Полиэстер и полиамид: в чем разница и как выбрать?

Полиэстер и полиамид – в чем разница? У этих двух синтетических материалов разные химические структуры и свойства. Полиэстер известен своей прочностью и устойчивостью к износу, тогда как полиамид ценится за гибкость и способность растягиваться.

Как используется? Оба материала используются в текстильной промышленности, автомобильной сфере и строительстве. Понимание различий между полиэстером и полиамидом помогает выбрать подходящий вариант для своего проекта, будь то одежда, упаковка или техническое изделие.

Особенности полиэстера и полиамида

Выделяют два самых популярных синтетических полимера – это полиамид и полиэстер. Из них в наше время производят множество материалов. Оба вещества относят к классу «термопластичные полимеры», однако химический состав, свойства и места применения у них отличаются.

В чем же разница между полиэстером и полиамидом?

Полиамид (нейлон-6,6 или капрон) — это полимер, который получают при помощи поликонденсации дикарбоновых кислот и диаминов. Если посмотреть на основную цепь, то она состоит из амидных групп (–CONH–).

Полиэстер (к примеру, полиэтилентерефталат, ПЭТ) является полимером, который получают методом поликонденсации терефталевой кислоты (или диметилового эфира) и этиленгликоля. В составе можно обнаружить группы из сложных эфиров, которые и влияют на название вещества: (–COO–).

Получается, что важнейшее различие между этими соединениями – молекулярная структура, потому что у полиамида в основе – амидные группы, а у полиэстера – сложноэфирные.

Свойства полиэстера

Полиэстером принято называть ткани, которые содержат несколько или одну сложноэфирных связей в каждом звене основной цепи, которое повторяется. Обычно словом «полиэстер» называют полиэтилентерефталат. Это волокно, состоящее из синтетики, делают из нефти. Такая ткань в наше время наиболее часто используется во всем мире. Она нужна и для производства одежды, и для изготовления различных материалов. Ее производят и на крупных заводах, и на текстильных фабриках.

Появилось данное волокно еще в 1894 году. Ворландер задействовал для получения полиэстера низких молекул два вещества: сукцинилхлорид и этиленгликоль. Через десяток лет появились другие типы полиэстера, которые обладали большей температурой плавления. Ранние версии были непригодны для текстильного производства, они легко растворялись в воде.

В сороковых годах прошлого века в Великобритании ученые Уинфилд и Диксон получили полиэтилентерефталат. А в 1953 году в Штатах построили первый завод, где производилось волокно из полиэстера. Промышленность с годами развивалась, а наука находила новые способы синтеза. Появились волокна с разными характеристиками. К примеру, полибутилентерефталатное (ПБТ) и политриметилентерефталатное (ПТТ) волокна оказались очень эластичными. А полностью ароматическое полиэфирное волокно практически не рвется и хорошо тянется.

Какими свойствами обладает полиэстер:

• Очень прочный: 4–7 сН/дтекс в сухом виде, во влажном немного снижается прочность.
• Хорошая упругость. Этот тип волокон является одним из самых упругих, иногда его модуль достигает 14–17 ГПа. Такой показатель позволяет ткани из полиэстера прекрасно тянуться, но не деформироваться и не терять изначальную форму.
• Кислотостойкость. Ткань из данного материала устойчива перед органическими кислотами. Когда полиэстер погружаешь в пятипроцентную кислоту при ста градусах тепла на сутки, то прочность не теряется. Это же можно сказать, когда заданы такие показатели: 70 %-ный раствор серной кислоты при 40°C на 72 часа.
• Умеренное удлинение: при разрыве оно не превышает 20–50 %.

Свойства полиамида

Чтобы понять, в чем разница полиамида от полиэстера, поговорим о свойствах первого. Полимер содержит уже амидные группы, которые повторяются и соединяются между собой такими же связями. Раньше его задействовали, чтобы производить волокна. Позже стали использовать при производстве пластика для промышленных целей, так как материал из него получался прочным, надежным, его легко можно было обрабатывать под разными температурами.

К полиамидам относится целый класс полимеров из синтетики. Они состоят из амидных связей (-CO-NH-), где постоянно повторяются макромолекулы для основной цепи.

Он имеет ряд полезных свойств, поэтому его широко используют при производстве и в повседневности. Волокна в ткани получаются очень прочные, что позволяет использовать данный полимер в современной промышленности.

Появился полиамид в тридцатых годах прошлого века. Компания из Америки «DuPont», которой руководил Уоллес Карозерс. В 35 году изобрели нейлон 66, а в 1938 году его запустили в промышленное производство.

Это произвело настоящую революцию в промышленности текстиля. Натуральный шелк легко заменили полиамидом, который оказался прочнее и дешевле. Затем разработали другие виды материала, сделав его более подходящими для различных областей производства.

Уже в 50-е годы производство из пластика начало активно развиваться. Это касалось методов литья под давлением, что позволило заменить металлы на пластик, потому что такие материалы были легче и дешевле. Полиамид отлично переносит тепловые изменения, он стойкий к износу, химическим веществам, у него довольно низкий коэффициент трения, он защищен перед огнем и при этом легко поддается обработке. Есть множество видов полиамида. Выделим основные виды: PA 1010, PA 6, PA 66, PA 11, PA 12, PA 46, PA 610, PA 612. Чаще всего встречаются такие типы: PA6, PA66 и PA12.

Читайте также!

Литье из полипропилена: плюсы и минусы, особенности процесса

Подробнее

К примеру, PA6 является очень прочным полиамидом, он эластичен и недорогой. Что касается PA66, то он очень прочный и защищен перед температурными изменениями. А PA12 практически не поглощает воду, очень хорошо тянется и не восприимчив к химическому воздействию.

У полиамида имеется большое количество свойств, которые позволяют использовать его в различных отраслях промышленности:

• Прочность и износостойкость. Этот материал тяжело разорвать, и со временем он практически не истирается. Его можно применять при изготовлении деталей, которые будут устойчивы при разных нагрузках и степени износа.
• Эластичность и упругость. Полиамид хорошо тянется, но при этом не рвется. Его можно деформировать, и он не будет разрушаться. Данное свойство полезно при изготовлении текстиля, из материала изготавливают эластичные ткани, комфортные в носке.
• Химическая устойчивость. Полиамид не боится воздействия различных химических соединений. Например, он устойчив перед бензином, маслами, растворителями. Хотя сильные кислоты и растворители влияют на его структуру, вызывая разрушение.
• Термостойкость. Это способность не разрушаться при различных температурах. Некоторые виды полиамида выдерживают и 200 градусов тепла, хотя большинство могут начать разрушаться и при меньших температурах.
• Диэлектрические свойства. При помощи данной способности полиамиды можно задействовать при изготовлении электроприборов, они используются как изоляционные материалы. 
• Легкость в обработке. Они могут поддаваться разным видам обработки, например, литью под давлением, волокнообразованию и экструзии. Это позволяет делать различные изделия и детали разных размеров и форм с довольно точными параметрами.
• Низкий коэффициент трения. Данный материал благодаря этому свойству идеально подходит для производства шестеренок, подшипников и деталей, которые работают за счет трения. 

Разница между полиэстером и полиамидом

Разница между полиэстером и полиамидом определяется их свойствами:

Физико-химические свойства

 Типы переработки

Полиэстер довольно часто берут для изготовления бутылок, упаковочной пленки, волокон и пластика для конструкций. У него низкая гигроскопичность, поэтому его легче лить под давлением или экструзией. Также его не нужно предварительно просушивать.

Читайте также!

Компаунд: состав, виды и характеристики

Подробнее

Полиамид, наоборот, хорошо впитывает воду, поэтому его предварительно просушивают перед тем, как начать перерабатывать. Иначе изделие получится с дефектами. Используют для литья шестеренок, втулок, при производстве канатов и тросов, также применяется в 3D-печати для изготовления инженерных деталей.

Экологическая безопасность

Два этих полимера производят из нефтехимического сырья, поэтому они не биоразлагаемые. Хотя полиэстер обычно вторично перерабатывают, например, бутылки из него широко применяют в повторном производстве. Полиамиды гораздо сложнее устроены и не так часто используются в упаковочных материалах.

Важно усвоить главное различие: полиэстер отличается от полиамида химической структурой. Первый состоит из сложноэфирной группы, а второй – из амидной. Это дает материалам разные свойства. Полиамид более стойкий и прочный, а полиэстер более защищен перед условиями окружающей среды.

Часто задаваемые вопросы о разнице между полиэстером и полиамидом

В каких отраслях используются полиэстер и полиамид?

Оба этих материала задействуют в различных отраслях промышленности, ведь те имеют обширный набор уникальных свойств. Полиэстер нужен в текстильной промышленности, из него шьют одежду, обувь, материалы для дома и производств. Что касается полиамида, то он тоже прекрасно подходит для тканей, волокон, но его используют в машиностроительной отрасли, к примеру, при производстве деталей, а также в электромеханике, где нужны элементы с изолирующими свойствами. Оба материала можно применять при изготовлении сидений, ремней безопасности, изоляционных материалов. Их широко задействуют при производстве упаковочных материалов, например, бутылок из пластика.

Каковы экологические аспекты использования полиэстера и полиамида?

Оба материала могут быть переработаны, но полиамид сложнее перерабатывать из-за его химической структуры. В наше время ученые работают над тем, чтобы пластик был полностью разлагаемым в природе, это снизит опасность для нашей планеты.

Как выбрать материал для конкретного проекта?

Выбор между полиэстером и полиамидом зависит от желаемых свойств. Если вам нужен надежный материал, устойчивый перед солнечными лучами, выбирайте полиэстер. Если нужен гибкий и легко тянущийся элемент, выбирайте полиамид. При разборе учитывайте, что вы собираетесь производить, какие требования к этому изделию применимы. Если нужна упаковка, то берите полиэстер, если детали, на которые оказывается сильная нагрузка – полиамид.

Есть ли альтернативы для полиэстера и полиамида?

Биоразлагаемые полимеры и материалы из натуральных волокон сегодня способны выступить в качестве замены пластику. Они более безопасны для природы и подходят под разные отрасли производств.

Источник изображения в шапке: freepik / magnific.com