Probablemente hayas visto nailon en las etiquetas de algunos productos plásticos industriales de uso cotidiano o en tus calcetines. Pero ¿sabes de dónde viene, qué es, dónde y para qué se utiliza habitualmente, etc.? Ahora hablemos de uno de los materiales termoplásticos de ingeniería más utilizados: el nailon.
¿Qué es el nailon?
El nailon (o poliamida) fue la primera fibra sintética del mundo, creada por el renombrado científico estadounidense Carothers y un equipo de investigación bajo su dirección. En aquella época, Carothers fabricaba nailon 66, que sigue siendo una de las variantes más comunes en la actualidad. Durante la Segunda Guerra Mundial, la demanda de nailon superó la oferta de productos naturales como la seda, el caucho y el látex.
El nailon es un termoplástico de ingeniería que es fácil de mecanizar y se puede utilizar en una variedad de piezas finales mecánicas. Hoy en día se utiliza en muchas áreas diferentes, incluida la ropa, material de refuerzo similar al caucho para neumáticos de automóviles, cuerdas o alambres y muchas piezas moldeadas por inyección para vehículos y máquinas. Debido a su mayor resistencia al impacto, relativa resistencia a la abrasión, propiedades químicas duraderas y mejor elasticidad, se usa ampliamente para reemplazar piezas metálicas de baja resistencia en motores de automóviles. Además, el nailon también se puede utilizar como aislamiento eléctrico. Es liviano y ofrece alta resistencia a la tracción y baja fricción. Este tipo de material generalmente se derrite y no se quema fácilmente.
¿Qué propiedades tiene el material de nailon (poliamida)?
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Propiedad |
Valor |
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Nombre técnico |
Nailon (PA) |
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Fórmula química (Nylon-6 |
(NH)-(CH2)5-CO)n |
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Temperatura de fusión |
220°C (428°F)** |
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Temperatura típica de moldeo por inyección |
54-93°C (130-200°F)*** |
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Temperatura de deflexión térmica (HDT) |
160°C (320°F) a 0,46 MPa (66 PSI) ** |
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resistencia a la tracción |
76MPa (16.000 PSI)*** |
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Refuerzo de flexión |
110 MPa (16 000 PSI) *** |
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peso específico |
1.13 |
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tasa de contracción |
1,3 – 1,7 % (0,13 – 0,17 pulg/pulg) *** |
Introducción a diferentes tipos de materiales de nailon
Hay muchos tipos diferentes de materiales de nailon, entre los que se incluyen principalmente PA6, PA66, PA610, PA11, PA12, PA1010, PA612, PA46, PA6T, PA9T y amida aromática MXD-6, etc. se utilizan con mayor frecuencia. Sin embargo, comencemos con lo siguiente:
Nailon 6
El nailon 6 es una poliamida semicristalina desarrollada por Paul Schlack.
Propiedades típicas: Robusto, con alta resistencia a la tracción, elasticidad y brillo. Además, no se arrugan y son extremadamente resistentes al desgaste y a productos químicos como álcalis y ácidos. La temperatura de transición vítrea es de 47 °C.
Aplicación: Los filamentos de nailon 6 son un tipo de fibra altamente elástica que normalmente se utiliza en productos industriales y textiles de alta resistencia, incluidos cordones, cuerdas y prendas de vestir industriales. Por lo general, producen dimensiones de pieza finales más confiables.
nailon 66
El nailon 66 es otro tipo de nailon o poliamida.
Propiedades típicas: alta resistencia a la fatiga y rigidez, mejor resistencia al calor, bajo coeficiente de fricción, excelente resistencia a la abrasión, pero mayor absorción de humedad y estabilidad dimensional insuficiente.
Aplicación: Rodamientos de carga media, temperatura de funcionamiento inferior a <100-120 °C, con poca o ninguna lubricación, como piezas de transmisión sometidas a tensión y resistentes al desgaste. El nailon 66 también es ideal para moldeo por inyección.
nailon 12
También se conoce como PA12 con la fórmula ((CH2)11C(O)NH)n. También es un buen termoplástico con amplias aplicaciones de aditivos.
Propiedades típicas: Robusto, resistente a impactos, elástico y excelente flexibilidad.
Aplicación: Debido a sus excelentes propiedades mecánicas, el Nylon 12 (PA 12) es popular entre los fabricantes de moldeo por inyección. Actualmente también es uno de los materiales más utilizados en procesos de fabricación aditiva para producir piezas funcionales y prototipos.
Nailon 610
Es un tipo de resina de ingeniería cuyas propiedades se encuentran entre las del Nylon 6 y el Nylon 12.
Propiedades típicas: Su tenacidad, rigidez y resistencia al calor son menores que las del Nylon 66, pero tiene menor absorción de humedad, mejor resistencia al desgaste, excelente resistencia química y a los rayos UV y excelente resistencia a las soluciones de cloruro de zinc.
Aplicación: Es similar al nailon y es el material perfecto para engranajes que requieren alta precisión y piezas con grandes fluctuaciones de humedad en condiciones de trabajo. El nailon 610 se puede utilizar para moldeo por inyección y extrusión.
nailon1010
También se conoce como PA 10/10, una resina de poliamida 1010 de base biológica, no reforzada, plastificada, termoestabilizada y de origen renovable diseñada para extrusión.
Propiedades típicas: Tiene mejor resistencia a la abrasión, baja densidad, alta resistencia a los productos químicos y a la intemperie, da como resultado una buena estabilidad dimensional y es fácil de mecanizar. Su dureza y rigidez son inferiores a las del Nylon 66, su absorción de humedad es inferior a la del Nylon 610, una gran alternativa orgánica al PA12.
Aplicación: Puede usarse como pieza de trabajo cuando el nailon 610 se somete a cargas pequeñas, temperatura adecuada, ligeras fluctuaciones de humedad, etc.
Ventajas y desventajas del material de nailon (poliamida).
El nailon (PA) ofrece numerosas ventajas que lo convierten en un material ideal para numerosas aplicaciones. A continuación encontrará las principales ventajas y desventajas del material.
Ventajas del nailon (PA)
- Alta estabilidad mecánica, excelente ductilidad, fuerte resistencia a la tracción . La resistencia a la tracción del nailon es mayor que la de los metales y su resistencia a la compresión es comparable a la de los metales, pero no es tan rígido como los metales. Cuando se trata de resistencia a la tracción, el nailon en sí está cerca del límite elástico y es tres veces mayor que el material ABS. Debido a su fuerte capacidad de absorción de impactos y vibraciones, la resistencia al impacto del nailon es mucho mayor en comparación con los plásticos tradicionales y también mejor que la de las resinas de poliacetal.
- Excelente resistencia a la fatiga . Las piezas de nailon mantienen sus propiedades de resistencia mecánica originales después de flexiones alternas. La PA se puede utilizar a menudo cuando la fatiga periódica es claramente visible, como en los pasamanos de las escaleras mecánicas y en las llantas de plástico de las bicicletas nuevas, etc.
- Alto punto de reblandecimiento, resistente al calor . Tomemos como ejemplo el PA46: el mecanismo de deformación térmica del nailon altamente cristalino es alto y se puede utilizar a 150 °C durante mucho tiempo. La deformación térmica del PA66 puede alcanzar más de 250°C después del refuerzo con fibra de vidrio.
- Superficie lisa, resistencia a la abrasión . Las piezas estructurales mecánicas de nailon son autolubricantes y pueden reducir el ruido. Si se necesita un lubricante para reducir la fricción o una mejor disipación del calor, se puede elegir agua, aceite, grasa, etc. Esto significa que las piezas de la transmisión tienen una larga vida útil.
- Resistente a la corrosión muy resistente a los álcalis y la mayoría de líquidos salados, también resistente a ácidos débiles, aceite de motor, gasolina y compuestos aromáticos. Puede utilizarse como material de embalaje de lubricantes, combustibles, etc.
- Autoextinguible, inodoro, no tóxico, resistente a la intemperie, inmune a la erosión biológica, buen efecto antibacteriano y antimoho.
- Excelente característica de potencia . Debido a que el nailon tiene una gran resistencia al volumen, no se destruye fácilmente con una alta tensión. En un ambiente seco, se puede utilizar como material de aislamiento de frecuencia industrial; en condiciones de alta humedad aún proporciona un mejor aislamiento eléctrico.
- Ligero, fácil de colorear y modelar . Tiene baja viscosidad en estado fundido y puede fluir rápidamente. Es fácil de moldear por inyección debido a su alto punto de congelación y se forma rápidamente, lo que resulta en un tiempo de moldeo corto y una alta productividad.
Desventajas del nailon (PA)
- Fácil absorción de agua . Este tipo de propiedad afecta a la estabilidad dimensional y la electricidad de las piezas puede conducir fácilmente a un refuerzo mecánico. La fibra de refuerzo puede reducir la absorción de agua de las resinas, haciéndolas funcionar en ambientes de alta temperatura y alta humedad. El nailon y la fibra de vidrio están bien relacionados entre sí. Es ampliamente utilizado para peines, cepillos de dientes, percheros, huesos de abanico, cordones de bolsas de malla, bolsas de embalaje exterior de frutas, etc. No es tóxico, pero no debe entrar en contacto prolongado con ácidos y bases. Vale la pena mencionar que la resistencia a la tracción del nailon se puede aumentar aproximadamente 2 veces y la resistencia a la temperatura se puede mejorar en consecuencia después de agregar fibra.
- Baja solidez a la luz . Se oxida fácilmente en el aire, se vuelve marrón y explota a altas temperaturas durante un largo período de tiempo.
- El moldeo por inyección es más riguroso : la presencia de trazas de humedad puede afectar la calidad del moldeo porque la expansión térmica dificulta el control de la estabilidad dimensional del producto. La presencia de bordes afilados en productos mecánicos puede provocar refuerzo mecánico. El espesor desigual de la pared hace que las piezas mecánicas se deformen y deformen. Se imponen altas exigencias a los equipos de procesamiento.
- Absorbe agua; no resiste fácilmente ácidos y oxidantes fuertes ; No se pueden utilizar como materiales resistentes a los ácidos.
Usos y aplicaciones comunes del nailon
El material de nailon se caracteriza por cuatro tipos principales de poliamida de nailon: nailon 66, 11, 12 y 46. Generalmente, estos nombres se derivan de la longitud de sus cadenas de polímero. Algunas aplicaciones típicas son:
Industria automotriz: tanque de aceite, culata, radiador, tanque de aceite y agua, impulsor de bomba de agua, tapacubos, panel exterior, manija, engranaje, cojinete, eje, placa exterior, terminal, etc.
Industria electrónica: carcasas, conectores, bornes de unión, elementos de conexión
Industria médica: implantes, varillas de catéter, tubos con balón, etc.
Industria musical: cuerdas de guitarra e imágenes.
Uso diario: equipos diversos, cepillos de dientes, incluidos hilos y redes de pescar, cuerdas de raquetas de tenis, equipos, tiendas de campaña, colchonetas, etc.
Ropa: camisetas, sudaderas, lencería, impermeables, ropa interior, trajes de baño y ropa de ciclismo.
Elija el nailon adecuado para la creación de prototipos
De lo anterior entendemos algunas de las propiedades del nailon. Ahora analicemos cómo se pueden utilizar los materiales de nailon para la creación de prototipos en máquinas CNC, impresoras 3D y máquinas de moldeo por inyección. Como sabemos, el nailon se puede fundir fácilmente en láminas (muy útiles para el mecanizado CNC), filamentos (muy útiles para la impresión 3D), películas (muy útiles para embalajes) y fibras (útiles para tejidos). También es un candidato perfecto para material de moldeo por inyección.
Procesamiento CNC
Impresión 3d
Las materias primas de nailon natural suelen ser de color crema, pero también están disponibles en blanco y negro. En otras palabras, el nailon se puede teñir de cualquier color. Este material está fácilmente disponible en forma de filamentos que pueden utilizarse para la impresión 3D. Se calienta en impresoras 3D y el filamento fundido se moldea en las formas 3D deseadas.
Moldeo por inyección
Para aumentar la resistencia a la tracción, el nailon a veces se rellena con una porción de fibra de vidrio durante el proceso de moldeo por inyección (el vidrio normalmente constituye entre el 10 y el 40 por ciento). En el proceso de moldeo por inyección, la proporción de ganchos es superior al 40%. Si bien las fibras de vidrio aumentan la resistencia hasta cierto punto, también afectan la forma en que falla una pieza. Sin relleno de vidrio, el nailon suele doblarse y hundirse antes de romperse. Con una alta proporción de fibras de vidrio, la falla se convierte inmediatamente en una fractura frágil con una flexión mínima. Si el nailon está relleno de fibras de vidrio, estará marcado especialmente, p. B. 30 % nailon GF (GF significa “relleno de vidrio”).
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