучести и более низкому давлению литья. 
Рис. 2. Крышки двигателей очень выигрывают от наличия нейлона 6 высокой текучести (Akulon Ultraflow), который позволяет сделать стенки тоньше и массу меньше по сравнению с крышками, произведенными из стандартного нейлона. Крышки коромысла клапанов еще одна деталь автомобиля, которую все чаще производят из нейлона 6. Работники автомобильной отрасли утверждают, что при использовании в этой детали нейлона 6, она лучше сохраняет прочность и жесткость в течение всего срока службы автомобиля, чем при использовании нейлона 6,6. Они также считают, что он лучше формуется, чем нейлон 6,6, и обеспечивает наилучшие параметры плотности, которые важны для производства и эксплуатации.
При использовании в надувающихся подушках безопасности, нейлон 6 дает возможность интеграции деталей и снижения массы по сравнению с металлическими емкостями. Емкости, изготовленные из нейлона 6, не раскалываются при низких температурах, как это случается с некоторыми другими полимерами. Нейлон 6 также обладает достаточной жесткостью и прочностью, чтобы без повреждений выдерживать воздействие высоких температур.  Рис. 3. Утверждается, что преимуществами надуваемых подушек безопасности, изготавливаемых из нейлона 6, являются хорошие технологические показатели при низких температурах и надежность. Производители продвигают на рынок направляющие натяжного устройства цепи для трансмиссии, изготовленные из нейлона 4,6. Одной из причин такого использования является тот факт, что нейлон 4,6, демонстрирует лучшие параметры изнашиваемости, чем нейлон 6,6 с высокомолекулярным весом. Также, по имеющимся данным, нейлон 4,6 при использовании для производства этой детали увеличивает безопасность и уменьшает производимый цепью шум. 
Рис. 4. Направляющие устройства для натяжения цепи, изготовленные из нейлона 4,6 (Stanyl), спроектированы так, чтобы обеспечивать повышение износоустойчивости по сравнению с нейлоном 6,6, а также уменьшение возникновения шума. Нейлон 6,6 нашел свое применение в системах охлаждения автомобилей, где он позволяет объединить в одном производстве различные детали, прежде производившиеся из алюминия и пластмассы. 
Рис. 5. Система охлаждения для грузовика малой грузоподъемности Renault Mascott из нейлона 6,6 объединяет в одно производство верхнюю коробку радиатора, входные/выпускные трубы и кронштейн радиатора, ранее производившиеся из различных материалов. Нейлон 6,6 также используется в производстве держателей фар. По мнению компании DuPont, которая осуществляет поставки термостойких марок своего нейлона 6,6 Zytel для такого применения, держатели, выполненные из нейлона, сохраняют стабильные размеры, даже когда фары достигают температуры эксплуатации 150°C.
Нейлон 6 также применяется при производстве внешних деталей автомобилей. Сюда относятся дверные ручки, внешние зеркала, передние решетки, топливные крышки и пробки, а также колпаки колес.
В других сегментах автомобильного рынка нейлон 12 используется в топливных линиях, в то время как нейлон 6,12 используется на для производства гидравлических муфт. Электроника
Нейлон 6,6 уже давно был выбран как материал, используемый в соединителях. Но этот материал сейчас уступает место нейлону 4,6 при использовании в этом качестве, поскольку соединения все в большей степени подвергаются воздействию высоких температур. Это особенно справедливо в связи с тем, что в этой отрасли продолжает все шире внедряться безсвинцовый метод спаивания. Такая высокотемпературная пайка требует использования для соединений материалов, которые устойчивы, по крайней мере, при 230°C. Современные соединения имеют большее число выводов, нежели раньше, а это требует улучшения прочности линии спая и лучшей текучести.
Между выводами также имеется более мелкий шаг, поэтому становится необходимым использование материалов с высокой текучестью, высокой механической прочностью и исключительной прочностью линии спая. В целом ряде случаев, нейлон 4,6 соответствует всем этим требованиям. 
Рис. 6. По данным производителя, формование соединений из нейлона 4,6 (Stanyl) приводит к получению меньшего количества заусенцев и меньшему объему повторной обработки, чем при формовании из жидкокристаллического полимера. Нейлон, наполненный токопроводящим материалом, может обеспечить антистатический эффект и экранирование от электромагнитного излучения или радиочастотных помех для электронного оборудования, а также пластин и конвейерных систем, используемых при производстве полупроводниковых чипов. К числу обычных наполнителей относятся: графитовое волокно, угольный порошок, графитовое волокно с никелевым покрытием и нержавеющее стальное волокно. Практически любая разновидность нейлона может использоваться для защиты от электростатических разрядов и экранирование от электромагнитного излучения или радиочастотных помех. К примеру, PolyOne, предлагает токопроводящие марки нейлона 6; 6,6; 12; и 6,12 в рамках своей линии проводящих полимеров Stat-Tech. Упаковка
В области упаковки пищевых продуктов, пленки из нейлона 6 обеспечивают прекрасные изолирующие свойства, они препятствуют проникновению кислорода и герметизируют запахи внутри упаковки. Пленки можно производить методами литья, выдувания или биаксиального ориентирования. К числу пищевых продуктов, которые обычно упаковывают в полимеры из нейлона 6, относятся: мясо, сыр, обезвоженные продукты питания и охлажденные фруктовые соки. Проницаемость нейлоновых пленок для кислорода увеличивается с повышением температуры и влажности.
Упаковка потребительских товаров, сделанная из нейлона 6, обеспечивает хорошее сочетание прочности и устойчивости к истиранию и проколу. Примером такой упаковки является ячеистая пленка из наполненных воздухом подушечек, которая защищает продукты от повреждения во время транспортировки. В области медицины из нейлона 6 производят жесткие, стойкие к прокалыванию блистерные упаковки.  Рис. 7. Способность нейлона 6 защищать от проникновения делает его полезным для упаковки пищевых продуктов (слева). Он также используется в качестве защитной упаковки товаров при транспортировке (справа). Нанокомпозитные материалы на основе нейлона 6 также разрабатываются для использования при производстве упаковки. В таких случаях, полимер наполняется 2-8% органически обработанным слюдообразным глинистым минералом, который диспергируется по всему полимеру в виде частиц микронного размера. По данным компании RTP Co., которая поставляет нанокомпозитные материалы, пленки или листы, из нейлона, нанокомпозиты повышают показатели защиты от проникновения кислорода в четыре раза по сравнению с пленками из ненаполненного нейлона 6. По сравнению с ненаполненным нейлоном, нейлоновый нанокомпозит характеризуется большей теплостойкостью (на 35°C), большей на треть прочностью на разрыв и на 50% большим модулем упругости. К числу рекомендуемых областей применения упаковочных материалов из нанокомпозитов относятся: пищевые продукты, косметика, медицинские изделия и электронное оборудование. Уникальные свойства нейлоновых полимеров такие, как высокая прочность, термостойкость, устойчивость к воздействию химических веществ и устойчивость к деформации, являются преимуществом этих материалов перед другими более дорогими конструкционными термопластами при использовании в рамках трех быстрорастущих рынков конечного применения: автомобилестроения, электроники и производства упаковки. В класс нейлонов включается широкий спектр полиамидов, каждый из них имеет свой набор свойств. Присадки и наполнители являются необходимыми элементами совершенствования свойств нейлона для использования в новых режимах, и открытия, тем самым, новых рынков для этих материалов. |
