Нейлон — это пластик? Честный ответ о нейлоне и пластике

Представьте, что вам нужно использовать пластиковые стяжки и пластиковый контейнер, и кто-то указывает, что все сделано из пластика. Конечно, стяжки прочнее и более гибкие, поэтому вы понимаете, что они также в три раза дороже контейнера. Вы осознаете, что вам могут понадобиться стяжки из нейлона 66, и вам поступает предложение на дешевые стяжки, которые обозначены как пластиковые. Это тот же пластиковый продукт с двумя разными ярлыками или в этом есть что-то еще? Вам нужно найти ответ на этот вопрос, чтобы сэкономить деньги и оставаться в безопасности с продуктами, которые выполняют свои функции на протяжении многих лет.

Эта статья содержит ответ на вопрос о том, что такое нейлон на самом деле. Кроме того, вы узнаете, чем нейлон отличается от пластиков; Химия и характеристики нейлона помогут вам сделать ваш выбор.

Краткий ответ: Верно, что нейлон относится к категории пластиков, но это особый вид инженерного пластика (другими словами, полиамид или PA). Существуют разные типы нейлона, но не все из них можно классифицировать как пластик. Нейлон превосходит другие типы пластиков, потому что, например, он имеет в 2-3 раза большую прочность на разрыв, чем другие пластики (~80 МПа) и устойчив к повреждениям. Более того, нейлон может без проблем выдерживать высокие температуры (120 градусов и выше), в то время как его пластиковые аналоги могут справляться только с температурой около 80 градусов. Также следует упомянуть, что нейлон поглощает влагу в диапазоне 3-8%, что не делает его лучше других видов пластика.

Краткий ответ: Является ли нейлон пластиком?

Ответ на вопрос о том, относится ли нейлон к материалам, называемым пластиком, — “да”, так как нейлон на самом деле является членом этого класса. В материаловедении термин “пластик” используется в более широком смысле в отношении пластиков, которые попадают в категорию полимеров (вещества, состоящие из длинных цепей молекул), которые становятся “пластичными” при нагревании и формировании. Классификация нейлона (как типа полиамида или PA) как пластика не означает, что он уступает другим материалам этого класса. В конце концов, связь здесь аналогична той, что между “животным” и “собакой”, что указывает на то, что каждый тип нейлона является типом пластика, но “пластик” включает в себя множество других, менее высокоэффективных материалов.

Причина этого своеобразного статуса нейлона заключается в том, как термин “пластик” используется в области определений для обозначения дешевых материалов, которые включают в себя очень хрупкие пластики, такие как те, что используются в игрушках и бутылках. Тот факт, что нейлон кажется гораздо более прочным, чем остальные вещества, доступные на рынке, приводит к тому, что люди не могут увидеть, что он все еще является типом пластика. Следовательно, нейлон является представителем категории инженерных пластиков, которые относятся к материалам, предназначенным для несения нагрузки, трения и регулирования температуры.

Что такое нейлон? Химия простыми словами.

Термин “нейлон” происходит от “полиамид” (PA), который является первым полимером, произведенным компанией DuPont в 1935 году. Молекулы склеены вместе амидными связями (-CONH-), из которых молекулярная структура образует водородные связи. Можно представить себе крошечные и многочисленные пружины, связывающие молекулы. Сложная сеть водородных связей придает нейлону огромную прочность, как и в случае других натуральных волокон, таких как шелк и шерсть.

Напротив, типичные полимеры, такие как PE или PP или PVC, имеют менее мощные химические связи, называемые силами Ван дер Ваальса, что делает их структуру более похожей на кирпичи, чем на пружины. Это первое различие объясняет ряд контрастов их производительности в таблицах, представленных ниже.

Нейлон против пластика: ключевые различия

Сравнение свойств материалов: Прочность, Температура, Влажность

Прочность

Нейлон имеет прочность на разрыв в 2–3 раза выше по сравнению с обычными пластиковыми материалами при аналогичной толщине (около 80 МПа против 20–35 МПа), обеспечивает лучшую устойчивость к физическим нагрузкам, вызванным циклами изгиба и абразивного износа, что делает нейлоновые кабельные стяжки, шестерни, втулки и ролики популярными в отрасли.

Температура

Способность нейлона сохранять свою форму даже при температуре около 120°C означает, что его можно использовать во многих приложениях, где другие пластики начинают плавиться и изменять свою форму при температуре около 80°C. Именно поэтому нейлон широко используется в моторных отсеках, отраслях, характеризующихся высокими температурами, и везде, где есть тепло. Из-за этого пластиковая стяжка будет провисать, в то время как нейлоновая будет оставаться прочной даже рядом с горячим двигателем.

Влажность — честное предупреждение

Это специфический недостаток нейлона: он использует воду (3%–8% по весу в зависимости от типа нейлона). Вода действует как пластификатор, вызывая усадку нейлоновых изделий и снижение их жесткости при воздействии влаги. В отличие от обычных пластиков, которые могут сопротивляться поглощению воды, избегая изменения размеров. Поэтому, если инженеры работают с чувствительными деталями в условиях высокой влажности, им придется использовать POM или PA12.

Внешний вид и ощущение: Как их различить

Есть случаи, когда материал можно отличить как нейлон от простого пластика без тестирования.

• Изгиб: Нейлон изгибается и возвращается к своей первоначальной форме; простые пластики изгибаются, но не восстанавливают свою форму.
• Ощущение: Нейлон гладкий, в то время как PP ощущается восковым и мягким одновременно; ПВХ ощущается липким или резиновым.
• Звук: Звук, производимый нейлоном при ударе о землю, глухой, в то время как обычные пластики звучат высоко.
• Цвет: Натуральный нейлон имеет кремовый цвет, в то время как многие пластики ярко-белые.
• Тест на горение (только в хорошо проветриваемом месте!): Нейлон производит синий пламя и пахнет как дым горящего пластика; PE/PP производит желтое пламя и пахнет как свеча.

Долговечность: Какой из них служит дольше?

Когда речь идет о различных приложениях, связанных с нагрузками и трением, нейлон превосходит обычный пластик, часто служа в 2–5 раз дольше, чем его аналог, сохраняя более 70% своей надежности даже после нескольких лет использования на открытом воздухе в некоторых типах. Для многих простых статических приложений (например, контейнер для хранения или труба) оба типа достаточно хороши, чтобы разница не была значительной.

Одно, что следует иметь в виду, это то, что незащищенный нейлон, как и другие пластики, может деградировать от постоянного воздействия УФ-излучения, что означает, что все наружные применения из нейлона (это могут быть стяжки или некоторые зажимы) требуют использования специального ультрафиолетостойкого (также называемого УФ-устойчивым или черным) нейлона, который был разработан именно по этой причине. Наша статья о являются ли стяжки устойчивыми к УФ-излучению углубляется в то, как наружные сорта отличаются от внутренних.

Сравнение цен: почему нейлон стоит дороже

Производство нейлоновой смолы включает более сложные химические процессы, чем производство обычных пластиков, что приводит к более высоким затратам на материалы. Типичные рыночные отношения:

Что касается производимых товаров, ценовой разрыв значительно меньше; например, цена на нейлоновую стяжку примерно в 1.5–3 раза выше, чем на пластиковую стяжку, но из-за своей прочности и надежности, стоимость ее использования в долгосрочной перспективе часто оказывается ниже с точки зрения промышленных пользователей.

Виды нейлона: PA6, PA66 и армированные сорта

Что касается стяжек, PA66 является наилучшим доступным материалом благодаря своей прочности по сравнению с PA6 и устойчивости к теплу; поэтому на упаковке качественных стяжек указано “nylon 66”.

Где использовать нейлон и где подойдет пластик

Выбирайте нейлон, когда:

• Вам нужна прочность и долговечность для несущих целей (стяжки, зажимы, опоры).
• Имеется трение или повторяющиеся движения (шестерни, втулки, ролики, направляющие, шкивы).
• Среда теплая (отсеки двигателей, промышленное оборудование, рядом с двигателями).
• Вам нужна защита от масла или топлива (в автомобилях и машинах).
• Вы хотите обеспечить длительное использование под нагрузкой.

Обычный пластик подходит, когда:

• Компонент остается неизменным, как и характер работы (контейнеры для хранения, оболочки, игрушки, упаковка)
• Вам нужна прозрачность (бутылки, сосуды из PET/PC)
• Цена является основной заботой, а нагрузка низкая
• Влияние влажности более актуально, чем прочность (в таких случаях POM или PP могут быть лучше, чем нейлон)

Безопасен ли нейлон? Факты о здоровье и окружающей среде

Хотя нейлон является инертным и стабильным полимером, его считают безопасным для использования широкой аудиторией. Он используется в пленках для упаковки продуктов, кухонных инструментах (например, нейлоновых лопатках), текстиле, который соприкасается с кожей, и медицинских изделиях. Нереагировавшие мономеры представляют опасность, когда нейлон сырой, но нейлон как продукт безопасен для использования.

• Контакт с кожей: Поскольку это синтетический материал, есть люди, которые могут быть к нему чувствительны в какой-то степени, но нейлон обычно считается не аллергенным.
• Тепло: важно избегать перегрева нейлона (например, при нагревании некоторых лопаток из нейлона), как и с любым другим термопластом.
• Окружающая среда: обычный нейлон не биоразлагаем, как и большинство других пластиков, хотя он подлежит переработке, и существуют новые биоосновные нейлоны, такие как тот, что получен из касторового масла. Именно поэтому экосознательные покупатели рассматривают варианты биоразлагаемых стяжек для одноразового использования.

Часто задаваемые вопросы

Должен ли я прекратить носить нейлон?

Нет — общее запрещение на ношение нейлона не имеет научной основы. Нейлон является распространенным и стабильным текстильным волокном, безопасным для повседневного использования. Единственные потенциальные недостатки использования нейлона заключаются в том, что он менее воздухопроницаем, чем хлопок, что может вызывать у пользователя ощущение жары или потоотделения, и что некоторые люди предпочитают избегать его из-за проблем с комфортом. Единственное предостережение заключается в том, что, как и любой синтетический материал, нейлон выделяет микроволокна при стирке. Если вас не беспокоят эти факторы, нет никаких причин для отказа от использования нейлона.

Является ли нейлон нездоровым материалом?

Нет, не при обычном использовании. Готовые изделия из нейлона инертны и безопасны для контакта, упаковки продуктов питания и использования в одежде. Проблемы со здоровьем, которые иногда возникают в связи с нейлоном, включают (1) перегрев – будучи пластиком, он может выделять пары при обугливании, поэтому его следует держать ниже его предельной температуры; и (2) воздействие на этапе производства сырьевых мономеров – это проблема безопасности на фабрике, а не для потребителей. Для потребителей нейлон является одним из более прочных и хорошо изученных синтетических материалов, используемых в повседневной жизни.

Является ли нейлон пластиком 100%?

Да, нейлон полностью является пластиком, это искусственный полиамидный полимер. Это не натуральное волокно и не волокно, состоящее из комбинации хлопка или шерсти, хотя волокно нейлона часто комбинируется с этими материалами при производстве текстиля. Это просто высокопроизводительный продукт из семейства пластмасс: все волокна нейлона являются пластиковыми волокнами, но не все пластиковые волокна сделаны из нейлона.

Является ли нейлон тем же самым, что и пластик?

Это не совсем точно. Нейлон относится к категории пластиков, но слово “пластик” является общим термином, охватывающим многие материалы, существующие в мире. Нейлон, будучи конкретной инженерной группой пластиков, может быть классифицирован как полиамид. Это связано с тем, что он обычно прочнее, более долговечен и термостойкий, чем более жесткие виды пластиков (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и т.д.). То есть: все виды нейлона являются пластиками, но нейлон и обычные пластики не являются одними и теми же материалами, поэтому нейлоновые стяжки выполняют свою работу гораздо лучше, чем пластиковые.

Ссылки

• Энциклопедия Британника — Нейлон: химическое соединение
• Институт истории науки — Уоллес Каротерс и история нейлона
• Rapid-Protos — Нейлоновый пластик: прочность, поведение при увлажнении и руководство по обработке
• UL — воспламеняемость пластиков и стандарты материалов (UL 94)
• ISO — стандарты пластиков для полиамидов (ISO 16396)
• U.S. EPA — информация о пластиках и переработке

Заключение

Сделан ли нейлон из пластика? Действительно, да — однако это лучший тип пластика. Нейлон классифицируется как инженерный пластик полиамид с прочностью в 2-3 раза выше, чем у обычного пластика, улучшенной долговечностью и устойчивостью к теплу, а также прочностью, чтобы заменить металлы при производстве шестерен, подшипников и стяжек. Цена также в 2-3 раза выше, но на это есть веская причина: продукт, сделанный из нейлона, служит гораздо дольше. Недостатки следующие: его способность поглощать влагу; чувствительность к УФ-свету. Но оба недостатка можно контролировать, если выбрать правильный сорт материала.

Это имеет значение, когда вы выбираете между чем-то — например, стяжкой. “Нейлон 66” означает, что вы имеете дело с высококачественным материалом, используемым для производства, в то время как “пластик” означает низкое качество. Поэтому, если вам нужна хорошая устойчивость к теплу и механическим нагрузкам или длительный срок службы, вам придется заплатить больше за продукты, сделанные из нейлона. Если вы собираетесь заниматься задачей, которая не требует особых усилий, обычный пластик подойдет.