547 ' 36-5-3
ф.73
В книге описаны свойства, методы производства и области
применения полиамидов. Специальные главы посвящены переработке
полиамидов в волокна, литью и экструзии, изготовлению пленок,
покрытий, клеев, дисперсий.
Книга представляет интерес для работников химической
промышленности и многочисленных отраслей народного хозяйства,
применяющих высокополимерные материалы.
RE1NHOLD PLASTICS
APPLICATIONS SERIES
POLYAMIDE RESINS
by
DON E. FLOYD
REINHOLD PUBLISHING CORPORATION
NEW YORK, 1958

СОДЕРЖАНИЕ
От издательства ^ _.,_...
Предисловие автора
1. Введение . . • ' :-
2. Общие свойства полиамидных смол
Классификация полиамидов . ....... • • • •
Полимеры капролактама . . .'.....
Прочие полиамиды
Модифицирование найлона . . ." . . . . -
Изменение свойств полиамидов при химический и
физических воздействиях
Смешанные полиамиды
Рилсан
Версамиды
Применение полиамидов в зависимости от их свойств
3. Основы химии полиамидов
Исходные вещества
Образование амидной связи . . . . " '.
Стабильность полиамидов
Ориентация и межмолекулярные силы . '
Взаимодействие полиамидов . .
Смешанные полиамиды
Модифицирование полиамидов . .
Молекулярный вес
Реакционноспособные полиамиды . ... . ' .
Модифицированные смолы . . . . . .
4. Промышленные методы производства полиамидных смол
Найлон-6,6 ''.'¦''.!,.
Найлон-6 "'. '..,'.
Рилсан, или найлон-11 .'
Версамиды
Заключение
~> Покрытия и пленки из полиамидных смол . ....
Пленки рилсана .,.,..
Пленки найлона-6 '. ,'..!'."" '. ' .
Прочие найлоновые покрытия . . . .'.,.,.
Полиамиды на основе растительных масел ....
Термореактивные материалы. Совмещение полиамидов с
эпоксидными смолами . . .,..!. , .
Совмещение полиамидов с фенольными смолами ...
Методы нанесения покрытий
Заключение

6. Полиамидные волокна 7о
Найлон и природные волокна 79
Формование найлонового волокна 80
Структура волокон 84
Свойства волокон 87
Новые полиамидные волокна 94
Прядение 97
Крашение волокон 97
Нанесение покрытий иа волокно . 99
Применение волокон 101
Шинный корд 104
Заключение 106
7. Переработка полиамидов методом литья под давлением,
формованием из расплава и экструзией 10$
Потребление полиамидных литьевых материалов . . .109
Важнейшие свойства найлона 111
Детали машин, получаемые литьем под давлением . . 115
Литье под давлением 119
Экструзия найлона 122
Испытание подшипников на износ 124
Переработка полиамида-11 131
Покрытие проводов 136
Перспективы производства полиамидных литьевых
материалов 137
Переработка термореактивных полиамидов . . 139
Пластмассовая инструментальная оснастка .... 142
TepMopeaKTriteHbie слоистые материалы 144
Применение версамид-эпоксидных смесей в электротехнике 146
8. Полиамидные клеи 148
Клеящие вещества, применяемые в виде расплавов . .148
Клеящие вещества, применяемые в виде растворов . .148
Применение клеев 149
Термореактивные клеи 152
Сплавы с эпоксидными смолами 153
Варианты термореактивных клеев 156
Применение термореактивных клеев • 157
Сплавы с фенольными смолами 158
9 Полиамидные водные дисперсии, органозоли, печатные краски 161
Водные дисперсии 161
Совместимость версамидов с другими материалами . . . 161
Органозоли 165
Применение 167
Печатные краски 169
10. Перспективы развития производства и применения
полиамидных смол 173
Стоимость и цены 174
Исследования в области полиамидных смол . . . .174
Формовочные порошки 176
Волокна 178
Покрытия .... 179
Общие перспективы развития 179

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
Книга Флойда «Полиамиды» посвящена: в основном
технике применения разнообразных полимеров, относящихся к это-*
му классу высокомолекулярных соединений.: Она является чис?
то практическим руководством, не претендующим на глубокое
изложение теоретических вопросов химии полимеров. Во введе*
ний к книге автор дает основные принципы цифрового
обозначения полиамидов и приводит торговые названия наиболее рае г
пространенных полиамидных материалов. Это дает'возможность
пользоваться приводимыми в книге рекомендациями даже в тех
случаях, когда разновидности фирменных марок полиамидов не
расшифровываются.
В книге содержится много конкретных сведений о
свойствах, методах переработки и условиях применения основных
типов полиамидов, предназначаемых для производства волокон,
пластических масс, пленочных материалов, клеев и
лакокрасочных покрытий. Эти сведения представляют несомненный
интерес для работников промышленности синтетических полимеров
л многочисленных отраслей народного хозяйства» .используюпшх
пленки, волокна и изделия из полиамидов.
Главы 1—6 и 8—10 переведены Э. М. Левиной, глава
7—М. Г. ГЧрарием.

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
Настоящая книга написана с целью ознакомить читателя
с важнейшими и разносторонними областями применения
полиамидных смол. В книге показано также, благодаря
каким свойствам полиамиды могут использоваться в той или
иной области. В одних случаях решающее значение имеют
прочность и жесткость полиамида, в других—адгезия,
коэффициент трения, сопротивление износу или способность к
кристаллизации.
Автор книги старался показать перспективы применения
полиамидов на основе оценки их свойств.
Наряду с установлением связи между свойствами
полимера и его применением автор стремился выяснить
зависимость свойств полиамида от его состава и структуры. В
результате приближенно определено, в каких областях должны
применяться полиамиды различных типов в зависимости от
их химического состава и структуры. Анализируя
возможности применения полиамидов и определяя свойства,
представляющие известную ценность в каждом конкретном
случае, можно предсказать перспективы развития полиамидных
смол.
В книге уделено большое внимание описанию путей
синтеза новых смол, стоимости полиамидов, их
конкурентоспособности по отношению к другим материалам и развитию
новых областей их применения.

1. ВВЕДЕНИЕ
В октябре 1938 г. появилось сообщение о новом классе
синтетических материалов—полиамидах, напоминающих по
внешнему виду и химическому составу шелк и шерсть. Этому
классу полимерных материалов было дано фирменное
название «найлон».
По определению Фирмы «Дюпон», найлон—это общее
название высокомолекулярных линейных полимерных
синтетических соединений, содержащих амидные связи в
главной цепи и способных формоваться в волокна (нити), в
которых структурные элементы ориентированы вдоль оси
волокна.
Впервые с полиамидами начал работать Карозерс A928 г.).
Он исследовал полимеры, получающиеся из є-аминокапро-
новой и других аминокислот, способных к реакциям
поликонденсации с образованием линейных полимеров, а также
высокомолекулярные продукты взаимодействия дикарбоно-
вых кислот с диаминами. Карозерс показал, что линейные
полимеры получаются из бифункциональных соединений,
т. е. из соединений, в молекуле которых имеются две реак-
ционноспособные группы. В полиамидах функциональными
группами являются амино- и карбоксильные группы,
которые могут быть распределены таким образом,
что каждая молекула содержит одну аминогруппу и одну
карбоксильную группу или же в каждую молекулу
входят по две аминогруппы, либо по две карбоксильные
группы.
Карозерс нашел, что в отличие от полиэфирных смол
полиамидные смолы, как правило, являются
высокоплавкими твердыми веществами с высокой степенью
кристалличности. Их высокие температуры плавления объясняются
присутствием амидных групп. Наиболее перспективный
представитель этого класса соединений—найлон-6,6—был
з первые получен в феврале 1935 г. из адипиновой кислоты и
гексаметилендиамина.

В 1939 г. на основе полученных экспериментальных
данных фирмой «Дюпон» был построен первый завод по
производству найлона. Первоначально из найлона получали
щетину для зубных щеток, а затем ои был применен для
изготовления женских чулок. В течение 1939 г. было продане
64 млн. пар найлоновых чулок.
В 1941 г. найлон был впервые использован для
изготовления технических деталей методом литья под давлением. Эти
детали благодаря своим ценным свойствам нашли широкое
применение в самых различных областях.
Полимеры з-капролактама известны в Европе под
названием «перлон L» (в США их называют найлоном-6).
Полиамидные смолы, получаемые на основе полимеризованныл
кислот растительных масел, имеют торговую марку «верса-
мид>/, а полиамидные смолы, получаемые из о-аминсунде-
кановой кислоты (они чаете называются, полиамидом-П \
имеют торговое название «рилсан». Свойства различных
пели амидов более подробно рассматриваются в сдедующт
главах.
Многие ценные свойства полиамидов, обусловливающие
их успешное применение в произвол-'.тг-е вплокргі. в
текстильной промышленности. в качестве лятьеььтх материалов
и покрытий, .хорошо извести:.'. К пик относятся: высоки!:
предел прочности пг;? р; er >хе^1Г:г. способность
ориентироваться ври холодной зч-п-жьл і: ; г/г.-^-.-'.-чп,: стойкость амид-
ной связи. Большое значенuf имеют *-; другие свойства, в
том числе молекулярный ве-.? и чо/гідгісперсность.
Значительный интерес представляет тг.кже химическая
модификация полиамидов, в результате китороі: изменяется структура
полимера данной степени полимеризации.
Имеется много различных типов полиамидных смол,
свойства которых изменяются в зависимости от
применяемого исходного сырья, степени превращения, последующей
модификации при помощи других реакций и от сочетания
полиамидных смол с другими веществами. К наиболее рас
пространенным полиамидным смолам относятся: найлон-6,6,
получаемый поликонденсацией гексаметилендиамина и ади-
пиновой кислоты (молекулярный вес 20 000—50 000); най-
лон-6,10, получаемый из гексаметилендиамина и себацино-
вой кислоты (примерно такой же молекулярный вес); най-
лон-6, представляющий собой продукт поликонденсации е-ами-
нокапроновой кислоты (или полимеризации капролактама);
полиамид-11—продукт поликонденсации оз-аминоундекановом
кислоты, и, наконец, сравнительно низкомолекулярные по-

лимеры (молекулярный вес 2000—10 000), получаемые из
полимеризованных ненасыщенных жирных кислот и
различных полиаминосоединений.
Числовые обозначения полиамидов дают краткую
характеристику соединений, из которых они получены, и
показывают число атомов углерода в повторяющихся звеньях
цепи полимера. Например, символы в найлоне-6,10
означают, что в молекуле диамина имеется 6 атомов углерода,
а в молекуле дикарбоновой кислоты—10 атомов углерода.
Если за названием полиамида следует одна цифра, то это
означает, что полимер получен из одного мономера. Так,
-капролактам, применяемый для получения найлона-6, со«
іержит 6 атомов углерода в молекуле.
Существуют различные цифровые обозначения
полиамидов. В настоящей книге принято следующее обозначение
і пилона или полиамида: слово отделяется от цифр дефи-
лом, а сами цифры между собой разделяются запятыми»
Полиамиды, полученные из аминокислот, аминоэфиров и
тактамов, обозначаются одной цифрой. Две цифры
означают, что полимер получен из двух различных веществ,
стример из дикарбоновой кислоты и диамина или из
мх производных. Первая цифра показывает число
атомов углерода в молекуле диамина, вторая—число атомов
углерода в молекуле дикарбоновой кислоты. В
наименовании смешанных полиамидов (сополимерных смол) первые
две цифры обозначают основной компонент, а последующие
цифры—содержание других компонентов и отделяются ко»
сой чертой. Например, смешанная полиамидная смо-
ia-6,6/6,10/6 представляет собой продукт поликонденсации,
полученный в основном из гексаметилендиамина и адипино-
вой кислоты, небольшого количества гексаметилендиамина
и себациновой кислоты и є-капролактама.
Процентный состав смешанного полиамида может быть
указан в скобках.
Заместители, образующие ответвления линейных цепей,
обозначают греческими буквами. Например, 6,а-Ме6
обозначает продукт взаимодействия гексаметилендиамина и а-ме-
тиладипиновой кислоты.
Карозерс рассматривал полимеризацию как процесс
соединения молекул при помощи сил главных валентностей и
считал, что агрегаты молекул, связанные более слабыми
силами, не являются полимерами. Он определял также
полимеризацию как процесс химического соединения
нескольких одинаковых молекул с образованием одной макромо-

лекулы, включив в это определение как полимеризацию,
так и поликонденсацию.
Карозерс с сотрудниками исследовали линейные
полимеры многих типов1'2. Некоторые данные по этим
работам были суммированы Хиллом3, который показал,
какое огромное количество веществ было исследовано
в поисках полимеров с наиболее ценными свойствами
(табл. 1).
Таблица 1
Характеристика некоторых полимеров1»2, полученных из различных
мономеров
Исходные вещества
Оксикислота или гликоль и ди-
карбоновая кислота
Аминокислота или диамин и ди-
.карбоновая кислота
Амин или нигрил и сероводород
Диизоцианат или дикарбамат и
гликоль
Диизотиоцианат и дитиол
Диизоцианат или мочевина и
диамин
Диамин и роданистый аммоний
или тритиокарбонат
Гликоль и ацеталь
Дитиол и дигалоидное соединс-
нение
Тиополиз.фир (окисление)
Дикарбоновая кислота и
уксусный ангидрид
Хлоргидрин и щелочь
Диамин и сульфокислота или
галоидное соединение
1 Іолимер
Сложный полиэфир
Полиамид
Политиоамид
Полиуретан
Политиоурстан
Полимочевина
Политиомочевина
Полиацеталь
Тиоп оли эфир
Полису л ьфон
Полиангидрид
Простой полиэфир
Полисульфонамид
X арактеристика
полимера
Образует волокно
То же
—
Образует волокно
Не образует
волокна
Образует волокно
То же
Нестабилен
Образует волокно
То же
Нестабилен
—
Образует хрупко**
волокно
Несмотря на то, что было получено и изучено большое
число синтетических полиамидных смол, лишь некоторые
из них внедрены в промышленность. Это полимеры,
получаемые из следующих продуктов:
1) гексаметилендиамин и адипиновая кислота;
2) є-капролактам;
3) гексаметилендиамин и себациновая кислота;
4) димеризованные кислоты растительных масел и по-
лиалкиленполиамины;
5) ш-аминоундекановая кислота;

6) гексаметилендиамин, г-капролактам, адйпиновая и
себациновая кислоты (смешанный полиамид);
7) гексаметилендиамин и адипиновай кислота,
модифицированные формальдегидом к метанолом,
Получаемые из этих материалов полимеры значительно
различаются по свойствам. Так, они весьма различны по
своему физическому состоянию при нормальных условиях
(от жидких до высокоплавких кристаллических твердых
веществ).
Эти полимеры применяются для самых
разнообразных целей: в качестве волокон и нитей, пленок, экструдиро-
ванных, прессованных и литых изделий, клеев,
поверхностных покрытий.
Большая часть всего производства полиамидных смол
приходится на долю высокомолекулярных суперполимеров,
способных ориентироваться при холодной вытяжке. Точные
цифры производства и потребления полиамидных смол
неизвестны; считают, что в 1955 г. было выпущено около
135 тыс. т полиамидных смол.
Полиамидные смолы производятся в США следующими
фирмами: Du Pont de Nemours, General Mills, Barrett
Division of Allied Chemical and Dye Corp., Spencer Chemical
Co., Chemstrand Corp., American Enka Corp.
Имеется ряд фирм, производящих полиамидные смолы
и в других странах.
Промышленное использование полиамидных смол
зависело не только от успешных исследований в области синтеза
полимеров и технологических методов их переработки в волокна
и другие ценные изделия, но и от экономичности
производства исходных материалов. Необходимо было найти
наиболее экономичные методы производства адипиновой кислоты,
гексаметилендиамина, г-капролактама, себациновой
кислоты и других продуктов. Несмотря на положительные
результаты исследований в области синтеза полиамидных смол,
они все еще сравнительно дороги вследствие высокой
стоимости исходных материалов, используемых для их
производства. Так, 1 кг смолы, полученной на основе полимери-
зованных кислот растительного масла и полиалкиленполи-
аминов, стоит 1 долл. 10 цент, (и дороже), тогда как 1 кг
найлона стоит приблизительно 3 долл. 30 цент.
Однако, несмотря на такие высокие цены, полиамиды
благодаря своим ценным свойствам заняли прочное положение
среди смол и пластиков и, по-видимому, удержат его и в
будущем.
II

Ниже приводятся некоторые торговые марки
полиамидных смол (найлонов).
Зайтел—полиамидные литьевые материалы,
выпускаемые фирмой «Дюпон»; получаются путем взаимодействия
диаминов с дикарбоновыми кислотами.
Рилсан—полиамид-11, производимый фирмой Organico
во Франции; получается из со-аминоундекановой кислоты.
Тайнёкс—найлоновре волокно, выпускаемое фирмой
«Дюпон»; получается из дикарбоновых кислот и диаминов.
«Версамиды»—полимеры, производимые фирмой General
Mills; получаются из димеризованной линолевой кислоты и
полиаминов.
Перлон L—поликапроамид типа найлона-6,
выпускаемый в ФРГ; получаетс5і из г-капролактама.
Найленка—поликапроамид, производимый фирмой
American Enka Corp.
Найлон пласкон—поликапроамид типа найлона-6,
производимый Barrett Division of Allied Chemical and Dye.
Грилон—поликапроамид типа найлона-6, выпускаемый
в Швейцарии.
Акулон—поликапроамид, выпускаемый в Голландии
фирмой Algemene Kunstzijde Unie.
Числовые символы/ стоящие после торгового названия
продукта, не имеют ничего общего с приведенной выше
системой цифровой характеристики полиамидов.
Из всех известных линейных полимеров полиамидные
смолы, являющиеся одними из наиболее ценных смол,
изучены лучше всего.
ЛИТЕРАТУРА
1. J, Am. Chem. Soc, 52, ЗІ4 A930); 52, 711 A930); 52, 3292 A930);
54, 1557 A932); 54, 1559 A932); 54, 1559 A932); 54, 1566 A932).
2. Пат США 1995291; 2012267; 2071250; 2071251; 2071252; 2071253;
2130525; 2130947; 2130948 (Du Pont).
3. R. J. H і 1 1, J. Soc. Dyers Colourisls, 68, 158 A952).

2. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ПОЛИАМИДНЫХ СМОЛ
По данным Карозерса1, с увеличением молекулярного
веса, степени линейной симметрии, полярности связи и
степени ориентации молекул полимера повышаются
температура плавления, нерастворимость, предел прочности при
растяжении, гибкость, прозрачность и эластичность
образующегося волокна.
В табл. 2 в качестве примера показано влияние
молекулярного веса полиэфира на его свойства, а в табл. 3
сопоставлены молекулярные веса некоторых наиболее
распространенных типов полимеров.
Таблица 2
Влияние молекулярного веса полиэфира на его свойства
Молекулярный вес
780
3 190
7 330
16 900
Температура
плавления
°С
66-67
68—70
74
77—78
Спосооноеть к
волокносбразованию
Не образует
То же
Слабо образует
Образует
Предел
прочности
при растяжешмі
KejcM^
Низкие
1 300
Таблица 3
Молекулярные веса некоторых полимеров
Полимерный материал
Молекулярный вес
Найлон-6,6
Целлофан .
Полистирол для литья под давлением .
16 000—32 000
5 000-6 000
120 000-180 000
Степень
полимеризации
150—300
300—500
1 200—1 800
Очевидно, что исключительно ценные свойства
полиамидных смол объясняются не только их высоким молекулярным
весом, но также сочетанием высокого молекулярного веса с
Другими особенностями, отмеченными Карозерсом (см. выше).
13

Классификация полиамидов
В зависимости от исходных материалов полиамидные
смолы можно разделить на следующие четыре группы:
1) полученные полимеризацией лактамов;
2) полученные поликонденсацией диамина и дикарбоновой
кислоты с образованием высокомолекулярного продукта;
3) полученные поликонденсацией аминокислот;
4) полученные на основе растительных масел.
Каждая из этих групп в свою очередь делится еще на
несколько подгрупп. Ниже сравниваются полиамиды одной и
той же группы с разными заместителями в цепи, например
С-метил- и N-метилзамещенные полиамиды, а также
химически модифицированные продукты, например полиамиды,
обработанные формальдегидом в присутствии спирта для
присоединения алкоксиметильных групп к атомам азота.
Рассматриваются также полиамидные смолы среднего и
высокого молекулярного веса,—иными словами, полиамиды и
так называемые суперполиамиды.
Полимеры капролактама
Наиболее характерным и самым распространенным
представителем полиамидных смол первой группы является най-
лон-6, образующийся путем полимеризации є-капролактама.
В процессе полимеризации лактама получается равновесная
смесь, состоящая из 90% полимера и 10% неизмененного
мономера. Удалением части неизмененного мономера
можно значительно улучшить свойства конечного продукта.
Молекулярный вес продукта тоже значительно влияет на его
свойства. Практически для получения однородного по составу
полимерного материала необходимо регулировать в процессе
производства длину цепи полимера и остаточное содержание
в нем мономеров. Часто для регулирования длины цепи в
реакционную смесь вводят стабилизаторы—вещества,
обрывающие рост цепи, например низкомолекулярные кислоты
жирного ряда. Для этой цели часто используется уксусная
кислота.
Прочие полиамиды
Наиболее важными представителями полиамидов,
получаемых поликонденсацией дикарбоновых кислоте диаминами,
являются найлон-6,6 и найлон-6,10. Найлон-6,6 получают
из гексаметиленди амина и адипиновой кислоты, найлон-6,10—
14

из гексаметилендиамина и себациновой кислоты.
Молекулярный вес обоих продуктов —15 000.
В табл. 4 сравниваются свойства найлона-6,6 и найлона-
6,10 примерно равных молекулярных весов, а также най-
лона-6 и рилсана BM-D.
Ниже приводятся температуры плавления различных
типов найлона2:
Найлон 6,6 6,10 10,6 10,10
• Температура плавления, °С . . 265 215 230 196
Наибольшее применение полимера с самой высокой
температурой плавления, вероятно, является простым
совпадением.
Найлон-6,6 (гексаметилендиамин—адипиновая кислота)
легко растворяется при комнатной температуре в феноле,
л*-крезоле, ксиленолах и муравьиной кислоте; в количестве
до 1 % он растворим в кротилфеноле, втор-амилфеноле, о-ал-
лилфеноле, моно- и дихлоргидрине глицерина, бром- и хлор-
гидрине гликоля, уксусной, молочной и тиогликолевой
кислотах, 2,3-дибромпропане и фенилэтиловом спирте3. В
большинстве других растворителей найлон-6,6 растворяется плохо.
Найлон-6,6, получаемый обычным способом, отличается
высокой степенью кристалличности (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Рентгенограмма найлона- Рис. 2. Рентгенограмма найлона-
6.6 (при вытяжке). 6,6 (без вытяжки).
При быстром охлаждении расплавленного полимера он
затвердевает в виде аморфного, значительно более
светлого, почти прозрачного вещества. В аморфном состоянии
найлон-6,6 плавится при более низкой температуре, чем в
кристаллическом.
15

Свойства полиамидов
Таблица 4
Показатели
Метод
определения
по ASTM*
Рилсан
BM-D
Найлон-6,6
Найлон-6,10
Плотность
Предел прочности при растяжении, кг/см2
при 23°
при 77°
Удлинение, %
при 23°
при 77°
Модуль упругости, кг/см2
при 23°
Твердость по Роквеллу
Температура текучести, °С -
Коэффициент линейного термического расширения
(на ГС)
Теплопроводность, ккал/м-нас^С
Удельная теплоемкость, ккал/кг °С
D792-48T
D638-46T
D638-46T
D638-46T
D785-48T
D569-48
D696-44
1,045
595
476
120
550
12460
100,5
180
9,9-Ю-6
0,19
0,Г)
1,14
735
532
90
320
28 000
118
>249
9.9.10-6
0,22
0,4
1,09
490
473
90
320
18 200
111
203
14,8.10-6
0,19
0,4

Электрическая прочность при кратковременном
испытании, кв/мм
Удельное объемное электрическое сопротивление,
ом см
Диэлектрическая проницаемость (при 103 гц) . . .
Козіффициент мощности (при 103 гц) ,
Водопоглощение, % .
Воспламеняемость
Химическая стойкость к действию:
слабых кислот .
сильных кислот
слабых щелочей
сильных щелочей
спиртов .
сложных эфиров
алифатических углеводородов
ароматических углеводородов
D149-44
D257-46
D150-47T
D150-47T
D570-42
D635-44
17
4-Ю14
3,5
0,03
0,4
15,4
4,5-1018
4,0
0,02
1,5
18,8
4-Ю14
4,5
0,04
0,4
Самопроизвольное затухание
Не действует
Разрушается
Не действует
То же
* ASTM—Американское общество испытаний материалов. Оно ведет работу в области исследования различных свойств материалов и
составления на них стандартов. • :

С повышением влажности найлона-6,6 твердость и
прочность при изгибе уменьшаются и повышается его удельная
ударная вязкость3 (рис. 3 и 4).
II
вйо
560
260
г
—. —
<1
/
2
>-
у'
/
/
28000^-
21000 і
7000
22
о і г з и *г 6
Содержание благи, %
Рис. 3. Влияние содержания влаги ня
свойства найлона-6,6:
/—-предел прочности при изгибе; 2—жесткость;
3—удельная ударная вязкость.
14000 В § 5
I
сі
Ї
/
у
2
\
О 2 Ь 6 8 Ю 12
Время, сутки
Рис. 4. Влагопоглощение найлона-
6,6 при различной влажности
окружающей среды:
/~относительная влажность 100 %; 2—
относительная влажность 50 %.
Модифицирование найлона
Введение замещающей метильной группы в углеродную
цепь адипиновой кислоты сильно влияет на свойства
полимера, получаемого при ее конденсации с гексаметиленди-
амином4 (табл. 5).
Таблица
Температура плавления различных полиамидов
Диамин
Гексаметилендиамин
»
»
З-Метилгексаметилендиамин
Дикарбоновая кислота
Адипиновая кислота
а-Метиладипиновая кислота
?-Метиладипиновая кислота
Адипиновая кислота
Температура
плавления, °С
265
166
216
180

Считают, что введение метильной группы в молекулу
полиамидов ослабляет водородные связи, так как
увеличивает расстояние между соседними цепями, препятствуя
тем самым их плотной упаковке.
Еще большее влияние оказывает введение замещающей
метильной группы у атома азота гексаметилендиамина.
В этом случае, кроме нарушения плотности упаковки
цепей, уменьшается число
атомов водорода, которые
могут образовывать
водородную связь.
Модифицирование
найлона-6,6 введением
замещающих алкильных групп
позволяет изменять его
свойства (рис. 5) и тем самым
расширить область применения
этого полимера5. Другой
способ изменения свойств
заключается в химическом
модифицировании путем обработ-
300
? 250 -
1 200
100
50
\
\
О 20 hO 60 60 WO
N - метилирование, %
Рис. 5. Модификация свойств
найлона-6,6 при N-замещении
метильной группой.
ки полиамидов
формальдегидом. Эту реакцию большей
частью проводят в
присутствии спирта для образования
у атомов азота алкоксиметильных групп. С увеличением
количества этих групп значительно изменяются
физико-механические свойства полимера. С введением метоксиметиль-
ных групп в молекулу найлона-6,6 понижается его
температура плавления и повышается растворимость6 (табл. 6.).
Таблица 6
Влияние N-алкоксиметильных групп на свойства найлона-6,6
Степень
алкоксиметилирова-
"ия амидных групп
%
0
22
32
Растворимость
в 80%-ном
этаноле
%
0
25
50
Температура
плавления
°С
260
185
130
Эластическое
удлинение
%
45
285
375
Те же методы модифицирования можно применить и к
другим найлонам, например к найлону-6,10. Таким образом,
нз сравнительно ограниченного числа исходных продуктов

можно получать большое число полимерных веществ с
различными температурами плавления, растворимостью и
другими свойствами,_ что увеличивает потенциальную
возможность применения этих смол.
Изменение свойств полиамидов при химических
и физических воздействиях
При длительном контакте с некоторыми химическими
веществами и растворителями свойства полиамидов довольно
заметно изменяются3 (табл. 7).
На рис. 6 показано влияние температуры на некоторые
свойства найлона-6,6.
Рис.
-вО~аО О U0 60 120 160 200 РАО 280
Температурив °С
6. Влияние температуры на свойства найлона-6,6.
/—предел прочности при растяжении; 2—удлинение.
Поскольку полиамиды термопластичны, они
чувствительны к колебаниям температуры и деформируются под
действием нагрузки, хотя и меньше многих других пластиков
(рис. 7).
5 10
ЧПО 1000 5000
ЮР
бремя\ чаиьі
Рис. 7. Изменение кажущегося
модуля найлона-6,6 во времени.
20

л
о
—
о
8
728
о
—
о
о
ю
оо
о
со
о
623
о
о
о
о
о
СЛ
я
І
, ¦
СО
о
3
СО
756
о
о
о
S
о
to
о
0004
602
о
СЛ
о
8
О)
о
'S
о
ю
о
1
00
707
о
о
о
о
8
8
о
СО
о
0006
574
о
-si
о
о
00
СЛ
00
'S
о
to
о
§
00
СО
о
а>
о
о
§
to
СЛ
о
to
о
ООН
553
о
СП
о
о
00
СЛ
8?
и
X
1
я
тый
Е
в
н
•
л
о
о
8
S
СО
о
*-*
о
о
о
о
о
>-*
о
0001
560
о
СО
О
g
2
СЛ
00
о
о«
-ны
»в
со
трий,
о
о
8
со
о
о
8
О
00
о
0013
630
>—
о
8
СЛ
>?
)-НЫ
00
о
8
І
со
о
о
8
СЛ
СП
о
О
0027
567
СО
00
о
о
СЛ
00
СЛ
S
о
X?
-ны
со
СО
о
8
°
595
и-
о
о
СЛ
СО
со
О
0027
602
to
о
о
8
СЛ
СО
{У)
03 О
Е ^ч
Я« і
я
S Е
о
8
СО
308
со
•—'
о
g
СО
567
о
00
о
0010
616
^*
СЛ
о
8
Со
р>
О
-ны
S«
to
о
8
2
5
СО
о
о
2
гт»
8
о
со
о
6000
336
>—•
00
о
о
со
СЛ
т
і.
я
атр
СО
>^
В
^
to
о
р
616
о
о
о
&
m
о
о
о
0017
567
ю
о
о
о
S
СЛ
*-*
я
&)
о
8
595
со
о
Ео
о
о
0028
623
00
О
о
00
СЛ
Сер
ная
Хнм
А
§
агенты
привес
%
изменение
размера
мм/мм
предел
прочности при
растяжении
кг/см*
привес
%
изменение
размера
мм/мм
предел
прочности при
растяжении
кг/см*
привес
%
изменение
размера
мм/мм
предел
прочности при
растяжении
кг /см*
привес
%
размера
мм/мм
предел прсч-
н< і ти при
растяжении
а
w
S
s
1
-
л
I
1 недел
г
і
-
Най
b
о
г
ai
Ъ)
&
С
о
pi
о

20
16
12
і
5?
І
f
/
г
1
/
—
-——
1—і
1
0 200 400 500 800 1000
Время, часы
Рис. 8. Ползучесть найлона-6,6:
/—нагрузка 126 кг\см%\ 2—94 кг/см%;
3—32 кгісмг.
Данные по ползучести
ряда термопластических
материалов, и в том числе
найлона-6,6, были
опубликованы Брунером и Вей-
ном7.
На рис. 8 приведены
по их данным кривые
ползучести найлона-6,6 под
действием напряжения разной
величины.
Эти же исследователи
определили ряд
физико-механических свойств
найлона-6,6 и других
пластиков (табл. 8).
Таблица 8
Свойства найлона-6,6 и некоторых других пластиков
Пластик
її
11
lit
770
490
350
525
227,5
420
126
490
1190—1750
595
350
140
рная
Ig
О
?п
ОХ
8.
Удельная
вязкость
Изоду* п
7,
2,
18,
19,
01,
2,
10,
24,
7
2
15
25
1
75
45
75
20,
25,
—
1,
23,
30,
3,
3,
3
2
4
8
8
5
5
ние
а>
I
Водопогл
%
1,5
0,275
1,5
0,75
0
0,1
0,3
0,3
0,5
0,45
0
Найлон-6,6
Акрилаты
Ацетобутират
целлюлозы
Эбонит
Неопрен
Кель-F
Полиэтилен
Полистирол
Пол иэт иле нте ре фта л ат
Неп ластиф ицированный
поливинилхлорид
Саран
Тефлон
,1
,2
,1
,2
,35
2,1
0,9
1,0
1,38
1,35
1,75
2,3
45
1,5
50
3
590
35
200
2
100
130
100
75
60
200
70
80
150 I 70
0,2 80
105 285
* Определение удельной ударной вязкости по Изэду производят по американскому
стандарту ASTM D256. Испытания проводятся с надрезанными стандартными образцами.
Прибор для испытаний представляет гобой маятник жесткой конструкции. Расчет
ведется в кг-см/см надреза.
22

Смешанные полиамиды
Смешанные полиамиды представляют собой продукты
иоликонденсации двух или более диаминов с одной или не-
сколькими дикарбоновыми кислотами или одного или
нескольких диаминов с двумя или более дикарбоновыми
кислотами, а также аминокислоты или лактама со смесью
диамина и дикарбоновой кислоты. Обычно их свойства
зависят от количественного соотношения звеньев
соответствующих гомополимеров (рис. 9 и 10).
I
% з,о\-
2,0
^
^
/
О 10 гО 30 ЬО 50 60 70 JO 90 100
Содержание звеньев 6,6> %мол.
Рас. 9. Зависимость модуля Юнга
смешанного полиамида-6,6/6,10 от
соотношения звеньев*
Такие полиамиды во многих отношениях отличаются от
гомополимеров2'8. Обычно они плавятся при более низкой
температуре, более растворимы, обладают большей
эластичностью и менее прочны на разрыв.
Ч 270
230 -
І 190
150
0 Ю 20 30 ЬО 50 60 7П 80 90 100
Содержание звеньев 6,10^ % бес.
Рис. 10. Зависимость температуры
плавления смешанного полиамида-6,10/6,6 от
соотношения звеньев.
\
N "^
N
і
N.
1 1
|_
!
!
"Г" '
1
1 1 :
23

Нарушение регулярности структуры при совместной
поликонденсации препятствует межмолекулярному
взаимодействию, т. е. образованию водородных связей между
молекулами полимера. Вследствие нарушения постоянства
расстояния между амидными группами смешанные полиамиды
менее кристал л ичны.
Флори с сотрудниками9 отметили, что полиамиды и
полиэфиры ведут себя одинаково при совместной
поликонденсации и что степень изменения их свойств приблизительно
Ч 250
І
%
к-
ч
/
230
210
І'70
І wo
О 25 50 75 1С
Содержание з8енье86,6^ %дес.
Рис. 11. Зависимость температуры
плавления смешанного полиамида-
6/6,6 от соотношения звеньев.
пропорциональна
молярной доле введенных
компонентов*. Было установлено,
что при изменении состава
компонентов температура
плавления смешанных
полиамидов проходит через
минимум, растворимость
и водопоглощение—через
максимум. Брюбекер и
Уили10 описали гибкие
многокомпонентные
сополимеры. Карозерс1 тоже
исследовал некоторые
смешанные полиамиды. На
температуры плавления
рис. И приведена зависимость
этих полиамидов от их состава11.
Сополимеры N-метилированного и обычного гексамети-
лендиамина с адипиновой кислотой по своим свойствам
несколько напоминают каучук.
Рилсан
При поликонденсации со-аминоундекановой кислоты
получается полиамидная смола рилсан. Выпускается несколько
сортов этой смолы, по-видимому, различной химической
модификации. В табл. 4 (см. стр. 16) и 9 приведен^ґсвойства
смол рилсан. Из табл. 9 следует, что полиамидные смолы
рилсан неустойчивы к действию лишь очень немногих
растворителей и химических реагентов.
* Линейная зависимость изменения свойств при сополимеризации
полиамидов наблюдается только для N-алкилзамещенных полиамидов
и для систем, обнаруживающих явление так называемого полимерного
изоморфизма, т. е. когда мономерные единицы приблиаительно
одинакового размера могут заменять друг друга при упаковке в
кристаллическую решетку полимера. — Прим. ред.
24

Таблица 9
Химическая стойкость рилсана (полиамида-И) в различных средах
Химические агенты
Температура. °С
20
50
90
Этилацетат ....
Ацетон
Уксусная кислота
10о/0.ная . . .
70%-ная . . .
Муравьиная кислота
20%-ная . . .
70%-ная
Олеиновая кислота . . . .
Соляная кислота
1%-ная
50%-ная
Фосфорная кислота 80%-ная
Глицерин
Фенол
Толуол
Трикрезилфосфат
Устойчив
Не устойчив
Устойчив
Не устойчив
Устойчив
Устойчив
Не вполне
устойчив
Устойчив
Не вполне
устойчив
Устойчив
Не вполне
устойчив
Не устойчив
Не вполне
устойчив
Устойчив
Не устойчив
Устойчив
Устойчив
Не вполне
устойчив
Не вполне
устойчив
Не вполне
устойчив
Устойчив
Версамиды
Версамиды получаются из димеризованных кислот
растительных масел. Они выпускаются нескольких сортов:
от жидких при комнатной температуре до твердых,
плавящихся при 185°. Можно считать, что эти смолы внутренне
пластифицированы большими алкильными заместителями
в цепи димеризованных кислот*. Версамиды являются
сравнительно низкоплавкими, хорошо растворимыми
полиамидными смолами с молекулярным весом от низкого до
среднего.
* Димеризованные кислоты растительных масел можно рассматривать
к*ак дикарбоновые кислоты с боковыми алкильными радикалами.
25

Таблица 10
Свойства версамидов
Показатели
Аминное число
Температура плавления, °С
Вязкость, пуазы
при 40°
при 150°
Зольность, %
Удельный вес, г/см*
Насыпной вес, кг/л
Проницаемость при 25° по ASTM D5-52
Версамиды
900
930
940
950
100
115
Твердые
3
180—190
—
0,05
0,98
9,84
2
3
105—115
30-45
0,05
0,98
•9,84
3
105—115
15—30
0,05
0,98
9,84
4
Полутвердые
95—105
7—15
0,05
0,98
9,84
15
83-93
43-53
10—15
0,05
0,98
9,84
100
Жидкие
210—230 290—320
500—750
0,05
0,99
10,66
Примечание. Цвет по Гарднеру NDT 12 для всех марок.

В табл. 10 приведены свойства версамидов—продуктов
конденсации димеризованных кислот растительных масел
с полиалкиленполиаминами. -
Твердые версамиды, модифицированные (путем
сплавления с пластификаторами, восками и другими смолами) и
немодифицированные, применяются вместо сургуча для
печатей, для теплостойких и непроницаемых покрытий,
печатных красок и специальных клеев и покрытий. Полутвердые
или жидкие версамиды могут применяться для
модифицирования твердых версамидов или для получения
термореактивных смол путем взаимодействия с эпоксидными смолами,
фенольными смолами и другими веществами.
Применяя различные дикарбоновые кислоты и диамины,
можно получать полиамидные смолы других типов.
Сообщалось, например, о применении для синтеза полиамидов
щавелевой, изофталевой и терефталевой кислот, а также
ряда аминов, в том числе аминов с одной первичной и одной
вторичной аминогруппами или с двумя вторичными
аминогруппами.
Приводимые ниже данные относятся только к наиболее
характерным представителям класса полиамидов и к
продуктам, имеющим промышленное значение.
Применение полиамидов в зависимости от их свойств
В табл. 11 перечислены некоторые области применения
различных полиамидных смол.
Для получения волокнообразующих полиамидных смол,
способных вытягиваться в тонкие нити, обладающие высокой
прочностью, по-видимому, большое значение имеет высокий
молекулярный вес полимера и его способность к ориентации
при холодной вытяжке.
Это тесно связано с возможностью образования
водородных связей, способствующих параллелизации волокон и
возникновению больших сил притяжения между соседними
макромолекулами полимера. В результате элементарные
волокна или полимерные молекулы выпрямляются и тесно
прилегают друг к другу, образуя плотную и прочную нить.
Предполагают также, что водородные связи сшивают
нитевидные молекулы.
Очень важно, чтобы полимер плавился при сравнительно
высокой температуре, во избежание плавления ткани при
утюжке. В обычных покрытиях или красках с большим
успехом применяются жидкие материалы или материалы,
27

Табаица 11
Область применения
Текстильные волокна
Нити и щетина
Материалы для переработки в
изделия
экструзией
литьем под давлением . . .
Пленки
Клеящие вещества . . .
Термопластичные замазки ....
Защитные покрытия
Термореактивные клеи .....
Отверждаемые покрытия ....
Заливочные компаунды
Герметичные упаковки
Области применения
Найлон-6,6
Да
»
»
»
Огпа й ичриноє
Нет
»
»
»
Найлон-6,10
Ограниченное
Да
»
»
Огоаничрчное
Нет
»
»
»
»
полиамидов
Найлон-6
Да
»
»
»
Огран иченкое
Нет
»
»
»
»
»
Смешанные
полиамиды
Ограниченное
»
Да
»
Нет
Ограниченное
Нет
Ограниченное
Нет -
»
Версами-
ды
Нет
»
»
»
»
Да
»
»
»
Рилсаны
Ограниченное
Да
?
Ограниченное
ъ
Нет
ъ
»

которые легко образуют растворы. Это объясняется тем, что
лакокрасочные покрытия обычно наносят в виде тонкого
слоя, затвердевающего в пленку после определенной выдержки.
Полиамидные покрытия могут наноситься также путем
экструзии или отливки (такие покрытия не относятся к обычным
пленочным покрытиям).
При производстве клеев применяют те же полиамидные
смолы, что и для покрытий. Эти смолы используют в виде
растворов или расплавов. При взаимодействии
термопластических материалов с другими веществами получают
термореактивные продукты, также используемые в качестве клеев.
Таким образом, для указанных областей применения
наиболее важное значение имеют жидкие смолы или смолы,
легко переводимые в жидкое состояние осторожным
нагреванием или растворением в соответствующем растворителе.
Для переработки литьем под давлением или экструзией
используют полиамидные смолы среднего или высокого
молекулярного веса. Желательно, чтобы они плавились при
не слишком высокой температуре, так как переработка
высокоплавких смол в производственных условиях затруднена
и связана с большими затратами. Очевидно, что литьевые
или экструдированные изделия должны обладать высокой
прочностью при растяжении и высокой конструкционной
прочностью. Поэтому обычно применяют довольно
высокомолекулярные продукты. Полиамидные смолы выпускаются
также в виде водных дисперсий (см. гл. 9).
По-видимому, полиамидов общего назначения, которые
были бы одинаково пригодны для всех областей их
применения, не имеется. Для улучшения существующего
ассортимента полиамидных смол и расширения областей их
применения создаются все новые виды полимеров.
Наиболее твердо установившимися областями применения
полиамидных смол являются: производство текстильных
волокон, щетины, изделий, получаемых литьем под
давлением, как, например, подшипников, шестерен и других
деталей машин, а также получение теплостойких клеев и
сополимеров с эпоксидными смолами для покрытий и клеев.
ЛИТЕРАТУРА
1. W. Н. Car others, (Du Pont), пат. США 2252554 и 2071250.
2. W. О. Baker, С. S. Fulle r, J. Am. Chem. Soc, 64, 2399
A942).
3. General Zytel Booklet, Du Pont A954).
4- R. J. H і 1 1, J. Soc. Dyers Colourists, 68, 158 A952).
29

5. В. S. В і g g s, С. J. Frosch.R. H. Erickson/ Ind. Eng.
Chem., 38, 1016 A946).
6. J. L. Cairns, H. D. Foster, A. W. Larsher,
A. K. Schneider, R. S. S с h г є і g e r, J. Am. Chem.
Soc, 71, 651 A949).
7. W. M. В runer, P. J. Wayne, Chem. Eng., 60, G), 193
A953).
8. W. E. С a t 1 і n, E. P. Czcrwin, R. H. Wile y, J.
Polymer Sei., 2, 412 A947).
9. R. D. Eva n s, H. R. Mighton, P. J. Flor у, J. Am.
Chem. Soc, 72, 2018 A950).
10. M. M. Brubake r, R. H. Wiley (Du Pont), пат. США
2285009.
ll.J. R. Lewis, R. J. W. Reynolds, Chem. Ind., 45, 958
A951).

3. ОСНОВЫ ХИМИИ ПОЛИАМИДОВ
Исходные вещества
Наиболее распространенными исходными веществами для
получения полиамидных смол являются гексаметилендиамин
и адипиновая кислота; оба они могут получаться из фенола
фенол циклогексанол циклогексанон
-*- ноос—сн2—сн2—сн2—сн2—соон ->-
адипиновая кислота
-»- N==C—СН2—СН2—СН2—СН2—Ce=N ^
динитрил адипиновой кислоты
-*- H2N-(CH2)e-NH2
гексаметилендиамин
Адипиновую кислоту можно получать также окислением
гексана кислородом воздуха или азотной кислотой. Чистая
адипиновая кислота представляет собой белые моноклинные
кристаллы с темп. пл. 152°, легко растворимые в горячей
воде (в холодной воде растворяются плохо).
Гексаметилендиамин можно получать следующим способом:
2
\ 2НС1 2NaCN
уО >¦ С1—(СН8L—С1 >•
-сна
тетрагидрофу ран 1,4-дих лорбутан
4Н2
-*> NC—(СН2L—CN ^ H2N—(CH2N—NH2
динитрил гексаметилендиамин
адипиновой кислоты
За последние годы разработан целый ряд других методов.
Все эти методы схематически представлены на рис. 12.
31

1 Нефть
¦¦>-
Каменноугольное
легкое масло
Кукурузные
кочерыжки
и шелуха
овсяных зерен
j Нефть
j Природный газ |
Меласса, зерно
—^
Циклогексан | —>.
і
Бензол
1 Циклогексанол I
1
Адипиновая
кислота
t -
1 Тетрагидрофуран
Фуран |
!
Фурфурол
Бутилен
t
!
Этилен
t і
\
1 Этанол 1
t
і
TT
Динитрил
адипиновой
кислоты
I 1
\
Дихлорбу.ан |
j Бутадизн
f 1
1
I
^ 1 Найлон-6,6
j Гексаметилгндиамин
t
1 Дихлорбутилен |-
Рис. 12. Схемы получения найлона-6,6 разными способами."

Себациновую кислоту обычно получают расщеплением
кислот касторового масла (рицинолевой кислоты):
ОН
I
СНд—(СНа)в—СН—СНа—СН=СН—(СН2O—СООН-^
рицинолевая кислота
ОН
->- НООС—(СН2)8—СООН + СН3—(СН2N—СН—СНз
себациновая кислота октанол-2
Дилинолевую кислоту (полимеризованные кислоты
растительного масла) можно получить термической
полимеризацией линолевой кислоты1. Механизм процесса
полимеризации до сих пор еще точно не выяснен, но на основании
имеющихся данных считают, что реакция протекает
следующим образом. При нагревании в исходной 9,12-линолевой
кислоте образуются сопряженные двойные связи и
получаются 9,11- и 10,12-линолевые кислоты. Эти кислоты с
сопряженными двойными связями могут реагировать с
9,12-линолевой кислотой, не содержащей сопряженных двойных связей
(по Дильсу-Альдеру), с образованием димера,
существующего в различных изомерных формах. Наряду с этим в
небольших количествах образуются и более
высокомолекулярные полимеры.
Этилендиамин и высшие алкиленполиамины получают в
промышленности взаимодействием дихлорэтана с аммиаком:
4NH3
СІСН2-СН2С1 >. H2N—CH2-CH2-NH2
(и высшие алкиленполиамины)
В других способах используется реакция
формальдегида с HCN и аммиаком.
е-Капролактам и s-аминокапроновую кислоту получают
из фенола. Процесс состоит из нескольких стадий:
гидрирование фенола до циклогексанола, окисление до циклогексано-
на, образование оксима и перегруппировка оксима в лактам.
Лактам получают также восстановлением нитроцикло-
гексана при высокой температуре2.
Образование амидной связи
Полиамидные смолы получают поликонденсацией
аминокислот и диаминов с дикарбоновыми кислотами. В основе
этого процесса лежит реакция образования амида в
результате взаимодействия карбоксильной и аминной групп,
сопровождающаяся отщеплением воды.
3 Л. F. Флойд- 33

Реакции диамина с дикарбоновой кислотой часто
предшествует предварительная стадия образования соли,
содержащей эквимолекулярные количества кислоты и амина.
Благодаря эквимолекулярному составу соли
предотвращается обрыв полимерной цепи (блокирование концевых групп)
под действием избытка одного из реагирующих компонентов.
Для получения амида соль дегидратируют нагреванием.
Обычно реакцию поликонденсации проводят без
катализатора, но иногда для ускорения образования амидной
связи в систему вводят кислоты. Наряду с дикарбоновыми
кислотами при поликонденсации могут применяться
сложные эфиры; при этом в качестве побочных продуктов
образуются спирты. Эта реакция проводится без катализатора.
Было показано, что конденсацию некоторых диаминов,
например гексаметилендиамина, с дикарбоновыми
кислотами, например с адипиновой, можно проводить в среде кси-
ленолов при 230° в течение 6 час. в атмосфере азота.
Образующаяся вода уносится быстрым током азота. Для
получения высокополимерного продукта рекомендуется вести
конденсацию в вакууме.
Полиамидные смолы на основе лактамов, например
г-капролактама, получают путем термической
полимеризации лактама. Поликапроамид получается при нагревании
лактама в присутствии воды. Образующаяся равновесная
смесь состоит из 10% мономерного лактама и 90%
полимеров с различной длиной цепи. Для регулирования длины
цепи часто добавляют небольшое количество
стабилизаторов. Полимер образуется, по-видимому, следующим
образом: сначала молекула лактама гидролизуется водой с
образованием s-аминокапроновой кислоты
/
(СН2M
4- Н2О ->- H9N—(CH2)e—COOH
XNH
s-капролактам е-аминокапроновая кислота
которая, реагируя со следующей молекулой лактама,
образует более длинную линейную цепь:
.СЭ
H2N—(СН2)„-СООН Ч- (СН3M
\
HaN-(CHa>e-CONH—(CHa)e—COOH
34

В результате реакции образуется полимер следующего
строения:
поликапроамид
Средний молекулярный вес полимера равен
2-Ю6
іде С—концентрация в эквивалентах на миллион граммов
полимера.
В начальной стадии реакции вместо воды можно
применять аминокислоты или соли дикарбоновых кислот с
диаминами.
Обычно, если при реакции диамина с дикарбоновой
кислотой или аминокислотой может образоваться пяти- или
шестичленний цикл, то вероятнее всего образуется
циклическое соединение, а не полимер.
Если в аминокислотах общей формулы Н2М(СН2)ЛСООН
величина л: равна или больше 5, то должен образовываться
полимер.
Известны и другие методы образования амидных связей.
Некоторые из них пригодны для получения полиамидов, но
не приобрели пока промышленного значения. Из этих
методов следует упомянуть реакцию нитрилов с олефинами и
третичными спиртами3.
Реакция динитрилов с дитретичными гликолями и их
сложными эфирами протекает по следующей общей схеме:
NC-R'-CN + HO-C-R'-C-OH
NC-R'--CONH-~С—R"—С—ОН
где R' и R" —алкиленовые радикалы.
Образовавшаяся молекула может реагировать с любым
из исходных веществ с получением новой молекулы более
высокого молекулярного веса. Дитретичные олефины и га-
лоидпроизводные в основном реагируют с динитрилами в
присутствии сильной кислоты так же, как дитретичные гли-
коли.
Р-Ненасыщенные нитрилы подвергаются при этом так-
^е гомополимеризации.
З* 35

Было показано, что формальдегид реагирует с динитри-
лами в присутствии сильных кислот с образованием
полиамида4:
(п + 1)NC—R—CN + пНСНО + "Н2О ~>-
динитрил
-» NC—R~-(-CO—NH-GH2-NH—CO~R-)/2-CN
полиамид
Стабильность полиамидов
Полиамидные смолы не вполне устойчивы к действию
ультрафиолетовых лучей, особенно в присутствии воздуха,
что проявляется в изменении их цвета и понижении предела
прочности при растяжении. Возможно, что это
обусловливается окислением амино- и амидных групп в молекуле
полимера. Для предотвращения окисления полимеров применяют
так называемые антиоксиданты. К ним относятся меркапто-
бензотиазол, сиреневая кислота, различные фенолы,
хромовые и медные соли.
При нагревании найлона-6,6 на воздухе он
постепенно окисляется. Окисление сопровождается снижением
молекулярного веса и потемнением продукта. При нагревании
найлона-6,6 в отсутствие воздуха он медленно переходит в
гелеобразное состояние вследствие разложения адипиновой
кислоты, входящей в макромолекулу полимера. В
результате разложения образуются различные побочные продукты,
в том числе двуокись углерода, аммиак и циклопентанон6.
Сетчатые полимеры образуются при нагревании
линейных найлоновых полимеров при 260° в присутствии следов
кислорода. Эти полимеры размягчаются, но не плавятся;
они хорошо набухают в горячих фенолах, но не
растворяются в них и не вытягиваются в нити. Нагреванием в соляной
кислоте при 100° в течение 5 час. эти полимеры можно
превратить в линейные растворимые полимеры.
Иногда для придания матовости полиамидам, особенно
полиамидным волокнам, в них вводят небольшие количества
двуокиси титана, окиси цинка, сажи, сульфата бария или иных
пигментов. Однако с введением пигмента снижается
сопротивляемость полимера действию ультрафиолетовых лучей
и становится необходимым введение дополнительного
количества стабилизатора.
При нагревании в воде или в водном растворе фенола до
170° полимеры не претерпевают изменений, но при повышении
температуры до 200° они частично гидролизуются. Эта реак-
36

ция может быть использована для регенерации отходов
полиамидов. Частичный гидролиз происходит также при
нагревании полимеров в соляной кислоте при 100° в течение
6 час.
Ориентация и межмолекулярные силы
При вытяжке полиамидные смолы легко ориентируются;
при этом между атомами кислорода карбонильных групп и
водородными атомами, связанными с азотом аминогрупп
соседних молекул, возникают весьма прочные
межмолекулярные водородные связи. Образование водородных связей
облегчается, если расстояние между цепями невелико, как
в случае найлона-6,6. Межмолекулярные силы оказывают
значительное влияние на температуру плавления, прочность
волокна и растворимость; наличие прочных межмолекулярных
сил обусловливает ценные технические свойства полимера.
.-JIM
со*
..HN<
>СО.
..HN<
CO' >CO.
CO" >CO..
Майлон-6
Т.лл.2159
CO.
NH.
Найлон-6,6
Г.пл.2650
Полиамиды с молекулярным весом 10 000 и больше легко
подвергаются холодной вытяжке или растяжению при
сравнительно низких температурах; это облегчает ориентацию
молекул и значительно увеличивает предел прочности
полимера при растяжении. При нечетном числе атомов в
углеродной цепи полимерной молекулы количество
образующихся межмолекулярных связей меньше, и полимеры плавятся
при более низкой температуре.
Наличие межмолекулярных связей способствует также
большей кристалличности и меньшей растворимости
полимера.
37

В табл. 12 приведены температуры плавления некоторых
полиамидов, полученные Карозерсом.
Таблица 12
Примерные температуры плавления (на воздухе*) различных полиамидов
Исходные вещества
диамин
дикарбоновая кислота
Температура
плавления
полиамида
°С .
Этилендиамин
Тетраметилендиамин
Пентаметилендиамин
Гексаметилендиамин
Октаметилен диамин
»
Декаметилен диамин
/г-Ксилилендиамип
Пиперазин
Себациновая
Адипиновая
Пробковая
Азелаиновая
Себациновая
Глутаровая
Адипиновая
Пимелиновая
Пробковая
Азелаиновая
Себациновая
Адипиновая
Себациновая
Угольная
Щавелевая
Себациновая
254
278
250
223
239
198
223
183
202
178
209
235
197
200
229
194
268
153
* В отсутствие кислорода температура плавления выше
Полимеры других типов с более слабыми водородными
связями отличаются от полиамидных смол по многим
свойствам. Так, например, полиэфирные смолы мягче, более
низкоплавки и менее прочны, чем полиамиды, полученные с
теми же дикарбоновыми кислотами. Это объясняется главным
образом наличием у полиэфиров меньшего числа
поперечных связей между полимерными цепями, так как полиэфир^
ные смолы менее склонны к образованию водородных
связей. Исключением является полиэфир, полученный из эти-
ленгликоля и терефталевой кислоты и обладающий высокой
температурой плавления и значительной прочностью.
Полиэфироамиды, полученные из дикарбоновых кислот
и аминоспиртов, обладают свойствами, промежуточными
между свойствами полиамидов и полиэфиров0. Несомненно,
38

что одной из очень важных особенностей полиамидных смол
является наличие прочных межмолекулярных связей
между соседними цепями.
Взаимодействие полиамидов
При нагревании двух различных полиамидов при
температуре, превышающей их температуры плавления, они
реагируют друг с другом, образуя сначала блоксополимеры, а
затем в результате переамидирования—сополимеры с
неупорядоченной структурой7. Например, при достаточно
длительном нагревании смеси найлона-6,6 и найлона-6,10
(в отсутствие кислорода воздуха) при высокой температуре
образуется сополимер 6,6/6,10 с неупорядоченной
структурой. Тот же сополимер легче получить непосредственно
поликонденсацией адипиновой и себациновой кислот с гек-
саметилендиамином.
Смешанные«полиамиды
Как правило, смешанные полиамиды плавятся при более
низкой температуре и более растворимы, чем гомополимеры,
полученные из тех же компонентов. Это вызывается
меньшей степенью кристалличности, а также нарушением
регулярности расположения амидных групп в сополимере и
соответственно меньшей вероятностью образования водородных
связей между соседними цепями8. При небольшом
нарушении регулярности структуры свойства сополимеров
являются промежуточными между свойствами исходных гомо-
полимеров.
Модифицирование полиамидов
Известны различные методы модифицирования
полиамидных смол. В большинстве случаев модифицирование
осуществляется в результате химических реакций амидных групп.
Кейрнс9 показал, что при взаимодействии полиамида с
формальдегидом в присутствии спирта происходит замещение
атомов водорода у азота амидных групп на метоксиметиль-
ные группы, в результате чего понижается температура
плавления полимера и повышается его растворимость.
При достаточно высокой степени замещения может даже
получиться вещество с каучукоподобными свойствами.
Полиамидные смолы можно также модифицировать
введением различных замещающих групп в молекулярную
39

цепь. Так, при введении в углеродную цепь алкильных
групп температура плавления полимера понижается и
увеличивается его растворимость. Введение алкильной группы в
качестве заместителя у атома азота оказывает еще большее
влияние10. |
Полиамид из гексаметилендиамина и адипиновой колоты
плавится при 265°. При замене адипиновой кислоты на
а-метиладипиновую температура плавления полимера
снижается до 166°, а при замене на [3-метиладипиновую— до
216°.
Полимер на основе 3-метилгексаметилендиамина и
адипиновой кислоты плавится при 180°. Наибольшее влияние
замещающей метальной группы на свойства полимера
наблюдается при поликонденсации
N-метилгексаметилендиамина с адипиновой кислотой. Получаемый полиамид имеет
температуру плавления 145°.
0,12
0,10
І І 0,06
%% o,ok
§ § 0,02
У
/
/
¦ -у ~
1
V»
*?>•> 1,0
uL 0,8
$ 0,6
5
\
\
>
1
к.
ч
\
О 10 20 30 40 50
0,4
' 0 10 20 ЗО 40 50
ь\-метилирование, °/0
60
Рис. 13. Влияние
N-метилирования на растворимость найлона-
6,6.
Рис. 14. Влияние N-метилирования
на модуль Юнга найлона-6,6.
Введение замещающих алкильных групп в углеродную
цепь используется для увеличения расстояния между
соседними макромолекулами и уменьшения таким путем числа
водородных связей между соседними цепями. Заместители
у атома азота оказывают особенно сильное блокирующее
действие, так как уменьшается число атомов водорода,
способных образовывать вторичные связи.
Влияние степени N-метилирования полидекаметилен-
себацинамидов на их растворимость и жесткость
графически изображено11 на рис. 13 и 14.
40

Отмечалось также, что замещение углеродных атомов
гетероатомами, например кислородом или серой, в
молекуле Ідикарбоновой кислоты или диамина нарушает
регулярность структуры и увеличивает гибкость цепи, вследствие
чещ температура плавления полимера понижается и
увеличивается его растворимость.
Молекулярный вес
Полиамиды, получаемые реакцией поликонденсации,
являются полидисперсными продуктами. В реакционной смеси
могут содержаться весьма различные по величине
макромолекулы. Это объясняется ступенчатым характером процесса
поликонденсации. Если бы степень завершенности реакции
равнялась 100%, то образовывалась бы одна молекула с
бесконечно большим молекулярным весом.
Для регулирования молекулярного веса полимера
применялись различные способы. Некоторые исследователи
брали избыток одного из реагирующих компонентов; другие
регулировали процесс введением небольших количеств
веществ, обрывающих цепь, например уксусной кислоты.
Говоря о молекулярном весе полиамидных смол, обычно
подразумевают средний молекулярный вес молекул. При
этом различают среднечисловой молекулярный вес
и средневесовой молекулярный вес
где ft—весовая доля полимера с определенным
молекулярным весом Mt.
Обычно Мп определяют титрованием концевых групп или
осмометрическим методом; Mw можно определять по
вязкости. Карозерс12 отметил, что величины Мп и Mw равны при
одинаковой длине всех цепей полимера, но различны для
полидисперсных полимеров. Например, если имеется смесь,
содержащая по десяти молекул с молекулярными весами 100
и 1000, то M„=400, а Мю=851.
Очень удобно, применительно к полимерам с большими
размерами молекул, пользоваться Mz—средней величиной
молекулярного веса, найденной из исследования седимен-
тационного равновесия13.
41

На рис. 15 приведены типичные кривые распределения по
молекулярным весам (для полиамидных смол и других до-
лимеров, полученных поликонденсацией), вычисленные по
Флори14. Эти кривые представляют собой зависимость
степени полимеризации п (число прореагировавших молекул
мономера) от весовой доли полимерных молекул данной
степени полимеризации при различной степени превращения р.
Например, при р=0,90 степень завершенности реакции
равна 90%, а при р=0,99 эта величина равна 99%.
20 U0 60 80 WO 120 140
Степень полимеризации п
Рис. 15. Распределение по молекулярным весам
полиамидов различной степени полимеризации.
При построении зависимости величины п от молярной
(а не весовой) доли молекул заданной степени полимеризации
получается кривая, показывающая, что на любой стадии
реакции в реакционной смеси молекулы мономера
преобладают над молекулами любой степени полимеризации. Для
весовых долей, естественно, получается иное соотношение.
Молекулярные веса полиамидных смол могут колебаться
в очень широких пределах от молекулярных весов,
соответствующих димеру, до величин, соответствующих полимерам
со степенью полимеризации, превышающей 100.
Карозерс первый применил термин суперполимеры, или
суперполиамиды, к полученным им продуктам
поликонденсации со средним молекулярным весом 10 000 и более. Для
42

достижения такого высокого молекулярного веса Карозерс
проводил последнюю стадию реакции не в обычном реакторе,
а в перегонном кубе15. Это позволило удалять побочные
продукты реакции (воду или другие вещества, с трудом
отгоняющиеся из реактора) и таким путем сдвигать
равновесие в сторону образования полимеров.
Свойства супер полимеров, или супер полиамидов,
заметно отличаются от свойств полиамидов с более низкими
молекулярными весами. Они плавятся при более высокой
температуре, более склонны к образованию прочных волокон
и, как показали рентгенографические исследования, более
кристалличны.
Для того, чтобы из полиамидных смол путем холодной
вытяжки можно было получать прочные волокна,
молекулярный вес этих смол должен быть не менее 10 000 и они должны
обладать способностью образовывать водородные связи.
Именно такие полиамидные смолы обозначают термином
«найлон».
В табл. 13 показаны соотношения между молекулярным
весом и степенью полимеризации найлона-6,6.
Таблица 13
Молекулярный вес и степень полимеризации
Степень
гревраде-
ШІЯ
;>о
75
90
95
99,17
Химическое превращение
Одна СООН-группа каждой молекулы
прореагировала с одной ЫН2-группой
Выделилось 0,75 х 2 моля Н2О
Выделилось 0,9 х 2 моля Н2О
Выделилось 0,95 X 2 моля Н2О
Выделилось 0,9917 X 2 моля Н2О
найлона-6,
Степень
ЛОЛИМерИ-
зации
2
4
10
20
120
6

Примерный

молекулярный
вес
250
500
1250
2 500
15 000
Реакционноспособные полиамиды
Применяя избыток амино- или карбоксилсодержащего
соединения, можно получить полиамидные смолы с реак-
Ционноспособными карбоксильными или аминогруппами16.
При использовании бифункциональной кислоты и
бифункционального амина избыток одного из компонентов
приводит к получению низкомолекулярных смол. Однако при
взаимодействии соответствующих количеств
бифункционального и трифункционального вещества могут образовываться
высокомолекулярные вещества со свободной амино- или
43

гидроксильной группой. Так, при эквимолекулярных
соотношениях димерной жирной кислоты, например изомеризован-
ной дилинолевой
СН8(СНаM—СН=СН—СН—СН-(СН2OСООН
СН3~ (СН2) 5—СН СН—(СН2OСООН
сн=сн
и диэтилентриамина17
H8N-(CHa)a—NH—(СН2)а—NHa
образуется полимер, содержащий по одной свободной
аминогруппе в каждом элементарном звене полимерной цепи.
Реакцию следует проводить осторожно, учитывая возможность ге-
леобразования. Карбоксильные группы реагируют
преимущественно с первичными аминогруппами, хотя известно, что
некоторое участие в реакции принимают и вторичные
аминогруппы.
У таких полимеров эквивалентный вес, приходящийся
на одну свободную аминогруппу,- примерно соответствует
сумме весов обеих составляющих полимера, и в данном
случае равен —600. Свободную аминогруппу можно
оттитровать.
Для определения кислотного и аминного чисел* полимер
растворяют в бутиловом или высшем спирте и раствор
титруют в присутствии соответствующего индикатора
слабым титрованным водным раствором щелочи для
определения кислотного числа или слабой титрованной соляной
кислотой для определения аминного числа.
Ниже приведены некоторые химические и физические
свойства полиамидной смолы, полученной взаимодействием
дилинолевой кислоты с диэтилентриамином6:
Кислотное число 0—10
Аминное число около 100
Молекулярный вес 6 000—10 000
Вязкость, пуазы 10—15 (при 150°)
Температура размягчения (по методу
«кольцо и шар»), °С 35—50
Растворимость:
в этиловом спирте ... . растворим
в толуоле »
в ацетоне не растворим
в воде >
в водной уксусной кислоте . . растворим
* Кислотное число—количество мг КОН, соответствующее 1 г
кислоты; аминное число—количество кислоты, выраженное в мг КОН,
соответствующее 1 г амина.
44

Модифицированные смолы
Аминосодержащие полиамидные смолы могут
реагировать со многими веществами. Эпоксидные смолы,
совмещенные с аминосодержащими полиамидами, представляют собой
новую группу термореактивных материалов. Как будет
показано ниже, эти продукты отверждаются на холоду. В них
сочетаются свойства обоих типов смол точно так же, как в
сплавах металлов. Эпоксидная смола придает прочность,
смачиваемость и способность отверждаться с малой усадкой
при сравнительно низких температурах, в то время как
полиамидная часть молекулы сообщает конечному продукту
твердость, клейкость, эластичность и смачивающие свойства.
Продукт сочетания эпоксидных и полиамидных смол обладает
новыми свойствами, отличными от свойств каждой смолы в
отдельности, и является термореактивным. Из реакционной
смеси уже нельзя выделить исходные смолы.
СНз—С*г1—R —Cri—CjH>2 ~\- 2R —NHg —^* СНз—СН—R —~СН—СН2
О О HN ОН ОН NH
I I
R" R"
эпоксидная смола первичный первичный продукт
амин конденсации
СН2—СН—R'—СН-СН2 + СН2— CH-R'—СН—СН2 ->-
NH ОН ОН NH О О
I
R"
CHa-CH-R'-CH—СНа
I I I I
-*- NH ОН ОН N-CHa-CH-R'--СН- СН*
I I I \/
R" R" ОН О
вторичный продукт конденсации
Из приведенных чрезвычайно упрощённых схем ясно, что
полиамидная смола со свободными первичными и вторичными
аминогруппами может реагировать с эпоксидными смолами
и соединениями, содержащими эпоксидные группы в
молекуле. Регулируя соотношение аминосодержащих полиамидов
и эпоксидных смол, можно получить ряд способных
отверждаться продуктов, сильно различающихся между собой по
физическим свойствам.
Аминосодержащие полиамиды могут также реагировать
с акрилатами. При этом аминогруппа присоединяется по
45

месту разрыва двойной связи акрилата с образованием ?-ами-
ноэтильной группы:
R'NH2 + СН^СН—COOK7' -*• R'NH—СН2—CHa-
Примерами акрилатов, вступающих в такие реакции,
являются метилакрилат, акрилонитрил и ряд других эфиров
акриловой кислоты.
Диакрилат может реагировать с аминосодержащими
полиамидными смолами с образованием поперечных связей
между молекулами:
R'NH2 + СНа=СН—COOR*'OOC—СН^СНа + NH2R' ->
-*. R'—NH—СН2-~СН2—COOFTOOC—СН2~-СН2—NH-R'
Аминосодержащие полиамиды образуют с кислотами
соли аминов, а с ангидридами—амиды. Последние образуются
также при взаимодействии аминосодержащих полиамидов
с кислыми соединениями при достаточно высокой
температуре.
Аминосодержащие полиамиды реагируют также с ме-
тилолсодержащими соединениями, например с некоторыми
типами фенольных смол, образуя при нагревании
термореактивные продукты, особенно пригодные для использования
в качестве клеев и покрытий. Эти полиамиды обладают
прочностью и вязкостью, характерными для полиамидных
смол, а также устойчивостью к действию химических веществ
и растворителей, свойственной фенольным смолам.
Механизм реакции полностью не выяснен, однако полагают, что
происходит конденсация аминогрупп полиамида с метилоль-
ными группами фенольной смолы:
—NH2 <f НОСН2 *> —NHCHe— ф Н2О
Аминосодержащие полиамидные смолы реагируют также
с 'формальдегидом, глиоксалем и другими реакционноспо-
собными альдегидами; при взаимодействии аминогрупп с
альдегидными образуются метоксильные группы, а затем
метиленовые мостики.
Таким образом, сшивание аминосодержащих
полиамидов можно осуществлять различными путями, получая
модифицированные продукты, обладающие термореактивными
свойствами.
При наличии свободных аминогрупп в молекуле
полиамида изменяются не только химические, но и физические
свойства полимера. Обычно понижается температура
плавления, увеличивается растворимость и уменьшается вяз-
46

кость. Возможно, что при этом происходит также некоторое
понижение молекулярного веса; правда, это трудно
проверить в продуктах такого типа. При сравнении вязкости
этих веществ с вязкостью полимеров линейного строения с
эквивалентным количеством карбоксильных и аминогрупп
обнаруживается малое различие между их молекулярными
весами.
Для получения смол со свободными карбоксильными
группами реакцию проводят при избытке трикарбоновой
кислоты. В этих случаях, как и при избытке трехфункцио-
нального амина, всегда необходимо принимать меры
предосторожности, чтобы не допустить гелеобразования в
процессе реакции. В частности, рекомендуется предварительно
проводить модельные опыты с небольшими количествами
кислоты, чтобы установить, какой избыток трехфункцио-
нального соединения не вызывает гелеобразования.
ЛИТЕРАТУРА
К Т. F. Bradley, W. В. Jonston, Ind. Eng. Chem., 33, 86
A941).
2. D. С. England, пат. США 2634269 (Du Pont).
3. E. E. Mag at, пат. США 2628216; 2628217; 2628218 и 2628219
(Du Pont).
4. J. Т. Mo wry, E. L. Ringwald, J. Am. Chem. Soc, 72,
4439 A950); E. E. M a g a t, J. Am. Chem. Soc, 73, 1031 A951);
E. L. R і n g w a 1 d, пат. США 2537689 (Du Pont).
5. G. B. Taylor, J. Am. Chem. Soc, 69, 635 A947); A. M. L i-
quori, J. Polymer Sei., 10, 510 A953); I. G о о d m a n, J.
Polymer Sei., 13, 175 A954).
6. W. H. С а г о t h e r s, J. W. Hill, J. Am. Chem. Soc, 54, 1566
A932).
7. С W. Ayers, J. Appl. Chem., 4, 444 A954).
8. F. S t a s t n y, Kunststoffe, 40, 273 A950); R. D. Evans,
H. R. Might on, P. J. Flory, J. Am. Chem. Soc, 72,
2018 A950); O. B. Edgar, R. J. Hill, J. Polymer. Sei.,
3, 609 A948); W. O. Baker, С S. Fuller, J. Am. Chem.
Soc, 64, 2399 A942); W. E. С a 11 і n, E. P. Czerwin,
R. H. Wiley, J. Polymer Sei., ?, 412 A947).
9. Т. L. Cairns, J. Am. Chem. Soc, 71, 651 A949).
10. С J. F г о s h, пат. США 2388035 (Bell Telephone).
11. W. О. Baker, С. S. Fuller, Ann. N. Y. Acad. Sei., 14, 329
A943).
12. W. H. С a ro t hers, Trans. Farad. Soc, 32, 39 A936).
13. T. Svedberg, Ind. Eng. Chem., Anal, ed., 10, 113 A938).
14. P. J. Flory, J. Am. Chem. Soc, 58, 1877 A936).
15. W. H. С а г о t h e r з, пат. США 2071250 (Du Pont).
16. D. E. Floyd, W. J. Ward, W. L. Mi narik, Mod.
Plast., 33, A1), 239 A956).
17. J. p. Cowan, пат. США 2450940 (U. S. Department of Agriculture);
T. F. Bradley, пат. США 2379413 (American Cyanamid Co.).

4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА
ПОЛИАМИДНЫХ СМОЛ
В данной главе рассматриваются промышленные методы
получения следующих полиамидных смол: найлона-6,6 из
гексаметилендиамина и адипиновой кислоты, найлона-6 из
капролактама, рилсана из w-аминоундекановой кислоты и
версамида из димеризованных кислот растительного масла.
Найлон-6,6
При производстве найлона-6,6 для получения
высокомолекулярного полимера необходимо вводить адипиновую
кислоту и гексаметилендиамин в возможно более точном
эквимолекулярном соотношении. На первой стадии
процесса получают так называемую соль АГ. Для этого готовят
водный раствор адипиновой кислоты и нейтрализуют
кислоту гексаметилендиамином (так же как при титровании).
Соли диаминов и дикарбоновых кислот могут
образовываться в водных или водно-спиртовых растворах и
кристаллизоваться из чистого спирта или из его водного раствора.
Обычно они растворимы в воде, но не растворимы в спирте,
ацетоне, эфире или углеводородах и имеют вполне
определенные температуры плавления (табл. 14).
Таблица 14
Температура плавления некоторых солей диаминов и
дикарбоновых кислот
Диамин
Тетраметилендиамин
Пентаметилендиамин
Гексаметилендиамин
»
Октаметилендиамин
»
Додекаметилендиамин
»
Кислота
Азелаиновая
Себациновая
Адипиновая
Себаииновая
Адипиновая
Себациновая
»
Адипиновая
Температура
плавления
соли
°С
175—176
129-131
183-184
170-172
153-154
164—165
157—158
144-145
48

Для большинства этих солей pH в точке эквивалентности
или в точке перегиба кривой при потенциометрическом
эпределении колеблется от 7,5 до 7,8 (для соли АГ величина
Н76303)
Водный раствор соли АГ концентрируют путем упарки,
а затем нагревают под давлением в автоклаве до 250—300°,
постепенно выпуская из автоклава водяные пары,
образовавшиеся вследствие испарения раствора и дегидратаций
соли. При этом соль распадается и образуются амидные свя-
чи. Реакцию заканчивают в атмосфере чистого азота или
водорода, чтобы избежать окисления смолы при высокой
температуре. Загем реакционную смесь выдерживают в вакууме
для доведения поликонденсации до стадии образования
высокомолекулярного полимера.
Образовавшийся полимер выдавливают на отливочный
шарабан, где он орошается охлаждающей водой, разбрызги-
заемой форсунками, и затвердевает. Охлажденный полимер
омельчают в крошку и смешивают несколько партий. На этой
стадии в крошке найлона содержится около 1% воды.
Поликонденсацию можно проводить также в среде
инертного по отношению к полимеру высококипящего
растворителя, например фенола, крезола или ксиленола1. В качестве
астворителей можно применять и другие соединения. По
окончании реакции растворитель удаляют отгонкой и по-
^ямер перерабатывают в крошку, как описано выше.
Молекулярный вес найлона-6,6 регулируют введением
веществ, обрывающих рост молекулярной цепи. Для этой
цели можно применять монокарбоновые кислоты2.
В качестве катализаторов пол и конденсации при
производстве найлона можно использовать окислы и карбонаты
целочных металлов, галогениды многовалентных металлов
и кислоты.
Описанный Карозерсом1 процесс получения найлона в
основном не отличается от современных методов получения
полиамидов:
«Волокнообразующие полиамиды могут быть получены
и солей диаминов и дикарбоновых кислот различными
способами. Соль можно нагревать в отсутствие растворителя или
разбавителя (метод плавления) до температуры реакции
обычно 180—300°) в условиях, позволяющих удалять воду,
образующуюся в процессе реакции, до тех пор, пока
исследование пробы не покажет, что продукт обладает хорошей
золокнообразующей способностью. Перед переработкой
полиамида в нити и другие формованные изделия желательно
- Д. Е. Флойд 49

выдержать его при пониженном давлении, например при
давлении 50—300 лш рт. ст. Для этого удобнее всего
поддерживать вакуум в самом реакционном сосуде, пока
полиамид не затвердеет. По другому способу получения
полиамидов соль нагревают в различных растворителях,
инертных по отношению к полимеру, например в феноле,
крезолах, ксиленоле, я-бутилфеноле, тимоле, дифенилолпропане,
о-оксидифениле (предпочтительно в одноатомном феноле).
К растворителям можно добавлять нерастворители,
например углеводороды, хлорированные углеводороды и т. д.
Рис. 16. Схема промышленного
производства найлона (по данным фирмы Du Pont):
/—испаритель; 2—автоклав; 3—отливочный
барабан; 4—водораспылитель; 5—дробилка
(измельчитель); 6—сушилка; 7—емкость для формовочного
порошка.
После того как реакция пройдет достаточно глубоко''и
образуется полимер с хорошими волокнообразующими
свойствами, смесь выгружают из реакто ра и используют
для прядения из раствора или полимер осаждают из
раствора. Для осаждения полимера раствор смешивают с
растворителем, в котором полимер не растворяется (со спиртом,
этил ацетатом или их смесью). Те же методы можно
применить непосредственно для переработки диамина и дикарбо-
новой кислоты без предварительного образования соли».
На рис. 16 приведена технологическая схема
производства найлона марки «зайтел»3.
50

Найлон-6
Найлон-6 получают различными способами. По одному
из них смесь, состоящую из 90 ч. є-капролактама, 10 ч. воды
и 0,1 ч. 1 %-ного раствора уксусной кислоты, подают в
обогреваемый снаружи реактор непрерывного действия, в котором
и происходит полимеризация. Температура реакции
поддерживается —250°. При высокой температуре в присутствии
воды часть капролактама гидролизуется до є-аминокапроно-
вой кислоты, а часть соединяется с аминокислотой,
образуя макромолекулы, размеры которых увеличиваются
по мере протекания реакции. Для регулирования размера
полимерной молекулы вводят небольшое количество
уксусной кислоты. По завершении полимеризации продукт
реакции очищают, так как он состоит приблизительно из 90?^о
полимера и 10% мономерного лактама. Лактам и
низкомолекулярные продукты пластифицируют смолу и понижают
ее прочность; такая смола непригодна для переработки в
волокна.
Непрореагировавший лактам можно выделить различными
способами и снова использовать для получения
полиамида. Один из способов регенерирования состоит в
обработке продукта горячей водой, в которой растворяется
мономерный лактам и не растворяется полимер. Таким путем
ложно понизить содержание лактама в смеси до 5% и
менее. Можно также отогнать лактам в вакууме,
сконденсировать его и выделить.
Остатки полимера можно собрать и перевести в
мономер для повторного использования. Для этого остатки
полимера обрабатывают перегретым паром и фосфорной
кислотой для деполимеризации.
Деполимеризованный лактам улавливают и очищают
перегонкой.
По другому способу4 производства найлона-6,
расплавленный s-капролактам, содержащий 1—5% инициатора
(вода, соль АГ, е-аминокапроновая или другая
аминокислота), нагревают при 240—280° в течение 8 час. в токе
инертного газа. По мере протекания полимеризации из зоны
реакции отводят водяные пары. Если полимеризацию ведут
при 265°, то равновесие устанавливается, когда смесь
состоит из 10% мономера и 90% полимера с молекулярным
весом 17 000.
з-Капролактам можно полимеризовать также в
присутствии щелочного металла в качестве катализатора5.
4* ' " ¦ 51

Шренк6 описал непрерывный способ полимеризации
г-капролактама, при котором скорость процесса
полимеризации регулируют изменением толщины слоя реакционной
массы.
В реакционную камеру вводят со скоростью 10 кг /час
смесь є-капролактама с 5% воды и 0,1% фосфорной
кислоты. Время реакции —24час; температура260°. Смесь
выдерживают дополнительно еще 6 час. при 240°. По окончании
реакции поликапроамид выгружают со скоростью 10 кг/час.
Характеристическая вязкость линейного полиамида
составляет 1,3.
Особенностью процесса производства найлона-6 в
отличие от найлона-6,6 является отвод и рециркуляция непро-
реагировавшего мономера.
По данным английских патентов, по мере того как
расплавленный найлон-6 стекает в виде тонкой пленки по
вертикальной стенке, можно непрерывно отводить испаряющийся
мономер7. Получаемый полимер может быть непосредственно
использован для прядения из расплава.
Было также показано8, что содержание мономера в най-
лоне-6 можно понизить с 10—11% до 2% и ниже, для чего
расплавленный полимер перед его экструзией выдерживают
в глубоком вакууме.
Расплавленный полимер, как и найлон-6,6, можно
переработать в крошку для последующего прядения или
переработки методом экструзии.
Рилсан, или найлон-11
Рилсан производится в промышленности
поликонденсацией о-аминоундекановой кислоты, получаемой
взаимодействием ундециленовой кислоты с аммиаком. В свою очередь
ундециленовую кислоту готовят пиролизом метилрицин-
олеата, который можно получить алкоголизом касторового
масла. Следовательно, производство рилсана базируется
на сельскохозяйственном сырье, а не на продуктах
переработки каменного угля или нефти. Поликонденсация
проводится путем нагревания чистой мономерной кислоты при
высокой температуре с удалением образующихся в
процессе реакции водяных паров (реакцию можно проводить
также на катализаторе). Таким образом, этот процесс
сравнительно несложен; для его проведения требуется
обогреваемый реактор и должен быть предусмотрен отвод водяных
паров.
Нарис. 17 приведена схема процесса9 получения рилсана.
52

Касторовог масло
Метанол —>• I Алкоголиз j —>¦ Глицерин
Метиловый эфир
рицинолевой кислоты
I
Остаточные масла * 1 Крекинг |—-** Энантовый альдегид
Гептиловый спирт
Метиловый эфир
ундециле новой кислоты
1
[Гидролиз [
Ундециленовая
кислота
Аммиак —*» Аминирование
со-Аминоундекановая
кислота
Поликонденсация
Переработка
экструзией
или литьем
под давлением
Рил сан
\
Покрытия,
нити,щетина
Текстильные
волокна
Рис. 17. Схема производства рилсана«
53

На последних стадиях процесс проводят при пониженном
давлении для того, чтобы сдвинуть равновесие реакции в
сторону образования высокомолекулярного полимера. Для
получения высокомолекулярного продукта важно также,
чтобы исходное сырье было достаточно чистым. По
завершении реакции расплавленный продукт можно
перерабатывать различными способами. Его можно выдавливать или
формовать в ленты, которые могут быть измельчены в
крошку для дальнейшей переработки. Однако этот полимер
можно перерабатывать в волокна и прямо из расплава без
предварительного формования из него твердой крошки, как это
требуется при применении других найлонов.
Поликонденсацию проводят при температурах немного
выше 200° почти до полного завершения реакции.
Температура плавления как полимера, так и мономера (ш-амино-
ундекановая кислота) рзвна 189°. Циклические соединения
в процессе реакции или не образуются вовсе, или их
образуется очень мало, так как наличие большого числа атомов
углерода в молекуле мономера снижает его способность
к циклизации. Промывки полимера не требуется. Прядение
нитей можно вести почти при той же температуре, что и
поликонденсацию.
Рекомендуется хранить полимер в атмосфере инертного
газа.
Версамиды
Версамиды получают конденсацией димеризованных
кислот растительных масел с соответствующими полиаминосо-
единениями. Как и рилсан, версамиды получают на основе
сельскохозяйственного сырья.
Для получения версамидов исходное сырье перемешива-
вают при низкой температуре в автоклаве, снабженном
мощной мешалкой. Затем постепенно повышают температуру до
тех пор, пока от реакционной смеси не начнет отгоняться
вода. Процесс отгонки регулируют так, чтобы температура
дистиллята не намного превышала 100°. Когда отгонка воды
при этих условиях сильно замедлится, включают вакуум и
повышают температуру до 150—250° для продолжения
поликонденсации. После завершения реакции вакуумиро-
вание прекращают, вводя инертный газ, продукт реакции
слегка охлаждают и выгружают из реактора в виде
расплавленной массы. Версамиды изготовляют нескольких сортов—
от жидких при комнатной температуре до твердых, плавящих-
54

ся при 185 . Жидкие версамиды выгружают в металлические
контейнеры, а твердые после окончательного
затвердевания—в барабаны из фибро-картона или на противни и после
охлаждения измельчают в крошку.
Заключение
Существуют некоторые особенности, общие для всех
процессов производства полиамидов. Для получения полимера
с заданным молекулярным весом необходимо при проведении
реакции отводить побочные продукты, обеспечивая таким
образом достижение большой степени полимеризации. Для
регулирования длины цепи, во избежание слишком
высокой степени полимеризации, добавляют вещества,
прекращающие рост цепи. Процесс производства полиамидов не
очень сложен, но требует тщательного регулирования
температуры и давления. Важно также, чтобы реакционная
смесь не соприкасалась с воздухом, особенно при высокой
температуре. Для предупреждения окисления применяют
антиокислители и инертные газы.
ЛИТЕРАТУРА
1. W. Н. Carothers, пат. США 2130948 (Du Pont).
2. Н. С. Me r sere au, Can. Chem. Proc. Ind., 29, 810 A945)*
3. General Zytel Booklet, Du Pont A954).
4. R. M. Joyce, пат. США 2251519 (Du Pont).
5. H. R. Mighton, пат. США 2647105 (Du Pont).
6. H. A. S с h r e n k, пат. США 2735839 (American Enka Corp.),
7. A. G. Inventa, Англ. пат. 711956 и 716216.
8. R. Т. L у n с h, пат. США 2735840 (American Enka Corp.).
9. R. A e 1 і о n, Fibers Eng. a. Chem., 17, 79 A956).

5. ПОКРЫТИЯ И ПЛЕНКИ ИЗ ПОЛИАМИДНЫХ СМОЛ
Пленки из полиамидов применяют для различных целей,
в том числе для защиты поверхностей от механических
воздействий, например от истирания, царапания, обычного
износа и иных фрикционных сил, для защиты от
воздействия окружающей среды, химических реагентов и
растворителей, для предохранения от коррозии, для декоратиЕ-
ных целей.
Рис. 18. Мясные полуфабрикаты,
упакованные в пленку из рилсана.
В большинстве случаев полиамиды наносят в виде
пленки на какую-нибудь поверхность или создают вокруг
материала защитную оболочку, как, например, в проводах и
при капсюлировании электротехнических деталей.
Полиамиды выпускаются также в виде пленочных материалов
(рис. 18), аналогичных целлофану, «майлару» и
полиэтиленовым пленкам, но они не получили еще широкого
распространения.
56

Пленки рилсана
Некоторые полиамиды типа^рилсан применяются в виде
пленочных или листовых материалов1, получаемых
выдавливанием расплавленного полимера. Бесцветные или
окрашенные листы можно разрезать на полосы и использовать
в кабельном производстве вместо пропитанной бумаги; их
можно нарезать на полосы и обрабатывать
соответствующими клеями для изготовления прочной клейкой ленты; они
применяются также для изготовления слоистых пластиков
или слоистой облицовки, где они особенно ценны вследствие
устойчивости пленки к действию химических реагентов и
растворителей.
Покрытия из рилсана можно наносить на различные
поверхности. Порошок подсасывается сжатым воздухом к
специальному пистолету газопламенного напыления; на
выходе из сопла порошок расплавляется
кислородно-ацетиленовым пламенем и осаждается на поверхности. Эти
покрытия очень важны для защиты электротехнических деталей,
в том числе ящиков и кожухов для выключателей, особенно
в условиях, когда эти детали подвергаются коррозии,
например в шахтах, на кораблях, в тропических широтах и т. д.
Они могут применяться также для покрытия многих других
металлических предметов для предохранения их от коррозии.
Рилсан должен наноситься газопламенным напылением
на чистую, сухую обезжиренную поверхность. В противном
случае пленка может пузыриться и отставать. По тем же
причинам нельзя наносить покрытие на пористые поверхности и
влажные материалы. Радиус внутренних углов
покрываемого изделия должен быть не менее 5 лш. Наилучшие
результаты достигаются при нагревании поверхности металла
перед напылением рилсана до температуры выше 100°, а
бумаги—примерно до 60°. Рекомендуется наносить пленку
толщиной 130—380 (і.
В табл. 15 сопоставлены некоторые свойства покрытий
из рилсана и из найлона-6,6.
При правильном нанесении рилсана получаются
покрытия, которые хорошо держатся на поверхности, весьма
устойчивы к механическим ударам и вибрации, имеют небольшой
коэффициент трения и поэтому очень устойчивы к истиранию.
Водопоглощение покрытий не превышает 1%. Они
устойчивы также к действию многих химических реагентов и
растворителей^ Такие покрытия можно применять в области
температур от —60 до +140°.
57

Таблица 15
Свойства полиамидных покрытий
Показатели
Рилсан BM-D
Найдон-6,6
Удельный вес, г/смг
Предел прочности при растяжении
(при 23°), кг/см* .
Удлинение при разрыве (при 23°), %
Модуль упругости (при 23°), кг/см2 .
Твердость по Роквеллу
Теплопроводность, ккал/М'Час-°С . .
Электрическая прочность (при
кратковременном испытании), кв/мм . . .
Диэлектрическая проницаемость (при
108 гц)
Водопоглощение, %
Химическая стойкость к действию:
слабых кислот
сильных кислот .
сильных щелочей
спиртов
сложных эфиров
углеводородов
1,04
595
120
12 460
100,5
0,19
17,2
3,5
0,4
Не действуют
Разрушают
Не действуют
То же
1,14
735
90
28 000
118
0,22
15,6
4,0
1,5
Не действуют
Разрушают
Не действуют
То же
Пленки найлона-6
Пленки из найлона-6 и многослойные пленочные
материалы (полиамидные пленки в сочетании с другими пленками)
представляют большой интерес. Эти пленки имеют
высокую прочность при растяжении и высокую удельную ударную
вязкость.
В Европе такие пленки были применены для упаковки
растительных масел, жиров, сала, коровьего масла и
показали хорошие результаты. Найлоновая пленка, получаемая
выдуванием, применяется для упаковки растворителей или
материалов, содержащих растворители (шпаклевки и
замазки). Ее можно использовать также для упаковки
пищевых продуктов и других материалов, которые должны
подвергаться действию воды при температуре ее
кипения.
Пленки найлона-6 могут изготовляться на обычном или
несколько измененном оборудовании для производства
полиэтилена.
Стоимость найлоновых и полиэтиленовых пленок равной
прочности почти одинакова. С усовершенствованием про-
58

мышленных методов переработки найлона стоимость най-
лоновых пленок должна снизиться.
По данным Эйкина2, во время второй мировой войны в
Германии усиленно велись исследования по использованию
полиамидных пленок для защиты от иприта. Вероятно, эти
пленки изготовлялись на основе поликапрсамида. Толстые
пленки или листы применялись в качестве заменителей
кожи, но при низкой относительной влажности их прочность
оказалась недостаточной. Тем не менее полиамиды могут
с успехом применяться для изоляции электрических
обмоток, кабелей и проводов.
Прочие найлоноеые покрытия
Выпускаются также пленочные материалы из найлона-6,6
без подложки, но в довольно ограниченных количествах.
Эти пленки до сих пор не получили широкого
распространения, несмотря на то, что они обладают превосходными
свойствами (табл. 16 и 17).
Таблица 16
Физико-механические свойства полиамидных пленок*
Показатели
Найлон-6,6
Найлон-6,10
Толщина, fx
Удельный вес, г/'см3
Температура формования пленки, °С .
Прочность при многократном изгибе
(диаметр стержня 6,4 мм) ....
Водопоглощение (при погружении на 24
часа), %
Паропроницаемость (при 38° и 90%-ной
относительной влажности), г/100 см2
в сутки
Устойчивость к действию
сильных кислот
сильных щелочей
жиров и масел при комнатной
температуре
жиров и масел при высокой
температуре
органических растворителей . . .
Воспламеняемость
25,4—76,2
1,14
249—260
16 000
1,5
25,4—76,2
1,09
204—260
0,4
0,29
Хорошая
Превосходная
Самопроизвольно затухает
: Испытания проводились по методам ASTM.
59

Таблица 17
Относительная газопроницаемость пленок
Кисли- Двуокись
ргд , углерода
В '
Найлон-6,6
Ыайлон-6,10
Полиэтилен
Саран . . .
36
83
360
0,33
166
415
1460
1 .32
пар
1,0
0,13
Для нанесения покрытий из найлона в последнее время
вместо газопламенного напыления применяется «вихревой»
процесс. В закрытом аппарате благодаря циркуляции
воздуха создается кипящий слой порошкообразного найлона
(суспензия найлона в воздухе). Изделие, на которое
наносится покрытие, нагревают выше температуры плавления
полиамида, и вносят в аппарат (рис. 19), где оставляют до тех
Рис. 19 Пырхжение предварительно нагретых
металлических деталей в аппарат для нанесения нейлонового
покрытия («вихревой» процесс).
пор,?пока не образуется покрытие нужной толщины. Этот
способ был разработан в Германии и впоследствии
успешно применялся в США для покрытия различными
порошкообразными полимерами, в том числе найлоном3 (рис. 20,21).
60

Рис. 20. Решетка, покрытая найлоном с
использованием «вихревого» процесса«
Рис. 21. Подводная часть подвесного мотора, па-
крытая смесью версамида и эпоксидной смолы
вихревым способом.

Покрываемое изделие не должно деформироваться и
разлагаться при нагревании до температуры, превышающей тем-
йературу плавления порошкообразного полимера.
«Вихревой» процесс может применяться для покрытия многих
металлов, керамики, стекла и даже дерева (если температура
плавления полимера не слишком высока). В большинстве
случаев покрытия наносят толщиной 0,25—0,5 мм, но
иногда требуются значительно более тонкие покрытия,
толщиной 0,05—0,08 мм, так как они лучше противостоят
износу (рис. 22).
\
\
«—¦-
«.—-
—--
| 152.4
^127,0
Щ wr,6
Толщина лонрытия,мм
Рис. 22. Износ покрытия из найлона-6,6.
Покрываемый материал—низкоуглеродистая
сталь; давление 3,5 кг/см2; скорость 27 м/мин.
Применение найлоновых покрытий для металлов весьма
заманчиво, так как пэзвэляет использовать высокую
прочность найлона к трению и износу, но при этом должны быть
созданы условия, сзодящие к минимуму нестабильность
толщины пленки.
Нестабильность размеров формованных изделий из
полиамидов обусловливается тремя факторами:
1) поглощением влаги,
2) высоким коэффициентом термического расширения и
3) внутренними напряжениями.
Большой интерес представляет покрытие найлоном
многих трущихся деталей. В настоящее время такие покрытия
испытываются в эксплуатационных условиях на скобах
подъемных машин, кулачках, роликах и втулках, запорных
приспособлениях, шестернях и подшипниках. Найлоновые
шестерни успешно применяют в тех случаях, когда по
условиям работы требуются: отсутствие шума, работа без
смазки, быстрое включение и выключение или очень большие
скорости.
62

Шестерни изготовляют литьем под давлением или
обточкой заготовок. Однако при производстве найлоновых
шестерен, особенно при изготовлении их литьем под
давлением, трудно выдержать точные допуски. Поэтому сейчас
изучается возможность нанесения на металлические
шестерни покрытий из найлона.
Хорошо известно, что нанесение тонкого слоя найлона
на внутреннюю поверхность корпуса подшипника
облегчает отвод тепла и тем самым улучшает работу ^подшип-
ника.
Раствор найлона-6,6 в крезоле применяют для
покрытия магнитной проволоки, используемой в условиях
класса А. Это покрытие широко применяется в
промышленности. Оно термопластично и плавится при высокой
температуре; его недостатком является поглощение влаги из
воздуха.
Большая часть вырабатываемых полиамидных смол
используется для покрытия проводов. Это объясняется скорее
их высокими механическими показателями, а не
электрическими свойствами, которые, однако, вполне
удовлетворительны. Покрытие из найлона может быть выполнено в виде
изготовленной шприцеванием трубчатой оболочки для
провода или же путем выдавливания расплавленной смолы
непосредственно на проволоку.
Полиамиды на основе растительных масел
Полиамидные смолы, полученные из гдимеризованных
кислот растительных масел, растворимы в спиртах и смесях
спиртов с углеводородами. Они могут применяться в
качестве покрытий с пластификаторами и без них, а также в
сочетании с другими модификаторами. В виде растворов они
большей частью используются для покрытия гибких
подложек: бумаги, целлофана, алюминиевой фольги и др.
Основными их достоинствами являются теплостойкость и
непроницаемость для жиров и воды. Растворимые полиамиды
используют для покрытия печатных трафаретов, для
производства упаковочного материала, блестящей глазури,
предохраняющей печатные схемы от истирания и действия воды
и масел, а также улучшающей их внешний вид, усиливая
блеск и глубину окраски.
Данные4 по паропроницаемости версамидных покрытий
приведены в табл. 18.
63

Таблица 18
Паропроницаемость покрытий из версамидов 940 и 950
Подложка (одиночный лист) без покрытия
То же, вощеная
То же, покрытая с обеих сторон версамидом
940 B,7 5,4 кг на стопу)
То же, покрытая с обеих сторон двойным
слоем версамида 950 A,1 кг на стопу) . .
То же, пропарафиненная и покрытая с обеих
сторон версамидом 950 @,6 кг на стопу)
Крафт-бумага без покрытия ........
Целлофан необработанный
Примерная паропроницаемость
г/л2 в
развернутый
лист
3000
0,2—0,8
100
6—7,5
0,55
1 250
500
сутки*
сложенный
лист
3000
18—20
—
12—15
0,84
1 250
500
* Испытание пэ методу ГАРРІ 443-М-4! (Техническая ассоциация целлюлозной и
бумажной промышленности) при 23° и 50% относительной влажности.
Адгезионные (клеящие) свойства пленки версамида 940,'
нанесенного на бумагу A,8 кг на стопу), характеризуются
следующими данными4:
Величина адгезионной прочности в %
от исходной
при—29° 40J
при + 4° . 40
при+27° , * . 90
Температура нанесения покрытия, С 80—110
Пленки не слипались* ни при контакте лицевой стороны
с лицевой стороной, ни при соприкосновении лицевой
стороны с изнанкой.
При надлежащей пигментации спирторастворимые
полиамиды на основе жирных кислот растительных масел в смеси
с другими материалами могут вводиться в типографские
печатные краски. Эти краски обладают хорошим блеском, те-
* Слипание определяли при хранении при 60° и 75% относительной
влажности по методу TAPPI Т-477-ІП-47. Жиростойкость пленки из
версамида 940, определенная по методу TAPPI Т-454-Ш-44, превышает
1800 секунд.
64

іілостоикостью, водостойкостью, стойкостью к маслам и
жирам, хорошим внешним видом и растворимостью в
спирте. Такие спирторастворимые материалы не разрушают
резиновых валов, часто применяемых на станках для
нанесения покрытий. Они особенно пригодны для печатания на
полиэтиленовых обертках.
Поскольку для большинства видов упаковки применяют
і і ленки толщиной лишь 0,05—0,07 мм, то на них не
получаются отчетливые оттиски с твердых металлических
гравировальных досок. Поэтому предпочитают печатать
специальным флексографическим способом с резиновых матриц.
Однако обычные масла вызывают набухание и разрушение
этих резиновых матриц. Вследствие того, что пластмассовая
пленка не впитывает краску и печатная краска на масцрной
основе слишком медленно сохнет (что замедляет печатание),
для флексографической печати всегда применяют печатные
краски на спиртовой основе.
Единственной природной смолой, пригодной для
изготовления печатных красок и растворимой в спирте,
является шеллак, но он хрупок, мало устойчив к действию воды и
не пристает ко многим пластическим массам.
Кроме перечисленных уже ценных свойств версамидов,
обусловливающих их применение в производстве клеев,
красок и лаков, они обладают также способностью
образовывать прочную взвесь пигментов в печатных красках,
предназначенных для нанесения на упаковочные материалы.
Яти краски обладают хорошей смачивающей способностью
и легко высыхают. Образовавшиеся твердые пленки имеют
высокий предел прочности при растяжении; при этом они
настолько гибки, что не отслаиваются при скручивании и
растяжении.
Термореактивные материалы. Совмещение полиамидов
с эпоксидными смолами
До сих пор рассматривались покрытия только из
термопластичных полиамидов. Термореактивные покрытия могут
юлучаться из полиамидов типа версамид, содержащих
свободные аминогруппы и легко реагирующих с
эпоксидными смолами.
Сочетая аминосодержащие полиамидные смолы с
эпоксидными и фенольными, получают покрытия, которые
можно наносить непосредственно из растворов кистью,
пульверизацией или окунанием. Пленки таких материалов устой-
• Д. Е. Флойд 65

чивы к химическим реагентам, растворителям, высокой
температуре и воде. Поскольку сам полиамид коррозионноустой-
чив, такие пленки обеспечивают отличную защиту от
коррозии чугунных и стальных изделий.
При совмещении полиамидов с эпоксидными смолами
обычно раздельно готовят концентрированные растворы
каждой смолы, соединяют их и, добавляя растворители,
доводят вязкость раствора до заданной.
В качестве растворителей для полиамидного
компонента системы чаще всего применяют смеси спиртов с
углеводородами. В качестве легко испаряющегося растворителя
используют смесь изопропилового спирта с толуолом;
более трудно испаряющийся растворитель, пригодный для
обычной пульверизации, состоит из целлозольва и ксилола,
взятых в соотношении 1 : 9. Для очень трудно
испаряющихся композиций, пригодных для нанесения покрытия
кистью, ксилол может быть заменен высококипящим
бензином.
Эпоксидные смолы растворяют в смеси кетона с
ароматическим углеводородом, например,
метилизобутилкетона с ксилолом.
Пигментацию можно производить обычным способом,
используя шаровые и роликовые мельницы или иные
дробильные аппараты для подготовки тонкодисперсного
пигмента. Обе смолы являются хорошо смачивающими средами
и способствуют перетиру пигмента. Вследствие большой
вязкости полиамидного раствора диспергирование в нем
пигмента часто производят на роликовой мельнице. В качестве
пигментов применяют сажу, двуокись титана, желтый крон,
фтаяоцианиновые зеленый и голубой, толуидиновый
красный, свинцовый сурик и хромат,цинка. Вводить пигмент в
обе части пленкообразователя не требуется. Его достаточно
ввести только в одну часть, если вторую часть
пленкообразователя и разбавитель добавлять непосредственно перед на-4
несением покрытия. Такие покрытия имеют чрезвычайно
высокий блеск и обладают высокой твердостью, гибкостью,
ударной вязкостью5, а также отличной стойкостью к
действию растворителей. Некоторые из этих свойств приведены
в табл. 19.
Определения атмосфероустойчивости, проведенные в ве-
зерометре (аппарат для ускоренного определения атмосфе:
роустойчивости), и выдерживание на открытом воздухе в
местах с различным климатом показали, что пленки из
смеси полиамида и эпоксидной смолы очень долговечны
66

о
о
CD
s
версал
100
CD
пон 8
a>
ст»
о
о
g
о
О*
a>
to
о
О
СЛ
О)
!
О і
--о
s
ю
¦8
і— О
ё
CD
ПОН 1
001
о
GO
1
an
с
І
ции
Соотношение
компонентов
%
Твердость
СО
to
о
о
to
о оо оо
Ъ о о оо
о о о о о
' - —» l СЛ
Г
X
X
І
X
о
Е ><
X
^§
о
со
tu
ills
Гибкость (ис-
i пытание на
стержне), мм
Ударная вяз-
Кость (па
стали), кг-см
S
s
•о
Щелочестсй-
кость*?
20%-ная
уксусная
кислота
50%-ная
серная
кислота
толуол
50 %-ный
этиловый
спирт
вода
н.)
S
о
1
X
О
S
о-
і
о

(рис. 23). Они мало склонны к образованию поверхностной
сетки и глубоких трещин и хорошо сохраняют цвет.
Качество пленок ухудшается спустя очень длительное время, что
выражается в постепенной эрозии или появлении белого
налета (мелениеN.
Рис. 23. Испытание атмосферостойкости красок из смеси
иерсамида и эпоксидной смолы.
¦ Меление появляется на этих пленках, пожалуй,
несколько раньше, чем у некоторых более распространенных
материалов для покрытий (например, у алкидных смол).
Однако пленки более долговечны, так как под этим
налетом лучше сохраняется блестящая поверхность самой
пленки (табл. 20).
Полиамидные пленки, а также пленки из смеси полиамида
с эпоксидной смолой мало проницаемы для водяных паров.
Это видно из приведенных ниже данных по удельной
водопроницаемости*, определенной в чашке Пэйна7:
Льняное масло8 3,0
Прозрачная олифа8 1,0
Версамид 100 и зпон 1001 E0:50) . . 0,28
Версамид 115иэпон 1001 C5:65) . . 0,32
Потери Н2О {мг)-Толщина пленки (мм)
* Удельная uj онинаемость = г^ ^

Таблица 20
Сравнение некоторых свойств покрытий воздушной сушки
Показатели
Эпон 1001 и
этилеыдиа-
мин
100 : 6
Отлип* ........
Первоначальный блеск белой
эмали
Блеск после пребывания в везе-
рометре
300 час
500 час*
Отражение цвета (зеленый фильтр
Гунтера)
Желтизна (A-B-G по Гунтеру)
начальная
после 300 час. в везерометре
деление после 3000 час. в
везерометре
Устойчивость к действию
кипящей воды G час.) . .
20%-ного NaOH A сутки)
50%-ной H2SO4 A сутки)
Твердость по Сварду
через сутки .......
» неделю
» месяц
Ударная прочность (на оловянных
пластинках), кг-см
через сутки
» неделю
130
90
65
5
77,0
1,4
11,8
Сильное
Версамид
100 и
эпон 1001
50 : 50
Версамид
115 и
эпон 1001
50 : 50
Версамид
1Г5 и
эпон 100}
35 : 65
65
102
93
36
77,4
3,6
9,4
80
102
81
30
76,4
і >
I 10,2
Умеренное
80
103
73
12
Не размягчается
Без изменений
Не размягчается
28
42
47
34,2+
34,2+
24
48
50
Зі.2-4-
Разы ягчается
!
26 33
50
50
1 31,2+
> 34,2+
59
34,2+
34,2 +
* Указано время в минутах, в течение которого пленка не дает отлиш
Поскольку покрытия из сплава версамида с эпоксидной
смолой ингибируют коррозию и прекрасно смачиваются,
их можно наносить кистью на влажные поверхности.
По-видимому, при нанесении покрытия кистью вода на
поверхности покрываемого изделия эмульгируется в покрытии. При
высыхании покрытия вода удаляется вместе с растворителем,
и практически получается такое же покрытие, как при
нанесении на сухую поверхность. Версамид-эпоксидные
смолы применяются для покрытия оборудования в
молочном хозяйстве, нефтяных резервуаров, внутренних
поверхностей товарных вагонов, водоопреснителей, промышлен-

ного оборудования, оборудования химических лабораторий,
трубопроводов и различной арматуры (ркс. 24).
Рис. 24. Покрытие влажной стальной трубы
краской на основе смеси версамида и
эпоксидной смолы.
Эти смолы, за незначительными исключениями,
обладают хорошей адгезией к металлам, дереву, резине,
каменной кладке и пластическим массам.
Совмещение полиамидов с фенольными смолами
Значительный интерес представляют также покрытия из
смеси аминосодержащих полиамидных смол с некоторыми
фенольными смолами. Аминогруппы полиамида реагируют
с метилольными группами фенольных смол, образуя новую
углерод—азотную связь, которая соединяет молекулы этих
смол. Одновременно в качестве побочного продукта реакции
выделяется одна молекула воды. Этим данная реакция
отличается от реакции полиамида с эпоксидной смолой,
которая не сопровождается образованием побочных продуктов.
Существуют и другие различия между этими реакциями.
Так, продукт взаимодействия полиамида с фенольной
смолой может долго храниться при обычной температуре.
Заметные изменения вязкости или других свойств смесей
полиамидных смол с термореактивными фенольными смолами в
растворе наблюдаются только по истечении нескольких
месяцев хранения. Таким образом, эти композиции можно
использовать там, где смеси полиамида с эпоксидными
смолами неприменимы.
70

Следующее различие состоит в том, что
полиамид-эпоксидные системы смол отверждаются при 10°, при комнатной
и при несколько более высокой температуре, в то время как
системы полиамид-фенольных смол для получения
наилучших результатов необходимо выдерживать при
температуре 150° и выше.
В отлитых и высушенных пленках из смеси полиамидов
с соответствующими термореактивными смолами сочетаются
высокая химическая стойкость и устойчивость к действию
растворителей, присущие фенольным смолам, а также
эластичность, высокая ударная вязкость и устойчивость к
щелочам, характерные для полиамидных смол9. Вследствие
такого необычайного сочетания высоких качеств они могут найти
широчайшее применение для внутренней облицовки баков,
барабанов, бидонов и ведер. Поскольку эти покрытия
темного цвета, они мало пригодны для декоративной отделки и
не могут служить в качестве основы эмалей, красок для
автомобилей и т. п. Их реже пигментируют, чем покрытия
из полиамида и эпоксидных смол. Пигментирование
полиамид-фенольных смол иногда производится больше для
повышения защитного действия, чем для достижения
декоративного эффекта.
В табл. 21 сравниваются некоторые свойства пленок їв
продуктов взаимодействия полиамидов с фенольными
смолами.
Методы нанесения покрытий
Пленки из полиамидно-эпоксидных смол могут
наноситься при помощи обычных методов—пульверизацией,
окунанием, кистью валиком или раклей. При нанесении
пленки окунанием надо следить за тем, чтобы не превысить
допустимое время пребывания изделия в ванне, особенно при
непрерывном процессе подачи материала в ванну. Пленки из
полиамидных смол наносятся из горячих расплавов
(окунанием, валиками или ножом), а также из раствора
(пульверизацией, кистью, окунанием). Смеси полиамидных и фе-
нольных смол обычно наносят пульверизацией или
валиками, хотя и другие методы, как правило, тоже дают
удовлетворительные результаты.
Полиамидные версамидные пленки могут применяться
для покрытий самых разнообразных поверхностей, так как
обладают достаточным удлинением, эластичностью и
хорошей адгезией к различным поверхностям. Таковы, например,
71

Т а б j
Свойства покрытий из версамидных и фенольных смол*
Компоненты*
Cuotro-
ішєниє ком-

Твердость
по Рок-
керу
Версамид 100 и BLL-3913
(Bakelite)
Версамид 115
и Р97 (Monsanto)
и CLS-3112 (Bakelitt і . . .
if ltKS-2710 (Bakelitc) .
и варкум 5301 • . .
Версамид 125
и BLL-3913 (Bakelite) . . .
и BKS-2710 (uakelite) . . .
BKS-2600 (iiakelite)
45 : 55
68
50 : 50 і 65
: 45
15 : 5Л
50:50
55:45
58

Ударная

вязкость
кг-см
Стойкость к растворителям (состояние пленки
после экспозиции 48 час. при 50°)
' 95%.
ацетон ! толуол ный
• спирт

олеиновая
кислота
60:40 56 118—34
18—34
68+
Мяг-
кая

Мягкая

Твердая
34- 68|Полу-
твер
і Дая
58 A8—34 -
58 і 2—9
60 9—18|
72 | — I
Твер- |
Твердая дая

Мягкая
Полу

твердая
Твер-
дая
вода
щая во
да B
часа)
Щелоче-
стойкость
20%-ный
NaOH B4
часа,
комнатная
температура)

Твердая

Твердая

Твердая

Сморщенная
* Испытания проводили на высушенных пленках толщиной 10 \). (или влажных пленках толщиной 38 ц.), нанесенных из 40%-ного
раствора на оловянную или стеклянную "пластинку и отвержденных при 204J в течение 15 мин. Твердость определяли, царапая пленку ногтем
тотчяс же после изъятия пластинки из жидкости. После испарения растворителя твердость быстро восстанавливалась.
+ v Фенольные (молы применяли»1!, п пи/и* спиртовых рагтворон, *а нерглмнды—в видр растворов в см.егях к^илол-целлочольв (!) : 1)

непроницаемые покрытия по бумаге для предохранения ее
от действия влаги или жиров, уже упомянутые теплостойкие
покрытия и другие.
Смеси версамида с эпоксидными смолами обладают
необычайно хорошей адгезией к поверхности пластических
масс и многих металлов. Они могут наноситься на сталь,,
чугун, медь, латунь, олово, алюминий, оцинкованное
железо, магний и другие металлы, а также на саран, майлар,
целлофан, жесткие виниловые смолы, целлюлозные
пластики, полистирол, акриловые смолы, полиэфирные смолы,
отвержденные фенольные и меламино-формальдегидные
смолы.
Заключение
Развитие промышленности полиамидных пленочных
материалов еще только начинается, но, по-видимому,
потребление их будет непрерывно возрастать, особенно если
снизится их стоимость. Эти пленки пригодны для изготовления
лент, упаковочных материалов и кабельной изоляции. В
настоящее время наибольшего внимания заслуживают найлон-6
и рилсан. і
Термопластичные полиамидные смолы могут применяться
в качестве покрытий для магнитной проволоки и деталей
электронных приборов, а также для многих металлических
изделий. Растворимые и низкоплавкие смолы используются
в качестве лаков для печатных схем, герметичных покрытий,
шленкообразователей печатных красок и непроницаемых
покрытий.
Термореактивные материалы, получаемые из смеси амино-
содержащих полиамидных смол версамид и эпоксидных смол,
широко применяются в качестве защитных покрытий в тех
случаях, когда большое значение имеют химическая
стойкость, долговечность и коррозионная устойчивость
покрытия.
Весьма перспективно использование термореактивных
композиций, получаемых из аминосодержащих полиамидных
смол версамид и реакционноспособных при повышенной
температуре фенольных смол, в качестве лаков горячей
сушки, устойчивых к химическим реагентам и растворителям,
для облицовки бидонов и барабанов, покрытия проводов
и промышленных изделий.
По-видимому, покрытиям и пленкам из полиамидных
смол принадлежит большое будущее.
73

ЛИТЕРАТУРА
R, D u m о n, Mod. Plast., 33, A2), 230 A956).
W. H. А і к е n, Plastics, 7, B), 35 A947).
L. L. S t о t t, Materials a. Methods, 41, F), 93 A955); Org. Finishing,
June, 1956.
General Mills Technical Bulletin 11-B A955).
M. M. Renfrew, H. Wittcoff, D. E. Floyd.
D. W. Glaser, Ind. Eng. Chem., 46, 2226 A954).
General Mills Technical Bulletin 11-0-1 A955).
H. F. Payne, Official Digest, 11, 297 A939); Ind. Eng. Chem..
2, 737 A940).
E. J. Dunn, Official Digest, 24, 365 A952).
D. W. Glaser, R. Ling, D. E. P e e г m a n, D. E. Floyd,
Official Digest, 29, 476 A957).

6. ПОЛИАМИДНЫЕ ВОЛОКНА
С развитием техники наряду с повышением требований
к качеству пластических масс и покрытий значительно
возрос спрос на высококачественное синтетическое волокно.
В этой главе рассматривается преимущественно
использование полиамидных смол в производстве волокон и
тканей.
Все полимеры можно разделить на три группы: каучуко-
подобные, аморфные и волокнообразующие. В каучукопо-
добных полимерах силы, связывающие соседние
полимерные цепи, малы, а сами цепи длинны и очень гибки. В
аморфных, или стеклоподобных, полимерах цепи не отличаются
большой гибкостью, т. е. межмолекулярные силы больше,
чем в каучукоподобных полимерах. К этой группе
относятся многие пластики. Волокнообразующие
полимеры имеют кристаллическое довольно регулярное и
симметричное строение. Межмолекулярные силы в таких
полимерах велики благодаря наличию прочных водородных
связей.
Различают три типа волокон: 1) природные волокна, к
которым относятся шерсть, хлопок, шелк; 2) искусственные
волокна, например вискозный шелк, медноаммиачный шелк,
регенерированные белковые волокна; 3) синтетические
волокна—найлон, дакрон, виньон, дайнел и др.
Искусственные волокна представляют собой химически
модифицированные природные вещества.
В течение почти 25 лет исследования в области
синтетических волокон проводились в основном с целью получении
веществ, обладающих свойствами, аналогичными свойствам
природных волокон и главным образом шелка и шерсти.
Ярким примером являются полиамидные волокна.
Физико-механические свойства полиамидных волокон,
натурального шелка и шерсти очень сходны между собой:
все три типа волокон отличаются прочностью, эластичностью
и химической стойкостью. Однако, что самое удивительное—
это сходство их химического состава: все они относятся к

классу полиамидных полимеров. Найлон содержит
повторяющиеся амидные группировки, расположенные так, что
получается большое число межмолекулярных водородных
связей. Шелк и шерсть являются полимерными веществами
(природные белки), которые также содержат амидные
группировки, образующие межмолекулярные водородные связи.
Волокна искусственного шелка получаются из
природных материалов, которые подвергаются, однако, настолько
глубоким химическим превращениям, что их можно
рассматривать как искусственные волокна.
Еще в 1930 г. были подробно изучены основные
требования, которым должно удовлетворять волокно, чтобы его
можно было использовать для автомобильного корда. Было
установлено, что такие волокна должны обладать высокой
разрывной прочностью, способностью растягиваться,
усталостной прочностью и способностью образовывать тонкие
и гибкие нити. В 1934 г. фирмой «Дюпон» был получен
«кордур»—прочный искусственный шелк, предназначенный
для упрочнения автомобильных шин и для других
производственных целей. С созданием этого волокна не только
удалось удовлетворить производственные нужды одной из
важных и специфических отраслей промышленности, но
появилась уверенность в необходимости дальнейших исследований
в области искусственных волокон.
В конце 20-х и начале 30-х гг. заинтересовались
возможностью использования искусственных волокон для
производства предметов широкого потребления. Было
известно, что вискозу и ацетилцеллюлозу можно использовать
для производства белья и плательных тканей, но многие
потребители считали, что трикотажные изделия из
искусственного шелка непрочны. Были проведены исследования по
изысканию производных целлюлозы, из которых можно
было бы получить лучшее волокно для трикотажных изделий.
Эти исследования имели известный успех, хотя вскоре стало
ясно, что таким путем нельзя полностью разрешить
поставленную задачу, так как при сохранении основных
структурных особенностей целлюлозы, используемой в качестве
исходного сырья, можно было добиться только
незначительного ее модифицирования.
Примерно в то же время Карозерс с сотрудниками
приступили к исследованию синтетических полимеров. В
предшествующих главах описано, как развивались эти
исследования и как они привели к созданию ряда полиамидных
смол, часто называемых просто найлонами (рис. 25).
76

Рис. 25. Внешний вид хирургического шелка из найло-
нового моноволокна (наверх\г) и обычного шелка (внизу).

Перед второй мировой войной промышленное применение
получил лишь один вид синтетического волокна, а именно
найлон. Первый найлоновый завод был пущен в 1939 г., а
уже в 1941 г. производство найлона увеличилось на 170% по
сравнению с предшествующим годом. Большая часть
выпускаемого найлона потреблялась для производства
трикотажных изделий, хотя в 1940 г. он стал использоваться и для
других целей (например, в качестве моноволокна для
теннисных ракеток, изоляции электрических проводов,
волокон для парашютных ремней, строп и тросов). Вследствие
строительства новых и увеличения мощностей действующих
заводов выпуск найлона сильно возрос. Этому
благоприятствовало также запрещение ввоза щелкав США A941 г.).
Рис. 26. Малярные кисти: из натуральной
щетины (слеза), из новой конической найло- .
новой щетины (справа).
В 1942 и 1943 гг. почти весь найлон использовался
для военных целей. Впоследствии за счет найлонового
волокна удалось покрыть дефицит в свиной щетине (рис. 26),
78

ранее импортировавшейся. Новую конически сужающуюся
щетину получали выдавливанием через фильтры с
переменной скоростью.
Несмотря на то, что производство найлона продолжало*
увеличиваться вплоть до 1944 г., потребность в нем была
настолько велика, что вся выпущенная продукция
полностью распределялась государством. После окончания войны
найлон снова стали использовать для гражданских целей.
В дальнейшем текстильной промышленности
потребовались новые типы синтетических волокон. Появились
волокна орлон, акрилан, дайнел, дакрон, а в последнее
время и другие синтетические волокна.
В настоящее время мировой спрос на волокна
значительно превышает их производство. Если бы не синтетические
и искусственные волокна, то одних только природных
волокон не хватило для удовлетворения этого спроса. Общее
потребление текстильных волокон в США составило в 1952 г.
2,94 млн. т, или около 18 кг надушу населения, в том числе
12 кг хлопка, 4,05 кг искусственного шелка и синтетических
волокон и 1,8 кг шерсти. Потребление синтетических волокон
в 1952 г. составило 124,5 тыс. га, или —4% всего
количества текстильных волокон; потребление искусственного
шелка—19% от общего потребления. Полагают, что в 1960 г.
потребуется около 440 тыс. т, а в 1975 г. 1,8 млн. т
синтетических материалов, в том числе 540 тыс. га полиакрилатов,
450 тыс. т полиэфиров, 360 тыс. т найлона и 450 тыс. т
всевозможных других материалов.
Найлон и природные волокна
Шелк, хлопок и шерсть являются^превосходными
волокнами. Хлспск и шерсть значительно дешевле шелка; этим
объясняется больший объем их производства и потребления.
Кроме того, шелк получается в виде бесконечней нити,
тогда как шерсть—в виде штапельного волокна. Для того
чтобы найлон мог конкурировать с этими материалами, он
должен выпускаться не менее чем двух сортов.
Найлон труднее окрашивается, чем вискозный шелк,
хлопок или шерсть. Однако в настоящее время разработаны
способы его крашения, в которых можно применять
красители для ацетатного шелка, кислотные и хромовые
красители, а также прямые, кубовые, основные и азокрасители8.
Обладая большой химической стойкостью, найлон, однако,
постепенно теряет прочность под действием солнечных
79

лучей. Филаментное найлоновое волокно холодит кожу,
а некоторые ткани неудовлетворительны на ощупь.
Недостатками найлона являются также легкость загрязнения,
возможность местного расплавления, тления, горючесть,
возможность накопления статического электричества. Он
почти или совсем не свойлачивается (что может быть и
достоинством и недостатком). Найлон в значительной мере
вытеснил шелк, но шерсть и хлопок он заменит только в том
случае, если цены на него будут существенно снижены.
Формование найлонового волокна
Процесс формования найлоновой нити был описан Мер-
серо12. Процесс состоит из двух 'стадий: первая стадия—-это
расплавление крошки найлона, а вторая—выдавливание,
или прядение, расплава в форме нити. После вытягивания
расплавленного пластического материала в определенных
условиях он приобретает 'эластичность и превращается в
настоящее текстильное волокно, которое можно затем
намотать на шпули и в таком виде отправить
потребителям.
Найлоновую крошку расплавляют, нагревая ее в
атмосфере азота до температуры —300°. При той же температуре
(которую поддерживают при помощи обогревающей
рубашки) расплавленный найлон продавливают под высоким
давлением через заполненный песком фильтр, а затем он
проходит через фильеру (рис. 27)—металлическую пластину с
отверстиями диаметром —0,25 мм.
Найлон выдавливают через эти отверстия
(расположенные возможно дальше друг от друга, насколько это
позволяет размер фильеры) на воздух, где его немедленно
охлаждают во избежание окисления.
Для охлаждения ток холодного воздуха пропускают
перпендикулярно направлению движения нитей. Нити
выдавливают со скоростью около 300 м/мин, но с поверхности
фильеры их отводят с несколько большей скоростью, в результате
чего в момент перехода найлона из расплавленного
состояния в твердое диаметр нити значительно уменьшается. При
этом снижается вес (денье) нити и происходит ориентация
волокон. На этой стадии волокно вытягивается
приблизительно в четыре раза.
Число элементарных волокон в нити определяется
числом отверстий в фильере. Обычно толщина элементарного
волокна приблизительно соответствует трем денье, и, следо-
80

Рис. 27» Прядение волокна рилсан из
расплава,
Элементарные волокна, выходящие из отверстий фильеоы
пропускают через нитеводитель, который соединяет их в оя'
ну нить. Затем нить проходит через длинную шах" где об"
рабатывается паром для снятия с нее электрической зі
ряда и уравновешивания влажности нити с влажностью окру-"
Д. F. Флойд
81

жаюдего воздуха. Хотя найлон и малогигроскопичен, такое
уравновешивание позволяет избежать затруднений при его
переработке. Затем нить пропускают через препарационные
шайбы, на которые наносят препарационные вещества,
склеивающие волокна в нить и предотвращающие ее
расщепление и повреждение; при этом более полно снимается
статический электрический заряд, чем при обработке паром. Нить
проходит через промежуточные галеты, оттягивающие ее
от фильеры, и наматывается на бобины. Этим завершается
первая стадия получения нити.
Неориентированная нить еще не является текстильным
волокном, но ее можно легко превратить в него,
растягивая в пластическом состоянии в 3,5—4,5 раза по сравнению
с исходной длиной. Скорость вращения бобины, на
которую наматывается нить, примерно в четыре раза больше
скорости вращения галеты, придерживающей нить. Полагают,
что у выдавленных, но еще не вытянутых волокон
макромолекулы расположены довольно беспорядочно. После
вытяжки диаметр нити уменьшается, а макромолекулы
располагаются параллельно оси волокна и уплотняются в более
тесный пучок. Благодаря ориентации при вытяжке нить
становится более прочной. Машина, применяемая для
вытяжки нитей, называется крутильно-вытяжной машиной.
Бобину с нитью, снятую с прядильной машины, помещают
на раму, расположенную в верхней части
крутильно-вытяжной машины. Нить проходит через ряд нитепроводящих
набавляющих роликов, а затем через два цилиндра,
регулирующих скорость. Между этими цилиндрами расположены
тормозные палочки, которые фиксируют участок, на котором
происходит вытяжка. Далее нить проходит 3 раза вокруг
вытяжного диска, приводимого в движение от зубчатой
передачи и вращающегося с окружной скоростью, примерно
в 4 раза превышающей скорость вращения роликов. После
вытягивания нить принимается на кольца крутильного
приспособления обычного типа, которое наматывает нить на
шпулю и придает ей определенную крутку (рис. 28).
Для улучшения качества найлона его, подобно шелку,
шлихтуют. Шлихтование может производиться также
заводом-потребителем. Для шлихтований применяются самые
разнообразные вещества. Одной из наиболее
распространенных составных частей шлихтующих агентов является
поливиниловый спирт.
Найлон можно выдавливать в виде более грубого
моноволокна, предназначенного для использования в качест-
82

ве щетины или для иных целей. Моноволокно можно
получать диаметром от 0,05 до 0,125 мм путем
соответствующего изменения скорости съема нити в процессе ее
формования.
Рис. 28. Крутильная машина.
Качество нитей улучшается также при холодной
вытяжке, которая изменяет их внутреннюю структуру14. В этом
процессе не требуются ни тепло, ни растворители, ни
пластификаторы; простое смачивание водой снижает число
обрывов нити. В обычной форме найлон является прочным,
блестящим волокном, похожим на шелк. Применяя кардова-
ние и пятиминутную запарку под давлением 1,75 am,
получают шерстеподобные волокна с неисчезающей извитостью.
Извитость можно придать также механической обработкой
6* 83

волокна нагретыми зубчатыми приспособлениями, его
смятием в специальных аппаратах под давлением и многими
другими механическими и химическими способами.
Извитые волокна найлона-6,6 имеют красивый внешний вид,
способны к упругому восстановлению, обладают большой
прочностью во влажном состоянии и нерастворимы в
большинстве обычных растворителей, за исключением фенола и
муравьиной кислоты.
Срезы синтетических волокон имеют однородную и
правильную форму. Прядением из расплава обычно получают
волокна круглого сечения. Срез природных волокон может
иметь любую форму, обычно тоже правильную.
Методом прядения из расплава перерабатывают в
волокна найлон-6,6, перлон L, саран, полиэтилен, дакрон или
терилен, а также некоторые эфиры целлюлозы.
Минимальная температура размягчения или плавления
волокон должна превышать наивысшую температуру, при
которой они будут применяться. Поэтому предпочтительно,
чтобы температура размягчения волокон была не ниже
200°. Некоторые из применяющихся в промышленности
волокон размягчаются при более низкой температуре.
Найлон-6,6 прядут непосредственно из расплава при
265° или более высокой температуре. Поскольку на воздухе-
при этом происходит изменение цвета полимера, то прядение
ведут без доступа кислорода, например в атмосфере азота.
При температуре плавления найлон-6 образует равновесную
смесь, содержащую значительное количество мономера,
который приходится удалять из расплава отпариванием.
Часто волокна найлона-6 после прядения просто отмывают
от мономера.
Структура волокон
Полимерные вещества можно использовать для
различных целей. Например, полиамидная смола может
применяться в виде волокна или формованных изделий. Однако для
различных областей применения требуются материалы с
разными свойствами. Материал, применяемый для
изготовления формованных деталей, должен обладать малым влаго-
поглощением. Часто для облегчения переработки пластмасс
желательно, чтобы они плавились при более низкой
температуре. Пластические материалы, используемые для
получения волокон, должны плавиться при высокой темпера-
84

туре и обладать сравнительно высоким водопоглощением.
Совершенно необходимо также, чтобы эти материалы
обладали большой прочностью.
Термин «денье», применявшийся в шелковой
промышленности еще до появления искусственных волокон, является
мерой тонины волокна. Точнее, это вес нити длиной 9000 м,
выраженный в граммах. Прочность является мерой
сопротивляемости; это нагрузка, требующаяся для разрыва нити
в 1 денье, выраженная в граммах. Например, если нить в
100 денье разрывается под действием нагрузки в 250 г, то
прочность ее равна 2,5 г/денье. У очень прочных волокон
эта величина может достигать 6—8 г/денье.
Удлинение при разрыве показывает, насколько может
быть растянута нить до момента разрыва. Эластичность
же характеризует восстанавливаемость первоначальных
размеров волокна после вытяжки. Вполне возможны случаи,
когда волокно с большим удлинением при разрыве мало
эластично, и наоборот. Если нить растянута на 10%,
например нить длиной 250 см растянута до 275 см, и после снятия
напряжения сокращается до первоначальной длины, то
ее упругое восстановление равно 100%. Если она
сокращается только до длины 255 см, то ее упругое восстановление
составляет 80%. Обычно волокна высокоэластичны при
малых растяжениях и менее эластичны при больших
растяжениях.
Найлоновые нити производятся тониной от 20 до 210 денье
из элементарных волокон тониной от 1 до 630 и более денье.
Прочность их колеблется от 4,5 до 8 г/денье в зависимости
от типа нити. Удлинение при разрыве может изменяться
от 12 до 100—200%; для некоторых специальных целей
можно получать невытянутые нити-, способные растягиваться
на 400—500%.
При растяжении найлоновых волокон, подвергнутых
предварительной вытяжке, они сокращаются на 50% почти
немедленно после снятия напряжения, приблизительно на
85% через 1 сутки и полностью—примерно через 2 недели.
Способность найлона растягиваться и скорость его
сокращения до некоторой степени зависят от относительной
влажности. Например, для того чтобы получить удлинение,
равное 1%, при 0 % относительной влажности, требуется
напряжение около 0,5 г/денье, в то время как при 50%
относительной влажности требуемое напряжение снижается до
0,3 г/денье, а при 100% относительной влажности—до
0,12 г/денье.
85

Для всех волокон характерна большая величина
отношения длины волокна к его диаметру. Например, длина
хлопкового волокна в среднем равна 25 лш, шерстяного
волокна 76 мм, льняного (элементарное)—25 мм. я их
диаметры равны соответственно 0,0178, 0,025 и 0,023 мм.
Таким образом, отношение длины к диаметру для
хлопкового волокна равно 1400, для шерстяного 3000, для
льняного 1200.
В сечении волокно может иметь любую форму; некоторые
из них имеют круглую форму, как, например, волокна,
получаемые прядением из расплава, некоторые имеют форму
гантелей или собачьей кости. Форма сечения волокна не
имеет такого большого значения, как ее постоянство и
однородность; у искусственных волокон сечение обычно имеет
однородную форму. Нити из круглых волокон мягки, но
хуже окрашиваются,—вероятно, потому, что тело
круглого сечения имеет наименьшую поверхность абсорбции
при том же объеме. Из наиболее ценных природных волокон
с аналогичной химической структурой круглое сечение
(такое же, как у найлона) имеет шерсть.
Более плоские волокна обладают более сильным блеском
и значительно легче окрашиваются, но качество их окраски
хуже. Чем более плоское сечение имеет волокно, тем лучше
оно абсорбирует краситель. У некоторых волокон
поперечный срез имеет многоугольную или зубчатую форму.
Обычно чем тоньше нить, тем она мягче, чем грубее или
толще, тем жестче и тверже на ощупь. Поэтому
большинство нитей изготовляют из многочисленных тонких
элементарных волокон, скрученных в единую прядь, а не из
небольшого числа более грубых элементарных волокон.
Средний молекулярный вес синтетических волокон
колеблется от 12 000 до 20 000. При молекулярном весе ниже
4000 полимер не обладает волокнообразующей способностью
(или она у него слабо выражена) и достаточной прочностью.
Из такого полимера нельзя формовать длинные нити.
Полимер с молекулярным весом от 4000 до 6000 может
образовывать волокна, но такие волокна очень непрочны и хрупки.
Полимеры с молекулярным весом от 6000 до 8000 образуют
более прочные, но все еще неудовлетворительные по прочности
волокна. С возрастанием молекулярного веса до 8000—10 000
волокнообразующая способность и прочность волокон
достаточно высоки.
Поскольку нитевидная молекула имеет прочные
химические связи вдоль цепи, прочность неориентированного во-
№

локна вдоль оси и в других направлениях будет одинакова.
Молекулы некоторых полимеров, например целлюлозы,
жестки и стержнеподобны; другие полимеры, например
полиамиды, очень ги&ки. Свернутые гибкие цепи легко сриен
тируются при холодной вытяжке, что сильно повышает
их прочность в осевом направлении. Способность к
ориентации является результатом наличия вторичных
валентных сил.
Вторичные валентные силы, преимущественно
водородные связи, способствующие ориентации молекул полиамида,
являются в сущности слабыми поперечными связями.
При растяжении каучукоподобного полимера химические
поперечные связи противодействуют вытяжке, стремясь
вернуть макромолекулы в первоначальное неупорядоченное
состояние. Растянутая или подвергнутая вытяжке
ориентированная макромолекула полиамида возвращается в исходное
состояние под действием водородных связей, но так как эти
связи слабее химических, то сокращение происходит
медленнее. Если при вытяжке приложено достаточно большое
напряжение, водородные связи еще более ослабляются и
наступает так называемый предел текучести. При этом молекулы
полимера не разрываются и не разрушаются, а начинают
перемещаться друг относительно друга (процесс течения);
слабые водородные связи при этом разрываются, но могут
вновь образоваться в разных местах цепи между
полярными группами.
В процессе вытяжки молекулы постепенно
ориентируются параллельно оси волокна. Скрученные молекулы
выпрямляются. Под действием больших напряжений сначала
разрываются водородные связи, соединяющие соседние молекулы,
которые при этом смещаются. В конечном итоге смещение
или значительно уменьшается, пли вовсе прекращается, и
дальнейшее растяжение приводит к нарушению сил
главных валентностей, вследствие чего молекула разрывается.
Свойства волокон
При одном и том же денье найлоновая нить значительно
прочнее любого другого текстильного волокна, в том числе
и шелка. Более прочны только волокна изотактического
полипропилена. Найлон не только прочнее шелка, но и
легче его; удельный вес найлона равен 1,14 г/см3, в то время
как удельный вес шелка колеблется от 1,3 до 1,35 г/смд\
найлон не горит, но плавится.
87

Прочность сухого и влажного найлона почти одинакова:
прочность найлона во влажном виде составляет 95% от
прочности в сухом состоянии. Влажное волокно вытягивается
на 22%, а сухое на 20%.
Благодаря большой прочности и малому удельному весу
найлона его удельные показатели прочности (предел
прочности при растяжении, отнесенный к единице веса) очень
высоки (табл. 22 и 23).
Таблица 22
Некоторые физико-механические
Волокно
Изотактический полипропилен .
Полиэтилен (обычный) ....
Найлон (обычный)
Найлон (высокопрочный) . . .
Вискоза (обычная)
Вискоза (высокопрочная?
Аиетилиеллюлоза
Орлон . . ...
Дакрон
Стеклянное волокно
Сталь
Прочность
дольном ]
кг/смЪ
(пучок
волокон)
7 700
1 610
5 320
6 860
2 590
5 ПО
1 750
4 620
5 880
14 840
20 930
свойства
» при про-
эастяжении
е/денье
(единичное
волокно)
9,3
2.Q**
5,2
6,8
2,0
3,8
1,4
4,5
4,8
6,6 \
3,0
!
ВОЛОКОН
Удлинение*
%
31
50

(ориентир.)
650

(неориентир.)
29
22
27
18
27
16
21
3
8
Плотность
г/см*
0,92
0,92
1,14
1,14
1,51
1,51
1,32
1,15
1,38
2,54
7,80
* Растяжение в направлении приложенной нагрузки, выраженное
длине.
** Для высокопрочного полиэтилена 5—9 г/дгнье.
к исходной
Самые высокие прочностные показатели имеют волокна
найлона, омыленного ацетатного шелка, рами и стеклянного
волокна.
Интересно отметить, что два наиболее прочных волокна
являются синтетическими, а не природными. Обычно
природные волокна занимают промежуточное место по проч-
88

ности, хотя иногда некоторые сорта хлопка довольно
прочны. Шерсть стоит по прочности на одном из последних
мест, но зато она обладает рядом других чрезвычайно цен-
хчых свойств. Волокна из казеинового и соевого белка еще
менее прочны, чем шерсть.
Таблица 23
Прочность волокон в сухом и влажном состояниях
Волокно
Найлон (высокопрочный)
Омыленный ацетатный шелк (фортизан) .
Рами
Стеклянное волокно
Хлопок (Океания, острова)
Найлон (обычный)
Хлопок американский, египетский . .
Шелк дегумированный
Хлопок американский нагорный . . .
Вискозный шелк (высокопрочный) . . .
Виниловая смола виньон (высокопрочная)
Вискозный шелк (средней прочности) . .
Виниловая смола виньон (обычная) . . ,
Поливинилиденхлорид
Вискозный шелк (обычный) ...
Медноаммиачный шелк
Ацетатный шелк (обычный)
Шерсть
Волокна из казеинового белка
Волокна из соевого белка
Прочность
сухого
волокна
г/денье
Прочность
мокрого
волокна (% от
прочности сухого)
6,0-8,0
5,0-7,0
6,7
6,5
4,4—6,3
4,5—5,7
4,2-5,5
2,8-5,0
3,0-4,9
3,4—4,6
3,5-4,0
2,5-2,9
2,0-2,8
1,8—2,5
1,8-2,4
1,7—2,3
1,3-1,7
1,2-1,7
0,6-0,8
0,6-0,7
84-90
86
130-160
92
110—130
84—90
110—130
75-90
110—130
61-65
100
62
100
100
45-55
55
60—70
80—90
40-50
35—50
Прочность* (toughness) волокнистого материала
определяется количеством работы, требуемым для его разрыва.
Из синтетических волокон наибольшую прочность имеет
поливинилиденхлорид, а затем найлон. Довольно большой
прочностью, значительно превышающей этот показатель
для других природных волокон, обладает натуральный
шелк.
Стеклянное волокно, несмотря на его большую
прочность, имеет малую эластичность; при трении таких волокон
друг о друга они легко ломаются.
* В данном случае величина «toughness» характеризует одновременно
прочность и эластичность различных волокон.
89

Ниже сопоставлена работа разрыва (toughness) и жесткость
различных волокон по Смиту19:
Работа
ряярыия*
Вискозный шелк (обычный) 17
Ацетатный шглк (обычный) 16
Хлопок 14
Казеиновое волочно ... 14
Вискозный шелк
(волокно G) 14
Медноаммиачный шелк
(обычный) 13
Рами . 8
Абака (манильская
пенька) 7
Стеклянное волокно ... 6
Лен 6
Волокно сталь . ... 5
Пенька 4
Джут 2
Поливинилидеихлорид . .
Найлон (обычный) . . .
Найлон (высок он р оч ный) .
Шелк дегумированный
Ацетатный шелк
(высокопрочный)
Шелк (туеса)
Виниловая смола вшьон
(обычная)
Виниловая смола виньон
(высокопрочная) . . .
Вискозный шелк
(высокопрочный) « ...
Шерсть
Вискозный шелк (средней
прочности)
Омыленный ацетатный
шелк (фортизан) . . .
Работа
разрыва
56
45
41
40
32
30
30
25
20
20
19
19
* СмиПЭ определяет работу разрыва как половину произведения нагрузки на
удлинение, указывая, чго плоідадь такого треугольника является хорошим
приближением к действительной площади под кривой растяжения.
Относительная жесткость волокон разных типов19:
Средняя Средняя
жесткость жесткость
г I греке г I греке
Стеклянное вололно . . . 290 Найлон (оЗычный) ... 22
Лен 270 Виниловая смола виньон
Пенька 200 (высокопрочная) ... 22
Джут 185 Поливинил иденхлорид . . 18
Абака (манильская гюнькаї І75 Шелк дегумированный . . 15
Рами . 167 Вискозный шелк (средней
Волокно сизаль 127 прочности) 15
Омыленный ацетатный Ліедноаммиачньш ішлк
шелк (фортизан) ... 105 (обычный) 14
Вискозный шелк (волок- Вискозный шелк (обычный) 10
но G) 75 Виниловая смола вімьон
Хлопок 57 (оЗычная) 7
Найлон (высокопрочный) . 41 Ацетатный шелк (обычный) 5
Шелк (туеса) 24 Шерсть 4
Вискозный шелк (высоко- Ацетатный шелк (высоко-
прочный4» 23 прочный) 3
Казеиновое полочно ... 2
Обработка найлоновой нити кипящей водой вызывает
усадку приблизительно на 2?о. Это имеет очень большое
значение при кройке одежды, так как необходимо пред-
90

усмотреть допуски на усадку в процессе отделки, чтобы
предупредить последующую усадку готовых изделий. Обработка
паром вызывает значительную усадку найлоновой нити, еще
более увеличивающуюся с повышением давления. При
обработке паром высокого давления усадка достигала 14%.
Данные о поглощении влаги рядом волокон при
различной относительной влажности воздуха приведены в табл. 24.
Таблица 24
Водопоглощение различных волокон
Волокно
Найлон-6,6
Вискозный шелк . . .
Ацетатный шелк . . .
Хлопок
Относительная
влажность
воздуха
10
30
50
70
90
65
65
65
Водопоглоще-
ние
1,4
2,4
3,4
4,7
6,7
11
5
6,5
Прочность найлоновой нити во влажном состоянии очень
высока и значительно превышает прочность нити с узелком.
Ниже приведены данные9 по прочности нити с узелком из
найлона-6,6 в зависимости от типа узла (в % от прочности
сухого волокна):
Ткацкий 97
Накидной 87
Восьмерочный -93
Прямой рифовый Развязывается
Хирургический 80
Двойной хирургический 83
Ткацкий или рыбацкий 70
Ткацкий (неправильно завязанный) . . Развязывается
Ткацкий (правильно завязанный) ... »
Двойной ткацкий 91
Плоский рыбацкий Развязывается
Двойной плоский рифовый 80
Соединительный накидной Развязывается
Соединительный двойной накидной . . 75
Найлоновые нити очень устойчивы против микроорганиз"
мов и насекомых. Моль травит ткани из смешанных волокон,

особенно если в них преобладает шерсть. Не затрагивая най-
лоновой нити, она полностью уничтожает всю остальную
ткань. Найлонозая нить обладает отличной стойкостью к
щелочам. При действии 5%-ной серной кислоты при 90°
прочность волокна за 16 мин. понижается на 5%, а за
6 час.—на 25%. Экстрагирующие и моющие вещества
оказывают незначительное влияние на найлон.
Найлон не изменяется при нагревании в течение 3 час.
при 200° в отсутствие кислорода или при шестидневном про-
паривании при 100°. Он теряет 25% прочности при обработке
кипящей водой и 2—3% при обработке холодной водой. Под
действием пара найлон легко подвергается усадке.
На рис. 29 приведены кривые
напряжение—деформация для найлона, шелка и вискозы, а на рис. 30 и 31
показано поведение найлона и шелка при многократном
растяжении.
Восстанавливаемость найлоновой нити больше, чем
шелковой нити, но при малых нагрузках найлон больше
растягивается (рис. 30, 31).
Химическая структура природных белков близка к
структуре синтетических полиамидов. Большинство амидных
звеньев в молекулах белка образовано а-аминокислотами
таким образом, что амидные группы более регулярно
расположены, чем в молекулах синтетических полиамидов
—CONH
RHC-CONH
і
RHC—CONH
I
звенья молекул белка
Различия в свойствах белковых волокон зависят от
многочисленных факторов, в том числе от типа группы R,
связанной с а-аминогруппой, от наличия других остатков,
в том числе остатков диаминокарбоновых и аминодикарбоно-
вых кислот, от размера и формы молекул, а также от их
пространственной конфигурации.
В табл. 25 некоторые свойства волокон шерсти и
природного шелка (природные белковые волокна) сопоставлены
со свойствами синтетических волокон, полученных из поли-
гексаметилендиамина (найлон-6,6Iв. Предел прочности при
растяжении сухого моноволокна обычного найлона
колеблется в пределах от 3150 до 3850 кг /см2.
92

5,6
V
U'°
3,2
/
/
/
/
/ -A
V
2
/
/
-1
/
у
г
3
\ и
/
•
Ofi
0 5 10 15 20 25
Удлинениеt %
Рис. 29. Растяжимость волокон:
/—найлон; 2—природный шелк; 3—ви-
скоаа.
3,6
3,2
г,в
2,U
і
^ 1,0
0,8
ОА
0
Рис.
лона
I
/
/
т
ILL
/і і
і
ЇЇГ
л
й 1
IN
/////
/
/
5 Ю >5 2L
Удлинение, %
30. Растяжимость най-
6,6 при многократных
нагружениях.
3,6
2Ч8
і
2,0
/
1
1
л/
Л
I/
\\
III
1 /
/V
1 Y
т
т
/
/
1/
t
/0 /J
Удлинение, %
20
Рис. 31. Растяжимость
природного шелка при
многократных нагружениях.

Таблица 25
Прочность и удлинение различных волокон в сухом и влажном состоянии
Волокно
Натуральный шелк
Шерсть
Найлон-6,6 . . .
Прочность
в сухом
состоянии
г/денье
2,8-4,7
1,0-1,5
4,5-4,8
Прочность во
влажном
состоянии, % от
прочности
сухого волокна
75—85
80-90
84-90
Удлинение, %
в сухом
состоянии
13-20
30-50
18-22
во влажном
состоянии
12—30
Новые полиамидные волокна
Одним из более новых синтетических волокон является
полиамид рилсан (рис. 32), получаемый
поликонденсацией (о-аминоундекановой кислоты. Так же, как и другие
волокна, прядомые из расплава, рилсан имеет круглое
поперечное сечение. Он обладает очень малым удельным весом
и поэтому является объемистым волокном. Рилсан можно
отличить по его малому удельному весу: например, он
плавает в 7—8%-ном водном растворе едкого натра, тогда как
найлон-6 и найлон:6,6 тонут в нем. Рилсан также
значительно менее гигроскопичен, чем найлон-б и найлон-6,6.
Большое значение имеет то обстоятельство, что водопоглощение
рилсана не увеличивается с повышением относительной
влажности воздуха. В этом отношении рилсан несколько
напоминает полиэфир терилен. Волокно рилсан обладает
следующими механическими свойствами:
Прочность, г/денье 5
Удлиненна, % 25
Упругое восстановление (при
растяжении на 6%), %,........ 100
При сравнении кривых «напряжение—деформация»
рилсана, найлона-6 и найлона-6,6 видно1' 4, что рилсан обладает
более высоким начальным модулем эластичности. Начальный
модуль эластичности найлона-6 равен 20, для найлона-6,6
составляет 25, а для рилсана 50 г/денье. Последнюю величину
можно сравнить скорее с начальным модулем эластичности ор-
лона G0 г /денье) и терилена A00 г/денье). Такая повышенная
жесткость обеспечивает большее постоянство размеров и
предопределяет большую ценность рилсана для щеточного
производства, в котором по той же причине предпочитают
94

использовать найлон-6,10, а не найлон-6 и найлон-6,6. Рил-
сан поглощает так'мало влаги, что прочность его и
удлинение в сухом или мокром состоянии практически одинаковы.
Рис. 32. Нити рил сан»
По другим свойствам, таким, как прочность на истирание
и изгиб, рилсан очень близок к найлону-6 и найлону-6 6
Вследствие малой гигроскопичности рилсана проникновение
в него красителей затруднено. В остальном он по способ-
95

ности окрашиваться аналогичен высокомолекулярным
полиамидам, но так как он плавится при более низкой
температуре, то его можно окрашивать в процессе прядения,
пользуясь для этого широким ассортиментом красителей.
L . .,-
Рис. 33. Обивка стула рилсаном
Ткани из рилсана (рис. 33) хорошо выдерживают
многократную стирку и либо вовсе не изменяются, либо
приобретают слегка желтоватый оттенок. Они хорошо
противостоят действию микроорганизмов и не травятся молью:
выстиранные ткани почти тотчас же высыхают.
96

/ Прядение
Разработаны многочисленные методы формования
волокон из полимерных молекул различных типов, а также
методы вытяжки, придания извитости и прочие виды обработки
волокон. Однако прядение найлона из расплава более
экономично, чем прядение синтетических полимеров иными
способами.
Непрерывная полимеризация найлона, например найлона-6
или перлона L, а также прядение расплавленного полимера
без предварительного получения из него твердой крошки,
имеет известные преимущества. Непосредственное получение
нити без промежуточного охлаждения, непрерывность
процесса и большие объемные выходы при.сравнительно
небольших капиталовложениях, несомненно, дают значительный
экономический эффект. Все это делает найлон-6
ценным видом сырья для производства синтетических
волокон. Но, подобно большинству материалов, он имеет и
некоторые недостатки. В найлоне-6 часто содержатся
небольшие количества непрореагировавшего мономерного капролак-
тама, который для получения высококачественного волокна
необходимо удалить. При удалении мономеров испарением,
экстракцией или иными способами требуются
дополнительные устройства для регенерации и повторного использования
этих веществ. Выход полимера не достигает теоретического,
так что часть мономера должна быть рекуперирована для
повторного использования.
Крашение волокон
Для крашения найлона часто рекомендуют красители,
применяемые для ацетатного шелка, так как они дают
ровные оттенки, хотя их светопрочность и не так велика, как
светопрочность некоторых других нейтральных красителей.
Для крашения найлона в черный цвет часто применяют
природный краситель—кампеш (черный сандал). Черный
найлон можно получать также, используя черные азокрасители
для ацетатного шелка, образующиеся на волокне. Для
крашения найлона в средние тона рекомендуются обычные
красители для шерсти. Можно применять и хромовые
красители, используемые при крашении шерсти, но эти красители
трудно закрепляются на найлоне.
Полиамидные волокна можно окрашивать обычными
красителями для шелка, шерсти и ацетатного шелка, а также
Д. Е. Флойд 97

антрахиноновыми кубовыми красителями. Пропитывая
волокна 2%-ным раствором стеароамидо- или стеарооксимети-
ленпиридинийхлорида с последующей сушкой при
повышенной температуре, им можно придать непромокаемость
и мягкость. Сухая очистка не представляет больших
трудностей при использовании обычных реагентов.
При крашении найлоновую ткань не следует натягивать;
перед крашением ее следует подвергнуть «усадке». Для
очистки и крашения в виде жгута часто бывает необходима
обработка материала на цилиндрах острым паром при
давлении 0,7—1 am. Этим предотвращается образование нераз-
глаживающихся складок. Иногда для достижения
наилучших результатов может оказаться необходимым
поддерживать температуру ванны 77—88°. :
В табл. 26 приведены данные о сродстве некоторых
волокон к различным красителям.
Таблица 26
Сродство некоторых волокон к
Красители
Кислотные для
шерсти
Протравные
Мета ллсодержа щ ие
Прямые для хлопка
Дисперсионные для
ацетатного шелка
Солацетовые
Кубовые
Азокрасители
Сернистые
Основные
1
красителям9
Волокна
шерсть
Достаточное
»
»
Ограниченное
Отсутствует
Достаточное
»

Ограниченное*
Не
применяются
найлон
Достаточное
Достаточное*
Достаточное
Ограниченное
Д остаточне >е
»

Ограниченное*
Ограниченное
Слабо-
Достаточное Ограниченное
ацетатный
шелк
Очень слабое
Ограниченное
Отсутствует
»
Достаточное
»
Ограниченное

Ограниченное*
Не
применяются
Достаточное
вискозный
шелк
Отсутствует
»
»
Полное
Отсутствует
»
Достаточное
»
»
»
". Требуются і пециальные методы нанесения.
Фирма Cnemstrand разработала и предложила новый
метод крашения найлона, названный «кемнайл», пригодный
для крашения волокна и плотных тканей хромовыми, а

также кислотными и прямыми красителями,.Окрашенные по
этому способу обычные и трикотажные найлодовые ткани,
не линяют при стирке при 71° и не выцветают при.исцытанид
на светопрочность ускоренным способом в течение 20 час.
По способу «кемнайл» в красильной вднне поддерживают
температуру 205°, окрашивая ткани в темно-синие^; черные,
коричневые и другие цвета. До сих пор окраска найлоновых
тканей в темные тона вызывала затруднения. В настоящее
время фирма «Дюпон» окрашивает найлон при прядении
только в черный цвет. Дисперсионные красители, обычно
применяемые для крашения найлона, иногда недостаточно
устойчивы при стирке и действии света. По данным фирмы
Chemstrand, из 250 испытанных красителей 70 красителей
показали удовлетворительные результаты при крашении
по способу «кемнайл».
Нанесение покрытий на волокно3
Нанесение на полиамидные волокна смол или каучуко-
подобных материалов, сильно отличающихся по
эластическим свойствам от найлона, дает своеобразный эффект. При
покрытии каучуком получаются извитые или
спиралевидные волокна, а смоляное покрытие придает поверхности
волокна шероховатость, которая делает его похожим на
шерсть. Для получения пряжи с переменным денье для
специальных целей нити любого типа можно пропускать между
двумя нажимными роликами, вращающимися с одинаковой
скоростью. В одном из роликов (или ц обоих) имеется паз.
Часть пряжи попадает в паз и не вытягивается в такой мере,
как остальная пряжа.
Обработка найлона смолами получила большое
распространение после второй мировой войны. Найлонрвые ткани
типа маркизета, обычно применявшиеся для изготовления
занавесей, имеют на ощупь недостаточную жесткость. Кроме
того, для авиважа и улучшения качеств материала,
определяемых на ощупь, желательно придавать ткаци ворсистость.
Для этой цели можно использовать различные вещества.
Так, для повышения жесткости ткани можно применять
термопластичные смолы, например акрилату но
обработанная ткань сохраняет жесткость недостаточно долго и не
приобретает желательной степени ворсистости, Меламино-
формальдегидные термореактивные смолы придают ткани
ворсистость и, в зависимости от количества, примененной,
смолы, различную жесткость. Эти смолы .придают также
7* 99

ткани гладкость, упругость и устойчивость при носке,
стирке и химической чистке. Обработка этими смолами
снижает скольжение нитей.
При получении найлоновых тканей типа тафты обработка
найлона меламино-формальдегидной смолой придает ткани
заданную жесткость (от незначительной до пергаментопо-
добной). Можно использовать также частично полимеризо-
ванные мочевино-формальдегидные смолы, но они не
обеспечивают такой высокой упругости, гладкости и
износостойкости, как меламино-формальдегидные смолы. Мочевино-
формальдегидные смолы пригодны для обработки
найлоновых тканей общего назначения, но при хранении этих смол
возможно выделение газообразного формальдегида,
особенно при высокой влажности воздуха и повышенной
температуре.
Тяжелые найлоновые трикотажные ткани, применяемые
в обувном производстве, можно аппретировать меламино-
формальдегидными смолами и смолами «пермел». Сочетание
этих двух смол придает ткани жесткость; ткань остается
твердой и вместе с тем упругой при сгибании. Такое
покрытие повышает также устойчивость к загрязнению под
действием водных растворов и содержащих влагу веществ.
Меламино-формальдегидные смолы придают жесткость
неаппретированному, легко сминающемуся, прозрачному
легкому найлону, улучшая его внешний вид. Они повышают
также жесткость найлонового кружева и предотвращают его
скручивание.
В последние годы было установлено, что вес сеток Рашель,
изготовлявшихся ранее преимущественно из хлопка, может
быть уменьшен при использовании найлона. Однако без
обработки меламино-формальдегидной смолой найлон
слишком мягок и эластичен и не обладает небходимой жесткостью
и упругостью. Меламино-формальдегидное аппретирование
имеет один недостаток: оно повышает воспламеняемость
найлона.
Законом от 1954 г. были установлены ограничения по
воспламеняемости тканей; в связи с этим потребовалось
изыскать новые виды аппретов. Неаппретированные
найлоновые ткани имеют незначительную воспламеняемость; обычно
при соприкосновении с пламенем они не горят, а плавятся.
Например^на&юновая ткань загорается от горящей спички,
но затем начинает плавиться и горение прекращается. Это
объясняется тем, что плавление найлона сопровождается
поглощением тепла, в результате чего понижается темпера-
100

тура. Более того, плавящийся найлон стекает каплями с
ткани, отводя таким образом тепло и горючие побочные
продукты. Меламиновый аппрет повышает температуру
плавления найлона, поэтому ткань не плавится и горение
продолжается. Сочетая тиомочевино-формальдегидную смолу с мо-
чевино-формальдегидной, можно получить жесткий и
негорючий аппрет. Вероятно, тиомочевино-формальдегидная
смола придает найлону огнестойкость, так как снижает его
температуру плавления, вследствие чего ткань плавится и
не горит. С другой стороны, тиомочевинный аппрет, хотя и
снижает воспламеняемость найлона, но в отличие от мелами-
нового аппрета, не делает его приятнее на ощупь, а также не
повышает его износостойкость и стабильность. Тем не
менее сочетание тиомочевино- и мочевино-формальдегидных
смол получило широкое распространение, так как при этом
волокно приобретает пониженную воспламеняемость при
удовлетворительном внешнем виде.
Часто для защиты найлоновой нити от повреждений в
трикотажном производстве и ткачестве и для облегчения
дальнейшей переработки найлона приходится применять
шлихтование. Шлихта должна легко удаляться.
Разработано много рецептур шлихты; одним из типичных составов
является смесь водного раствора частично омыленного по-
ливинилацетата, борной кислоты и 2—8% полиоксиэтилена.
После высушивания нити можно вводить перед
вязанием 5% оливкового масла. В качестве смазывающего
вещества было предложено использовать также бутил-
хлорстеарат.
Способность найлоновых элементарных волокон и нитей
накапливать статические электрические заряды, может быть
уменьшена обработкой материала водным раствором диал-
килфосфоновой кислоты.
Применение волокон
Найлоновая пряжа применяется для производства
многих видов тканей. Хотя найлон не считают заменителем
шелка, в производстве дамских чулок он вытеснил шелк. В
настоящее время из найлона или смеси найлона с другими
волокнами изготовляют самые разнообразные трикотажные
изделия: бесшовные чулки, носки, перчатки, подтяжки,
корсеты, пояса, галстуки и рубашки, пижамы, вечерние
платья, легкие ткани типа маркизета и муслина. Из пропи-
10!

тайного 'водонепроницаемым составом найлона изготовляют
шторы для душевых,: зонтики, непромокаемые плащи, легкие
тенты и многие другие изделия. .
Найлон используется также для производства
парашютной ткани и подвесной системы парашюта. Парашюты из
найлона оказались пригодными для применения в самых
различных условиях не только вследствие их высокой
прочности и эластичности, но также и благодаря их устойчивости
к микроорганизмам (они могут применяться и храниться в
тропическом климате). По тем же причинам рыболовные сети,
противомоскитные сетки, подвесные койки, плащи, шнурки
для ботинок и электрическую изоляцию изготовляют из
найлона.
По внешнему виду найлоновое штапельное волокно
напоминает шерсть. Из него изготовляют пряжу для свитеров,
купальных костюмов, женских жакетов и другой одежды.
Найлон часто применяют в смеси с шерстью. Это придает
шерсти высокую прочность на истирание и разрыв.
Добавление 5% найлонового штапельного волокна
несколько повышает выход шерсти при прядении, а при
смешении 10 ч. найлона с 90 ч. шерсти выход при ткачестве
увеличивается с 75 до 90%.
Наибольшим достоинством тканей, содержащих найлон,
является большая износостойкость изготовляемых из них
изделий. Например, установлено, что срок службы носков
военного образца, связанных из смеси шерсти с 25%
найлона, в пять раз больше, чем чисто шерстяных. Однако они
менее приятны в носке, так как часто они грубее
шерстяных, в них жарко, и найлоновые волокна «вылезают»
из носка.
Смеси найлона с шерстью могут успешно применяться
для легких костюмных тканей и верхней одежды.
Наблюдается тенденция использовать для этой цели
низкокачественную шерсть, улучшенную добавлением небольшого
количества найлона. Удовлетворительные результаты дает
также смесь найлонового штапельного волокна с вискозным
шелком. Смеси найлона с хлопком оказались непригодными
для изготовления текстильных изделий.
Из найлона изготовляют тесьму, ткани, ремни, плетеные
изделия, швейные нитки, ленты для пишущих машинок,
хирургический шелк, лески, ремешки и браслеты для
часов, парашютные ремни. Из найлона получаются хорошие
буксирные канаты для планеров, способные растягиваться
на 40% (по отношению к исходной длине) и амортизировать
102

толчки при подъеме планера. Найлоновые веревки и канаты
иироко используются для военных нужд, а корд—для
упрочнения шин военных и гражданских автомобилей.
Найлоновые моноволокна разной толщины применяются
для изготовления сверхгибких рукавов, коррозионноустой-
чивых сит и в производстве различных щеток. Получение
щетины из найлона произвело переворот в щеточном
производстве.
Впервые такую щетину применили для производства
зубных щеток; сейчас из нее изготовляют не только */5 всех
выпускаемых высококачественных зубных щеток, но и
щетки для волос, одежды, ногтей, массажные и половые
щетки. Из найлоновой щетины изготовляют, кроме того, многие
щетки производственного назначения, например для
наклейки этикеток на бутылки, для уборки, для печатания по
ткани, для мытья бутылок, для химической чистки
текстильных изделий, для очистки металлических деталей после
нанесения на них гальванического покрытия, а также для
вакуумных очистительных приспособлений. Коническая щетина
заменила свиную щетину и в производстве малярных кистей.
Моноволокно используется для производства шнура
теннисных ракеток, рыболовной оснастки, а также для ремонта
мебели.
Конические найлоковые волокна20, применяемые
преимущественно для производства малярных кистей и щеток
производственного назначения, изготовляются различной длины
и различной конусности (для различных целей
выпускаются найлоновые нити разных типовJ0:
Длина, мм
50; 57
от 63,5 до 139
(с интервалами 6
,7
мм)
Конусность, мм
0,23-0,15
0,3—0,2
0,23—0,13
0,3—0,2
0,4—0,25
На такую щетину не действуют спирты, за" исключением
метилового и этилового (бутиловый, пропиловый и др.)» а
также хлорсодержащие растворители, например четырех-
\лористый углерод, хлороформ, трихлорэтилен;
нефтепродукты—бензин, лигроин, керосин; ароматические
углеводороды—бензол, толуол; эфиры—метилацетат, бутилацетат, изо-
лропилацетат, амилацетат; альдегиды, кетоны, щавелевая
кислота, щелочи; щелочные мыла, моющие вещества—три-
натрийфосфат, тринатрийфосфат с кальцинированной содой.
103

Ниже сопоставлены физико-механические свойства найло-
вых нитей:
Хирургиче- Щетина для щеток Рыболовная леска
ский шелк тайнекс 3
тайнекс 2
неизвитая извитая тайнекс 2 тайнекс 1
Удлинение, % . . 12-28 10-32 12—28 12—28 10-32
Упругое
восстановление % .... 40 42 35 40 42
Температура
плавления, °С ... 249-257 208—220 208-220 249—257 208—22а
Жесткость, кг/см* ~ 17500 15400
Предел прочности
при разрыве,
кг/см2 — 2 800 2 450 — —
Хирургический шелк и рыболовная леска характеризуются
следующей разрывной нагрузкой при различном диаметре
нити:
Хирургический шелк (тайнекс 2)
Диаметр, мм .... 0,13 0,18 0,23 0,28 0,36 0,43 0,51 0,58
Разрывная нагрузка, кг 0,45 0,9 1,35 2,02 3,15 4,5 5,85 9,0
Рыболовная лес к а (та й к е к с 2)
Диаметр, мм 0,20 0,23 0,25 0,28 0,30 0,33
Разрывная нагрузка, кг .... 1,1 1.35 1,575 2,0 2,25 2,7
Диаметр, мм 0,36 0,38 0,43 0,48 0,53 0,5*
Разрывная нагрузка, кг .... 3,1 3,6 4,5 5,4 7,2 9,0
Рыболовная леска (тайнекс 3)
Диаметр, мм 0,7! 0,81 1,01 1,1!
Разрывная нагрузка, кг 13,4 3 8,0 22,5 27,0
Шинный корд
За последние годы сильно возросло использование
найлона (обычно найлона-6,6) в качестве корда для
автомобильных шин, придающего им теплостойкость, повышающего
прочность и предотвращающего сквозные разрывы. Такие
высококачественные шины выпускаются разных размеров
104

почти для всех легковых и многих грузовых автомобилей.
Раньше всего эти шины стали применять в тех случаях, когда
соотношение между весом автомобиля и размером шины
вызывает перегрузку обычных шин.
По-видимому, найлон завоевал прочное место в качестве
корда для шин, вытесняя высокопрочный вискозный шелк,
который в 1960 г. должен быть заменен найлоном на 75%
(по эквивалентному весу).
Фирма «Дюпон» выпускает высокопрочную найлоновую
пряжу с высоким денье на заводах в Сифорде, Делавер и
Чатанга (Теннесси).
В конце 1956 г. эта фирма сообщила, что в Ричмонде
(Виргиния) рядом с заводами вискозного шелка и целлофана
строится завод, рассчитанный на выпуск 18 тыс. т найлоно-
вой пряжи для шинного корда и других промышленных
изделий. Пуск завода был намечен на конец 1957 г.
В конце октября 1956 г. фирма «Кемстренд» сообщила о
новом расширении своего завода по производству
пластических масс до мощности 51 300 ml год. К ноябрю 1957 г.
мощность этого завода увеличилась с 22 500 до 39 600 т и
к январю 1958 г. —до 45 000 т. Как сообщалось, эта фирма
собиралась увеличить выработку найлона еще на 11 700 mf
главным образом, для удовлетворения растущего спроса
на найлоновую пряжу для производства шинного корда
и других промышленных изделий.
Потребление найлона в виде шинного корда возросло с
8600 т в 1953 г. до 13 600 т в 1954 г., 22 650 т в 1955 г. и
27 200 т в 1956 г. Имеются различные сведения о степени
заполнения рынка найлоном для производства шин.
Некоторые считают, что в производстве шин для гражданских
легковых автомобилей найлон еще почти не применяется;,
по другим данным, шины для военных и грузовых
автомобилей уже полностью переведены на найлоновый корд.
Полагают, что 1/3 всех шин для грузовых машин уже
изготовляется с использованием найлонового корда и что
остальные грузовые шины в скором времени тоже будут переведены
на найлок.
Потребление высокопрочного вискозного шелка в
шинном производстве достигло максимального количества в
1953 г., составив 194 800 т. В следующем году оно
снизилось, но в 1955 г. снова увеличилось до 185 700 т. В связи
с намечающейся заменой вискозного корда на 7Ъ% найло-
новым потребление для шин пряжи из вискозного волокна
должно снизиться приблизительно до 67 500—90 000 /п.
105

Эффективность найлонового корда такова, что 1 кг его
заменяет 1,5 кг вискозного корда. С преодолением
затруднений в обработке найлона эта разница увеличится до
соотношения 1 : 2, хотя качество высокопрочного вискозного
корда также, по-видимому, будет улучшаться.
Заключение
К текстильным волокнам предъявляются следующие
требования: высокий молекулярный вес полимера, высокая
прочность и сравнительно высокая температура плавления.
Это должны быть суперполимеры с молекулярным весом
больше 10 000 и температурой плавления не ниже 200е,
так как ткани не должны плавиться или разлагаться при
утюжке или запарке. Из полиамидных полимеров этим
требованиям удовлетворяют найлон-6,6, найлон-6,10, найлон-6
и полиамид-11 (рилсан). Несмотря на то, что из
разнообразных веществ синтезировано много других
высокомолекулярных полиамидных смол с температурой плавления около
200°, лишь незначительное их число получило
промышленное значение. Вполне вероятно, что здесь играют роль и
такие факторы, как стоимость производства или доступность
исходного сырья.
К 1958 г. насчитывалось около пятнадцати различных
видов синтетических волокон, которые были неизвестны до
1938 г. Их производство быстро развивается; по отчетным
данным, в 1957 г. производственная мощность заводов
синтетических волокон в США составила 210 645 т.
Имеется много предпосылок для увеличения
производства синтетических волокон. Во-первых, растущий спрос на
текстильные материалы не покрывается природными
волокнами; во-вторых, необходимы волокна, производство
которых не зависит от погоды и различных природных явлений.
В настоящее время ведутся исследовательские работы в
области изыскания новых синтетических волокон,
молекулярная структура которых максимально отвечала бы
предъявляемым к ним требованиям.
Несмотря на громадное значение работ, проведенных
Карозерсом, и успешное внедрение их в промышленность,
область синтетических волокон представляет обширное поле
для научных изысканий. Пока еще ни одно синтетическое
волокно не является универсальным. Синтетические волокна
обладают высокой прочностью, химической и биологической'
стойкостью, но не способны впитывать влагу, что желатель-
106

но при их применении для одежды, и не способны так
сильно растягиваться, как шерсть. Должны быть синтезированы
новые волокна, обладающие гидрофильностью.
Синтетические волокна в большинстве применяются на текстильных
фабриках в смеси с природными или искусственными (т. е.
полусинтетическими) волокнами.
Важным направлением в развитии текстильной
промышленности является получение нетканых изделий—структур,
получаемых из текстильных волокон без прядения и
ткачества. Их потребление в США возросло с нескольких тонн в
1946 г. до 22 600—33 950 т в 1956 г. и, вероятно, в
дальнейшем увеличится еще больше. Такие структуры не новы.
Войлок является нетканым материалом, в котором связь
между шерстью и волосом осуществляется за счет
поверхностных свойств, присущих этим волокнам. В других
нетканых изделиях масса штапельного волокна
связывается в материале нагреванием или при помощи
клея.
Впервые нетканые материалы стали широко
применяться для изготовления предметов детской одежды. Затем их
стали применять для изготовления типографского шпона,
фильтровальных тканей, кухонных полотенец, фартуков и
ряда других изделий.
Полиамидные смолы в США производятся фирмами Du
Pont, Allied Chemical and Dye Co., Chemstrand Corp.
и др. Эти фирмы имеют возможность совершенствовать
найлон, обеспечивая ему тем самым ведущее место среди других
синтетических полимерных волокон.
Химические волокна несколько дороже, чем природные,
но цены на них более стабильны. Как правило, природные
волокна, за исключением шелка, дешевы, но цены на них
каждый год сильно колеблются. Например, 1 кг
американского хлопка среднего качества стоил в 1934 г. в среднем
12 центов, в 1938 г.—43 цента, в 1947 г.-—79 центов, в
1950 г.—1 доллар 3 цента и в 1952 г.— 1 доллар 87 центов.
Цены на шерсть колебались следующим образом: 1 кг
шерсти стоил в среднем в 1934—1938 г. 29 центов, в 1947 г.—
64 цента, в 1950 г.—1 доллар 15 центов, в 1951 г.—3 доллара
37 центов и в 1952 г.—1 доллар 53 цента.
Из синтетических волокон найлон является наиболее
распространенным. Данные по его производству (в т) таковы:
107
Годы . . .
Количество
і 938
900
1940
1800
1945
10 800
1950
45 000
1951
67 500
1955
135 000

Представляет интерес сопоставление производства найло-
нового и некоторых других волокон (в т) по годам:
1951 г. 1954 г. 1951 г. 1954 г.
Найл он
Дакр он
Орло н . .
Дайн ел
, 67 500
1800
3 600
1 800
112 500
21 150
18 000
11 250
Акрилан . .
Саран . . ,
Виньон . .
450
4 050
450
13 500
18 000
1 800
В 1951 г, производство синтетических волокон составляло
менее 1 % мирового производства всех текстильных волокон
и лишь около 5% производства искусственных волокон.
В 1951 г. природных волокон производилось 12 150 000 т,
вискозного волокна 1 800 000 га, белковых волокон 4500 т
и синтетических волокон 99 000 т. Потребление различных
волокон в США в 1957 г., по неуточненным данным,
составляло: 5 400 000 т хлопка, 900 000 га шерсти, 1 350 000 га
вискозного волокна, 360 000 га найлона, 540 000 га орлона
и 450 000 т дакрона.
Из всего сказанного выше следует, что для успешной
конкуренции синтетических волокон с природными,
необходимо чтобы их качество непрерывно улучшалось, а цены
понижались.
ЛИТЕРАТУРА
1. R. А е 1 і о n, Fibres (Eng. a. Chem.), 17, 79 A956).
2. Chem. Week, 78, B4), 65 A956).
3. Т. F. Cook, Р. В. Roth, Text. Res. J., 26, 229 A956).
4. R. D u m о n, L'Industrie Textile, 67, 106 A950).
5. M. Harris, Handbook of Textile Fibers, Harris Research
Laboratories, Washington, 1954.
6. R. Hill, Fibers from synthetic polymers, N. Y., 1953.
7. С. S. Jones, Ind. Rubb. J., 106, 281 A944).
8. G. L о a s b y, Rayon Textile Monthly, December, 1943.
9. G. Loasby, Silk. J. a. Rayon World, May, p. 32 A943).
10. R. M. Lodge, Fibres from synthetic polymers, Amsterdam, 1953.
11. J.M.Matthews, Matthews textile fibers, 6th ed., N. Y., 1947.
12. H. C. Mersereau, Can. Chem. a. Proc. Ind., 29, 808 A945).
13. R. W. Moncrieff, Artificial fibers, 2nd ed., N. Y., 1954.
14. J. B. Quig, Text. Res. J., 23, 280 A953).
15. S с h і 1 d k n e с h t, High polymers, vol. 10, N. Y., 1956.
16. H. R. Simonds, A. W є і t h, M. H. В і g є І о w, Handbook
of plactics, 2nd ed., N. Y., 1949.
17. J. V. 'Sherman, S. L. S h e r m a n, The new fibers, N. Y.,
1946.
18. F. J. Soday, Text. Res. J., 23, 277 A953).
19. H. D. Smith, Am. Soc. Testing Materials, Proc, 44, 543 A944).
20. «Tynex» Nylon Bulletin, E. I. du Pont de Nemours a. Co., Inc.

7. ПЕРЕРАБОТКА ПОЛИАМИДОВ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ
ПОД ДАВЛЕНИЕМ, ФОРМОВАНИЕМ ИЗ РАСПЛАВА
И ЭКСТРУЗИЕЙ
Термопластичные полиамидные смолы перерабатываются
в изделия методом литья под давлением; реакционноспособ-
ные аминосодержащие полиамидные смолы можно
формовать, как термореактивные материалы.
В настоящей главе рассматриваются оба вида
переработки полиамидов.
Потребление полиамидных литьевых материалов
Хотя потребление полиамидных литьевых материалов в
1954 г. возросло, рост этот был незначительным, так как они
использовались для изготовления главным образом мелких
деталей, требующих специальной обработки.
Считают, что переработка полиамидных литьевых
материалов составляла в 1953 г. около 5400 ш, а в 1954
г.—около 8000 т.
Благодаря низкому удельному весу найлон может
конкурировать с металлами, несмотря на то, что он является
наиболее дорогим термопластом. Цена 1 кг найлона-6,6
—3 доллара 60 центов, а 1 ж3 его стоит —3900 долларов,
тогда как 1 м3 фенольных смол стоит около 640 долларов,
полистирола—около 750 долларов и ацетилцеллюлозы—
около 1270 долларов.
Ниже сопоставлены удельные веса (в г/см3) найлона и
других материалов, применяемых для изготовления
подшипников:
Найлон 1,14 Чугун ^7,3
Алюминий 2,7 Нержавеющая сталь Т 7,8
Сплав Вуда 9,7 Баббиг 7,4
Медь 8,5 Порошковое железо . 7,54
Бронза 8,8 Порошковая медь . . 8,5
Латунь 8,6 Порошковая бронза . 8,8
Цинк 6,7
109

Полиамидные литьевые материалы выпускаются в США
отдельными фирмами; их потребление составляет
немногим больше 2—3 т/месяц. В табл. 27 перечислены типы
литьевых полиамидов, поставляемые различными
американскими фирмами.
Таблица 27
Полиамидные литьевые материалы, выпускаемые в США
Торговая марка
полиамида
Зайтел
Пласкон
Найлон
Спенсера
Дурэтан
Грилон
Улътрамид
Типы
полиамидов
Иайлон-6,6
и
найлон-6,10
Найлон-6
»
»
»
Найлон-6 и
найлон-6,6
Число
марок
11
2
8
1
6
3
Фирма-изготовитель
і
Polychemicals Dept.,
Е. Ї. du Pont de
Nemours &. Co.,
Inc.
National Aniline
Div., Allied
Chemical & Dye
Corp.
Spencer Chemical Co.
Farbenfabriken
Bayer A G,
Leverkusen, Germany
Holzverzuckerungs
A G Zurich 1,
Switzerland
Badische Aniline &
Soda-Fabrik A G
Ludwigshafen,
German v
Торговый
представитель
Polychemicals Dept. „
E. I. du Pont de
Nemours & Co.,
Inc.
Barrett Div., Allied
Chemical & Dyo
Corp.
Spencer Chemical
Cr\
Hercules Powder Co.
Alfred Cr Toepfer,
1 Broadway, N. Y.
4
Nova Chemical
Corp, 147—153
Waverly Place
N. Y. 14
Из найлона литьем под давлением изготовляют
подшипники небольших размеров, втулки, седла клапанов и другие
детали, поверхность которых подвергается истиранию в
процессе эксплуатации, а также детали для тех областей
применения, где требуется стойкость к нагреву, прочность и
малый коэффициент трения (табл. 28).
До последнего времени ни в одной из отраслей
промышленности не производилось изделий, на которые
расходовалось бы более нескольких десятков граммов найлона
на одно изделие.
На каждый автомобиль (в частности, на заводах Форда
и «Дженерал моторе») расходуется от 225 до 340 г найлона;
сюда входят такие детали, как колпаки для плафонов,
дверные защелки, шестерни для спидометров и подшипники
небольших размеров.'Из 1 кг найлона можно изготовить
свыше 200 таких деталей.
по

Таблица 28
Потребление полиамидных литьевых материалов (в т)
различными отраслями промышленности США
Годы
іЗбласти потребления
1950
1931
1952
Автомобильная
промышленность . 158,6 |425,8
Электротехнические и?»де- і !
лия 40,8 і 99,7
Подшипники, шестерни и !
втулки 475,5 815,0
Медицина ....... 194,5 181,0
Текстильное производство 40,8 99,8
Прочие 40,8 99,7
756,5
158,5
1953
114,0
249,0
153,0 2242,0 2854
317,0
158,5
158,5
444,0
249,0
249,0
1954
153,0
339,5
,0
453,0
280,0
339,5
195S
1784,0
320,5
2990,0
679,0
951,0
330,5
Всего
951
1721
3080
3547
5797
7064
Важнейшие свойства найлона
Из типов найлона, применяемых в США для литья под
давлением, наибольшее значение приобрели найлон-6,6 и
найлон-6.
Ниже сопоставлены некоторые свойства этих материалов:
Твердость .
Ударная вязкость
Температура плавления . . .
Вязкость расплава
Цикл литья иод давлением .
Прочность на истирание . .
Способность формоваться . .
Хрупкость ,
Гибкость . .
Усадка
Теплостойкость
Найлон-6
Меньше
Больше
Ниже
Выше
Длиннее
Меньше
Лучше
Меньше
Больше
Меньше
Меньше
Найлон-6.6
Больше
Меньше
Выше
Ниже
Короче
Больше
Хуже
Больше
Меньше
Больше
Больше
Наиболее важная область применения найлона—это
применение его в качестве конструкционного материала в
подшипниках, шестернях, эксцентриках и других деталях
механизмов (рис. 34 и ЗЯ), где особенно важны ценные свойства
найлона.
Ill

Рис. 34, Колесо детского велосипеда с найлоновыми
подшипниками, не требующими смазки.
Рис. 35. Колесики для кресел, стойкие к удару и износу,
с твердой самосмазывающейся поверхностью.

Теплостойкость. Найлон более теплостоек, чем другие
термопласты, и способен противостоять длительному
нагреванию до температур, выдерживаемых многими
термостойкими пластиками. Найлон-6,6 плавится при 264°, а его
теплостойкость (по методу ASTM) при нагрузке 4,6 кгісм1
равна 207°. При соответствующей смазке найлоновые
подшипники удовлетворительно работают при температуре
поверхности скольжения свыше 150°. Однако в сухом
состоянии найлон более чувствителен к нагреванию, чем в
присутствии влаги. Длительное нагревание найлона в сухом
состоянии выше 120° может вызвать его растрескивание.
Химическая стойкость. Найлон-6,6 нерастворим в
обычных органических растворителях и инертен по отношению к
щелочам. Пребывание найлона в среде разбавленных
минеральных кислот и большинства органических кислот вполне
допустимо, хотя он и не обладает абсолютной кислотостой-
костью. Как показали испытания, нефтяные масла и смазки
не действуют на найлон при температуре ~160°, а найлон
не вызывает в них никаких изменений. Кислоты,
содержащиеся в пищевых продуктах, а также молочная кислота и
молоко, растворы, применяемые в фотографии, и т. п. не
действуют или почти не действуют на изделия из найлона.
Вследствие химической инертности найлона его можно
применять в непосредственном контакте с самыми
разнообразными химическими реагентами, что зачастую упрощает
конструкции аппаратов, так как отпадает необходимость в
изоляции частей механизмов, соприкасающихся с
жидкостями. Часто перерабатываемая жидкость, попадая в
подшипники, служит эффективной смазкой и охлаждающей средой.
Износостойкость. Среди ненаполненных пластиков
найлон обладает очень высокой прочностью на износ. Он
слегка течет с поверхности, но мало изнашивается при
длительной эксплуатации в условиях устойчивого теплового режима.
По допускаемой нагрузке и рабочему интервалу температур
найлон почти соответствует баббиту, но значительно
превосходит его по износостойкости. Испытание найлоновых
шестерен и подшипников скольжения в присутствии
абразивных материалов, например песка, показало значительно
большую износостойкость, чем при испытании в тех же
условиях аналогичных металлических деталей.
Прочие сьойства. Найлон отличается также способностью
работать без смазки, бесшумностью, высокой удельной
ударной вязкостью, значительной прочностью даже в тонких
сечениях, малым удельным весом (табл. 29),
^ ДР. Флойд і 13

Таблица 29
Свойства некоторых полиамидов в изделиях, полученных литьем
под давлением
Показатели
Метод нспы-
Найлон-6,6
НаЙлон-6.10
Предел прочности при растяжении,
кг/см2
при 21°
при 25°
при 77°
Удлинение при разрыве, %
при 21°
при 25°
при 77°
Модуль упругости (при 25°), кг/см2 .
Сопротивление срезу, кг/см2 ....
Удельная ударная вязкость (по Изоду),
кг-см на 1 см надреза
при 4°
при 25°
Жесткость (при 25°), кг/см2
Предел прочности при статическом
изгибе (при 25°), кг/см2 .
Напряжение сжатия (при 1%-ной
деформации), кг/см2
Ползучесть при изгибе** ......
Твердость по Роквеллу .......
Температура текучести, °С
Коэффициент линейного термического
расширения (на 1°С)
Теплопроводность***, ккал/м • час• °С
Удельная теплоемкость, ккал/ке-°С . .
Деформация (при нагрузке 140 кг/см2
и 50°), %
Температура начала деформации, °С
при нагрузке 18.5 кг/см2 ....
при нагрузке 4,6 кг/см2
Механические свойства
D638-44T
D638-44T
D638-44T
D732-43T
D255-43T
D747-46T
D790-442
D695-44T
Arl P-25
D785-47T
1099
763
532
1,6
50
320
28 000
672
5,7
19,9
21 000
1022
343
2,25
118
903
490
473,2
2,0
135
320
18 200
588
22,7
37,6
10 500
665
210
3
111
Термические свойства
D569-44T
D696-44T
Arl P-32
D621-44T
D548-45T
249
9,9-10"
0,21
0,4
1,4
77
204
203
14,8-Ю
0,19
0,4
4,2
54
160
* За исключением специально отмеченных случаев, испытания проводились по
методам ASTM; индексом Arl помечены методы, применяемые в арлингтонских
лабораториях фирмы «Дюпон*.
** Термин «ползучесть при изгибе» характеризует величину деформация при
продолжительной стандартной нагрузке. Приведенные здесь результаты вырчжены в
мнлляметрах прогиба стержня размером 3,2x12,7 мм за 24 часа за вычетом
первоначального прогиба; расстояние между опорами 101,6 мм; нагрузка в 70 кг/см2
приложена посредине.
**• Теплопроводность определялась в приборе Сенко-Фитча.
114

Продолжение табл. 29
Показатели
Метод
испытания
Найлон-6,6
Найлон-СЮ
Электрическ ие
свойства
Электрическая прочность*, кв/мм
при кратковременном испытании
при ступенчатом испытании . . .
Удельное объемное электрическое
сопротивление, ом-см
Диэлектрическая проницаемость . . .
при 60 гц
при 103 гц
при 106 гц
Коэффициент мощности
при 60 гц
при 103 гц
при 10е г/{
Водопоглощение, %
Воспламеняемость
Удельный вес, г/'см2
Усадка, %
D149-44
D257-45
D150-45T
D150-45T
15,6
13,6
4,1
4,0
3,4
0,014
0,02
0.04
18,8
16,4
4-Ю11
4,6
4,5
3,5
0,04
0,04
0,03
Прочие свойства
D570-42
D635-44
D792-44T
1,5 | 0,04
Самопроизвольное
затухание
1,14
1,5
1,09
1,5
* Для определения электрической
ной 3,2 мм.
прочности применялись образцы толщи ¦
Детали машин, получаемые литьем под давлением
Найлоновые подшипники, шестерни, прокладки и зажимы
стандартных размеров применяются во многих областях,
так как найлон лучше других материалов удовлетворяет
требованиям: предъявляемым к этим деталям. Они могут
применяться или вовсе без смазки, или с небольшим ее
количеством и поэтому их легко содержать в чистоте. При
конструировании подшипников следует учитывать, что при
изменении влажности атмосферы возможно изменение их
размеров (увеличение или уменьшение). Например, несмотря на
превосходные физические свойства найлона-6,6, переработка
его методом литья под давлением затруднена вследствие
чрезвычайно неравномерной усадки изделий. Шестерни из
1 5

найлона должны изготовляться с большими допусками, чем
металлические.
Наблюдается тенденция использовать найлон не только
как заменитель металла, но и для изготовления совершенно
новых видов деталей. Однако, чтобы полностью
использовать преимущества найлона, необходимо тщательно
подбирать условия его применения и переработки.
Для оценки найлона' как материала для подшипников
сопоставлялись результаты изучения износа при различных
нагрузках, скоростях и смазках следующих пар: найлон
по найлону, найлон по латуни и найлон по стали.
Наименьший износ получается в парах найлон по найлону при
отсутствии смазки и найлон по стали при смазке маслом
SAE10. При трении найлона по латуни металл сдирается и
засоряет подшипники.
В настоящее время из найлона уже изготовляют
довольно много деталей машин и конструкционных элементов.
К их числу относятся не только шестерни и подшипники, но
и такие детали, как соединительные стерженьки в
электрических бритвах, циферблаты для счетных приборов,
кулачки и храповики для вычислительных машин, бесконечные
ремни, цоколи электрических лампочек, коленчатые трубки,
шкивы, винты, седла клапанов, шайбы и ряд деталей для
типографской наборной машины линотип.
Найлоновые шестерни применяются на полировальных
машинах, где требуется плавная спокойная работа и
минимальный уход9. Фирма Maytag Washing Machine Co.
использует найлоновые вкладыши в подшипниках стиральных
машин. В большинстве холодильников устанавливаются
найлоновые ролики дверных запоров и детали клапана
контейнера для аэрозоля. Из найлона отливают также шестерни
для выносных пускателей моторов, десятки деталей для
монетных ящиков в автобусах (изготовляемых фирмой Grant
Money Meters Co.) t конвейерные ленты, намоточные
устройства для проволочных канатов. Из найлона отливают
детали очистителей ветровых стекол, уплотнители
бескамерных шин, катушки для спиннингов, арматуру для
строительной промышленности, подставки для серебряных
изделий, зажимы и заклепки.
На рис. 36 показан общий вид конвейера,
изготовленного из найлона.
Из прочих найлоновых деталей следует назвать
шестерни для таймеров и спидометров, небольшие подшипники и
втулки для автомобильных частей, катушки, аккумулятор-

ные бачки, шестерни для кухонного оборудования,
рукоятки различных инструментов, детали электрических бритв,
шестерни, подшипники и кулачки для конторского
оборудования, гребни, колодки для щеток, ручки молотков и
детали фотокамер.
Рис. 36 Плоский конвейер, изготовленный полностью
из найлона.
Сочетание в найлоне ценных изоляционных свойств,
механической прочности и теплостойкости способствует
применению его для таких электротехнических деталей,
как корпусы плавких предохранителей и изоляционные
втулки.
117

На рис. 37 показан сильфон, применяемый в
заправочных баках реактивных самолетов для предупреждения
взрыва и тушения огня. Повышение давления, возникающее в
начальной стадии взрыва, сжимает «гармошку»,
изготовленную из полиамида.
Изготовление из найлона всех этих деталей
свидетельствует о широких возможностях его применения и больших
перспективах его использования в будущем.
Из найлона литьем под давлением изготовляют многие
детали текстильных машин. Найлоновые подшипники
приемных роликов на крутильных машинах работают без смаз-
кії и не изнашиваются даже после многолетней непрерывной
Рис. 37. Сильфои с «гармошкой» из полиамида.
работы. Перерабатываемая нить не загрязняется
разбрызгиваемым маслом или металлическими частицами
изнашиваемых подшипников. Из найлона изготовляют также нитеводи-
тели разных типов и детали вытяжных устройств
прядильного оборудования, ткацких и намоточных станков.
Во многих автомобилях плафоны потолочных и других
ламп сделаны из найлона. Благодаря прочности найлона
и возможности отливать из него тонкостенные детали, из
него изготовляют линзы толщиной около 0,6 мм, выдержи-

вающие жесткие условия при сборке и эксплуатации. Гибкие
найлоновые линзы можно легко ставить в местах, где для линз
из более жестких материалов обычно применяются
прокладки. ;
Вследствие своей прочности, нетоксичности и
способности многократно выдерживать стерилизацию паром в
автоклаве найлон применяется в ряде медицинских
приборов (детали шприцов и приборов для переливания крови,
клапаны респираторов и хирургические щетки). На рис. 38
показаны различные хирургические принадлежности из
найлона, а на рис. 39—момент съема найлоновых расчесок
на современной машине для литья под давлением.
Литье под давлением
Найлон-6,6 можно отливать на обычных литьевых
машинах4 или при помощи литьевого цилиндра с точно
изготовленным соплом и соответствующим обогревом. Как
правило, вертикальные и наклонные цилиндры можно
нагревать до более высокой температуры, чем горизонтальные с
прямоточным каналом.
В тех машинах, где зазор между стенками цилиндра и
поршнем очень мал, литьевой поршень может быть снабжен
каналом для охлаждения. Обычно найлон инжектируют в
литьевую форму с большой скоростью.
Для литья найлона под давлением не рекомендуется
применять сопло с цилиндрическим отверстием, без обратного
конуса4. Во избежание застывания массы между циклами
температура нагрева такого сопла должна составлять—370°.
Однако при такой температуре трудно избежать вытекания
расплава из сопла между циклами, и изделие получается
шероховатым и с утяжинами. Поэтому и необходимо
применять сопло с обратным конусом.
Несмотря на более высокую текучесть расплава найлона
по сравнению с другими термопластами, при
соприкосновении с относительно холодной поверхностью пресс-формы он
затвердевает почти мгновенно. Это устраняет возможность
образования грата (при образовании последнего следует
снизить давление, сохраняя высокую скорость инжекции).
При отливке деталей с жесткими допусками
рекомендуется выполнить следующие операции4.
1. По расчетным размерам сделать одно опытное гнездо
в обойме, предназначенной для использования в
производственных условиях.
119

Рис. 38. Шприц и хирургическая щетка,
изготовленные литьем под давлением из найлона.
Выдерживают стерилизацию паром в
автоклаве.
Рис. 39. Съем найлоновых расчесок.

2. Изготовить сопловую втулку и довести все
разводящие литники до того места, где будут вмонтированы
производственные гнезда. Это даст возможность определить
время, необходимое для заполнения этих гнезд материалом.
3. Путем проведения пробных отливок в опытном гнезде
определить оптимальный размер разводящих и впускных
литников и установить режим литья заданных деталей.
4. Подвергнуть деталь термической обработке при 176"
в течение 30 мин., а затем медленно охлаждать.
5. Проверить размеры нормализованного изделия не
ранее чем через 24 часа и отметить все изменения в
размерах. Полученные данные о величине усадки должны быть
использованы для уточнения размеров гнезд
производственной формы.
6. Изготовить производственные гнезда точных
размеров и посадить их в обойму, которую использовали для
опыта с одним гнездом.
7. Произвести отливку по ранее выработанному режимч
без изменения размеров разводящих литников.
Незначительные отклонения в размерах можно регулировать путем
небольшого изменения режима литья.
При влагосодержании литьевого порошка выше 0,28%
прочность отлитого или экструдированного изделия
снижается. Найлоновые литьевые порошки легко поглощают
влагу из воздуха, причем скорость поглощения влаги с
увеличением относительной влажности воздуха и поверхности
порошка повышается. Повышенное содержание влаги в
гранулированном полиамиде, отливаемом под давлением,
вызывает обильное образование пузырьков у сопла понижает
прочность детали и затрудняет получение деталей точных
размеров4.
Найлон-6,6 можно отливать при температуре
материального цилиндра порядка 270°. Выбор температуры
определяется в первую очередь количеством материала,
расплавляемого в цилиндре, сечением отливаемой детали и
конструкцией цилиндра. Во многих случаях качество изделий
улучшается с повышением температуры литья (примерно до 31^°).
Обычно температуру формы редко поддерживают выше 65°.
Нормальное удельное давление при литье колеблется от 700 до
1260 кг/см2. Если центральный и впускные литники очень
малы, то удельное давление может быть повышено до
1400 кгісм*.
Длительность цикла литья составляет обычно 0,1е» мин.
на 1 мм толщины изделия.
121

Величина усадки и внутренних напряжений,
возникающих в изделии при литье, зависит от его размеров, формы
й т. д. Внутренние напряжения могут с течением времени
исчезать в зависимости от условий эксплуатации изделия,
однако длительность этого периода невозможно предсказать.
Для того чтобы при снятии такого рода напряжений не
изменялись размеры изделий, их следует вскоре после отливки
подвергать термической обработке. Температура жидкости,
применяемой при термической обработке, должна
значительно превышать температуру, при которой изделие будет
эксплуатироваться (желательно около 177°, но не выше 204°).
Экструзия найлона
Типичный червячный пресс, применяемый для
экструзии найлона, показан на рис. 40.
р
порошо*
дшдоВлиЬаемар
/ массе
Рис. 40. Червячный пресс:
/—питающий бункер; 2—обогревающий элемент; 3—шнек;
4—дырчатая плита и сетка; 5—мундштук; б— конвейер.
Этот пресс характеризуется следующими особенностями*:
электрический обогрев цилиндра; 2) шнек с зоной гомоге-
* Рабочая часть червячного пресса состоит из трех основных зон.
зоны питання, предварительного нагрева и сжатия, зоны плавления и
дополнительного сжатия, зоны гомогенизации и подачи материала в
мундштук. В некоторых конструкциях третья зона ие имеет нарезки, чтобы
материал при подходе к мундштуку приобретал ламинарное течение
(при этом молекулы полимера несколько ориентируются).
В других конструкциях, в частности в конструкции, приведенной на
рис. 41, в зоне гомогенизации (или, как ее называет автор, в
калибрующей зоне) нарезка червяка имеет одинаковую глубину и шаг, что также
способствует хорошей гомогенизации материала.—Прим. ред.
122

низации (калибрующей зоной); 3) наличие сетки и решетки
(между шнеком и мундштуком).
Цилиндр червячного пресса должен иметь сравнительно
большую длину, чтобы можно было подводить достаточное
количество тепла без нагревания до температуры, близкой
к температуре разложения смолы. Отношение длины
цилиндра к его диаметру должно составлять не менее 12:1.
Переход 8 другую
Переход 8 другую
зону
4—| / М Р
-Налибрующая-
зона
Рис. 41. Винт шнека.
На рис. 41 показан шнек с постоянной глубиной
нарезки и постоянным шагом в зоне питания (последние три витка
шнека имеют небольшую, но одинаковую глубину нарезки).
Этот участок шнека, называемый зоной гомогенизации или
калибрующей зоной, нагнетает материал с одинаковой
скоростью и создает давление, достаточное для продавливания
его через мундштук. Сжатие материала при переходе его
из зоны питания в калибрующую зону происходит
скачкообразно, через] каждые четверть оборота шнека.
Для экструзии найлона рекомендуются шнеки со
следующими показателями:
Тип шнека с зоной гомогенизации,
при скачкообразном
сжатии
Шаг шнека равен диаметру
(постоянный шаг)
Зона гомогенизации 4 витка
Глубина резьбы 0,04 диаметра
Глубина резьбы в зоне питания . . 0,05 диаметра
Ширина резьбы 0,1 диаметра
Степень сжатия 4:1
При экструзии, так же как и при литье под давлением,
важно, чтобы найлоновый порошок был хорошо высушен.
Для покрытия проводов найлоном были разработаны
специальные конструкции поперечных головок и мундштуков.
Для продавливания текучей пластической массы в виде ко-
123

нуса непосредственно у стенок мундштука, между
направляющим провод наконечником и самим проводом создается
вакуум. В результате этого покрытие получается более глад*
кое и улучшается адгезия пластика к проводу. Ширина
кольцевого пространства между направляющим наконечником и
мундштуком в том месте, где расплав найлона
выдавливается на провод, должна быть равна 5—8-кратной толщине
покрытия. Провод проходит через головку быстрее, чем
подаваемый расплав смолы; поэтому слой ее, наносимый на
провод, соответственно уменьшается. Таким образом,
толщина покрытия регулируется скоростью движения шнека
и приемного механизма, оттягивающего провод. Между
охлаждающей ванной и приемным механизмом провод может быть
подвергнут искровому испытанию на пробой изоляции.
Методом экструзии можно также изготовлять трубки из
найлона. Вследствие высокой текучести расплава найлона
давление воздуха внутри и снаружи трубок необходимо
поддерживать приблизительно одинаковым. Воздух вводится
через открытый конец Т-образного мундштука. Благодаря
этому можно, пользуясь одним и тем же мундштуком,
изготовлять несколько труб разных размеров с разной толщиной
стенок.
Листы можно получать из полиамидных литьевых
порошков любых промышленных марок. Жесткость и прозрачность
получаемых листов зависит от скорости их охлаждения. Чем
ниже температура воды, тем лист более прозрачен и гибок;
при высокой температуре воды листы получаются мутные и
жесткие. Вследствие такой чувствительности к температуре
охлаждающей воды необходима хорошая циркуляция воды
для предотвращения неравномерности охлаждения,
вызывающей появление на листе полос и пятен. Кроме того, при
циркуляции не должно происходить столкновения встречных
потоков на неохлажденном листе.
Движение экструдированного листа осуществляется
парой ведущих резиновых валков. Отношение скорости
вращения валков к скорости выдавливания листа определяет
калибр (толщину) листа.
Испытание подшипников на износ
Найлоновые подшипники испытывались с различными
смазками, включая воду и моторные масла SAE 10 и SAE 30,
соответственно при 50° и при комнатной температуре17.
Скорость износа в начале испытания довольно значительна, но
124

по мере того, как поверхность подшипника
отполировывается, износ замедляется. В течение примерно четырех часов
испытания коэффициент трения уменьшается, после чего
он сохраняет постоянное значение. Скорость износа
достигает своего минимального значения после того, как
поверхность найлона сработана на 0,025—0,050 мм. Испытания в
паре со сталью или латунью показали, что за время удаления
такого слоя найлона происходит полное сглаживание
поверхности металла, и дальнейший износ найлонового
подшипника прекращается. Сказанное относится главным
образом к механически обработанным, неполированным
поверхностям; при сопряжении полиамидных втулок с
гладким валом это явление отчетливо не наблюдается17.
При испытании на износ с применением смазки водой
оказалось, что скорость износа уменьшается по мере
удаления взвешенных в воде частиц, отделившихся из
подшипника. При применении водяной смазки рекомендуется
пропускать через подшипник большой поток воды, чтобы
обеспечить удаление этих частиц по мере их образования.
Как уже упоминалось, при трении «найлон по найлону»
скорость износа и коэффициент трения наименьшие. Пара
«найлон по стали» ведет себя почти так же, а «найлон по
латуни» дает наихудшие результаты. При возможной
коррозии вместо латуни или бронзы рекомендуется применять
нержавеющую сталь.
При испытании в машине Neely, где трение образца о
плиту происходит только в течение 10% времени цикла
испытания, теплом, выделяющимся при трении, можно
пренебречь.17
При испытании вкладышей подшипников с применением
валов, изготовленных из различных материалов, самые
лучшие результаты получались на стальных валах. Найлоновые
подшипники в паре с валами *из холоднокатаной стали
выдерживают нагрузку 14,5 кг/см2] это предельная нагрузка
для подшипника диаметром 32 мм при скорости трения
160 мімин.
Верхний предел нагрузок и допустимых скоростей для
найлоновых подшипников может быть увеличен путем от-
вода тепла, что достигается обильным смазыванием или
надлежащей конструкцией и монтажом подшипника. Срок
эксплуатации подшипников или шестерен будет, по-видимому,
особенно длительным, если температура трущихся
поверхностей значительно ниже точки размягчения найлона.
Вполне удовлетворительные результаты получаются при темпе-

ратуре до 120°. Температура выше 150° допускается только
при умеренной нагрузке.
Размеры тонкостенных найлоновых литых изделий более
стабильны, чем толстостенных, и изменение влагосодержа-
ния и температуры окружающей среды влияет на них
меньше, чем на толстостенные. Вследствие такой высокой
стабильности размеров можно точнее регулировать зазоры,
допускаемые при эксплуатации. В толстостенных
подшипниках, стенки которых являются хорошими теплоизоляторами,
отвод тепла, выделяющегося при трении, затруднен.
Вода является удовлетворительной смазкой для найлона,
но она уступает высококачественным моторным маслам.
Если, однако, необходимо применить воду в качестве
смазки, то вызванное этим снижение эффективности
подшипника должно быть чем-то компенсировано. Тем же следует
руководствоваться и при применении несмазываемых
подшипников или подшипников, работающих в среде молока,
керосина, растворителей или других нестандартных смазок.
Применение этих смазочных средств сказывается
отрицательно на долговечности и эффективности подшипников из
любого материала, но на подшипниках из найлона в
значительно меньшей степени.
В табл. 30 приведены коэффициенты трения найлона-6,6,
полученные на измененной машине Боудена—Лебена.
Таблица 30
Коэффициенты трения найлоиа-6,6 при работе в различных условиях
Смазка
эез смазки
Вода
Этиленгличоль ....
Глицерин . . -
Перфторуглеродное смазочное
масло . . ...
Олеиновая кислота
Полиметилсилоксан (DC 500) .
Коэффициент трения
иайлон по
стити-
ческий
0,46
0,52
0,58
0,36
0,58
0,29
0,43
найлону

кинетический
0,37
0,33
0,19
0,19
0,24
0,13
0,17
найлон по стали

статический
0,37
0,23
0,20
0,23
0,30
0,15
0,19

кинетический
0,34
0,19
0,16
0,18
0,19
0,08
0,12
В присутствии смазки найлон показывает хорошие
результаты. Даже при незначительной смазке он выдерживает
высокие нагрузки и скорости—от средних до высоких.
12о

Начальный период приработки несмазанных
подшипников проводят в критических условиях—в условиях
максимальной нагрузки.
Уменьшение износа после начального периода работы
объясняется тем, что по мере отполировывания поверхности
найлона устанавливается, по-видимому, более тесный
контакт между поверхностями и уменьшается удельное
давление. Срок службы подшипников может быть значительно
увеличен путем применения смазки в первые несколько часов
работы17.
Ниже приведены предельные нагрузки при испытании
на трение пары «найлон по стали» в зависимости от смазки
(без учета теплоты трения):
Масло . .
Вода . .
Без смазки
Предельная
нагрузка
кг/см2
108
73
38
Приведенные данные относятся к периоду приработки.
После этого периода скорость износа становится
незначительной.
В табл. 31 приведены некоторые данные по эксплуатации
подшипников.
Таблица 31
Результаты испытаний на нзнос
(нагрузка 73 кг/см2', скорость скольжения 47 м/мин)
Трущиеся пары
Найлои по найлону
Найлон по холоднокатаной
стали
То же
Смазка
Без смазки
Вода
Масло SAE 10
Износ
мм
0,04
0,25
0,025
Средний
коэффициент
трения
0,039—0,099
0,494
0,140
При расчете шестеренчатых передач, где скорости или
нагрузки могут сильно возрастать, следует учитывать
низкий коэффициент теплопроводности найлона, который равен
0,21 ккал/м-час^С. Для облегчения отвода тепла от
зубцов были изготовлены опытные шестерни с медными
прокладками.
127

Мощность, передаваемая шестернями из найлона, может
быть вычислена по формуле
где N—мощность, а. с.;
а—безопасное рабочее напряжение, кг/см2;
Ь—ширина зуба, см\
у—коэффициент формы зуба;
v—скорость вращения по среднему диаметру, мімин\
D—средний диаметр, см.
Значения безопасного рабочего напряжения а для
найлона-6,6 зависят от скорости вращения (при одинаковом
среднем диаметре) следующим образом:
Скорость
вращения
м/мин
30
46
61
76
122
152
244
Безопасное
рабочее
напряжение
кг/см?
315
285
262
245
210
195
. 168
Скорость
вгащеиия
м/мин
305
457
610
762
915
1220
Безопасное
рабочее
напряжение
кг/с*&
157
142
133
128
124
120
Найлон обладает способностью заглушать механические
вибрации, благодаря чему уменьшается шум. Это свойство
используется во многих механизмах, применяемых в быту и
в промышленности, а также в оборудовании для
звукозаписи и в киноаппаратуре. Благодаря «податливости»
найлона и его способности слегка деформироваться при
поглощении удара его можно применять в шестернях и в других
деталях, подвергающиеся ударной нагрузке. Эти же свойства
способствуют тому, что найлоновые шестерни работают
хорошо в паре с металлическими, причем у последних
устраняются все неровности поверхности. Применение найлона
для подшипников подробно описано в работе2.
Детали из найлона-6,6, выпускаемого фирмой «Дюпон»
под маркой зайтел 101, должны подвергаться нормализации
(снятию напряжений) при температуре, приблизительно
на 15° превышающей температуру, возникающую при
эксплуатации. Это может быть выполнено путем тепловой обработки
деталей в соответствующем масле или другой жидкости.
Коэффициент термического расширения найлона в
несколько раз больше, чем у металлов, обычно применяемых
128

для подшипников, что является очень важным фактором.
Другим важным фактором является гигроскопичность
найлона, который поглощает влагу до установления равновесия,
в результате чего изменяются его размеры. Поэтому
подшипники из найлона следует кондиционировать во влажной
атмосфере почти до достижения состояния равновесия и
регулировать температуру их эксплуатации. Простейшим способом
кондиционирования найлоновых подшипников является их
кипячение в воде до поглощения ими 3% вес. влаги.
Длительность кипячения при кондиционировании найлона-6,6
для подшипников» работающих в- воздухе средней
влажности:
Толщина сгон' к Длительность
мм кипячения, часы
1,5 0,5
2,3 1,2
3,1 6
6,3 18
для подшипников, работающих в мокром состоянии:
Толщина стенок Длительность
мм кипячения, часы
1,5 4
2,3 10
3,1 50
6,3 180
На воздухе, в течение определенного периода времени,
избыток поверхностной влаги изделия испаряется,
поэтому при эксплуатации подшипников большинство их
размеров будет изменяться. Так, внутренний диаметр
подшипников из найлона-6,6, содержащего после отливки
менее 0,3% вес. влаги, после пребывания на воздухе и в воде
изменяется следующим образом:
На воздухе В воде
Содержание влаги, % вес. 2,5 8,5
Изменение внутреннего
диаметра, % +0,6 +2,5
Прочность и жесткость найлона также зависит от
содержания влаги. Поэтому требуется такая подготовка деталей
из найлона, чтобы заданные размеры сохранились в условиях
температуры и влажности окружающей среды. Путем
нормализации в масле и кондиционирования во влажной среде
можно выдержать внутренние размеры изделия с точностью
±0,025 мм.
9 д. Е. Флойд 129

В табл. 32 приведены данные о поглощении влаги
различными полиамидами8.
Таблица 32
Влагопоглощение полиамидо в
Торговая марка полиамида
Ультрамвд А ........
Ультрамвд В
Ультрамвд В (специальный) . .
Ультрамид 6А
Найлон-6,6 (найлон FM-10001)
Найлон FM-3001
Найлон FM-6401
Акулон М-2
Рилсан
Полиуретан U
Найлон AF
Грилон ... ...
Привес (в %) после нахождения в воде
при комнатной температуре
после 14 диеЙ
10.0
6,8
9,3
12,2
10,2
3,2
9,6
10,6
1,6
2,1
8,6
10 0
максимальный
10,0
10,9
9,8
14,0
10,2
3,2
10,7
11,6
2,2
2,2
" 8,9
11,2
при кипячении
в течение і
3 час.
8,5
3,3
7,6
16,3
8,6
3,7
Разрушение
8,3
2,4
2,4
7,3
6,8
Деформация, возникающая при эксплуатационной
нагрузке, может быть вычислена из модуля упругости2. Так
как модуль упругости материала изменяется в зависимости
от температуры и влагосодержания (рис. 42), то и жесткость
следует вычислять по данным условий эксплуатации^мате-
риала.
^ 3 5
<*l 9/7
j 3,J
% r -
% 2ft
1«
if 0,5
4
к.
і
ч
yf !
;
3
ч
J I
-7 +5 15 25 35 4-* 55 65 75 65
Температура, %
Рис. 42. Зависимость модуля упругости
найлона-6,6 от температуры и влагосодер-
жання:
/—влажная атмосфера; 2—атмосфера средней
влажности; 3—сухая атмосфера
130

Необходимо учитывать ползучесть (крип, или холодную
текучесть), проявляющуюся в том, что под влиянием;напря!-
жений сжатия деталь со временем деформируется." "!Это
явление можно рассматривать как изменение модуля
упругости во времени. Измеряя опытным путем изменения мо*
дуля, можно вычислить деформацию во времени, или
ползучесть.
Переработка полиамида-11
Полиамид-11, или рилсан, выпускается в виде литьевого
порошка низкой плотности A,04 г/см3). Хотя влагопогло-
щение его ниже, чем у других полиамидов, все же перед
литьем под давлением литьевой порошок необходимо
подсушивать при 80° в течение нескольких часовЧ
Удельное давление при литье рилсана составляет обычно
300—700 кг/см2; его усадка колеблется в пределах 1 —1,5%.
Влагопоглощение изделий из рилсана в насыщенной влагой
атмосфере составляет от 0,5 до 1,1%.
Выпускаются следующие марки рилсана для переработки
методом литья под давлением:
ВМО—стандартного качества, жесткий,
полупрозрачный
ВМ2—модификация марки ВМО белого цвета
(цвета слоновой кости).
ВМОР20—полупрозрачный, гибкий,
ВМ2Р20—белого цвета (цвета слоновой кости),
гибкий.
G8—рилсан ВМО, графитированный.
Полиамид-11 обладает превосходными механическими
свойствами, такими, как прочность при растяжении* сжатии
и изгибе, удлинение, прочность на износ. Ориентированный
полиамид-11 (например, в волокнах) имеет необычайно
высокую прочность. На даже и в неориентированном
состоянии (в литых деталях или покрытиях электрического кабеля)
его прочность при растяжении составляет 630—700 кг /см2,
а максимальное удлинение 60—250%. Предел текучести
при сжатии колеблется в пределах 840—1120 кг/елі2, а ударная
вязкость высока даже при низких температуах.
Коэффициент трения по стали без смазки равен 0,11—0,18. Из
рилсана можно получать детали с твердой, хорошо
отполированной поверхностью13.
Подобно другим полиамидам, рилсан весьма устойчив
к щелочам, маслам, углеводородам и другим химическим

реагентам. Крезол является одним из немногих хороших
растворителей для него.
Рилсан можно отливать под давлением на современных
машинах13. Отлитые под давлением шестерни из рилсана
показаны на рис. 43.
Рис. 43. Шестерни из рилсана, полученные литьем
под давлением.
Поскольку температура плавления рилсака равна
приблизительно 186°, а температура его разложения около 265°,
то режим литья может быть установлен в широком интервале
температур. Однако для того, чтобы предупредить
окисление и ненужное снижение вязкости, литье следует проводить
при температуре, лежащей выше точки плавления
полиамида, но не выше 240°. Рилсан ВМО жесткий применяется
для изготовления деталей электрической изоляции; из него
можно получать изделия сложной формы и с тонкими
стенками, вплоть до 0,4 мм. Рилсан применяется для
изготовления изоляционных вилок, винтов, гаек и болтов для узлов
радиоустановок, а также катушек для наматывания
телефонного провода.
Из рилсана изготовляют также различные изделия
домашнего обихода, которые выдерживают нагревание и не
трескаются.
І 32

На рис. 44—46 показаны изделия, изготовленные из
рилсана различными методами.
Рис. 44. Вентиляторы, отлитые из рилсана.
Во Франции из рилсана изготовляют ветровые щитки,
крышки катушек, стенныз прэбки и изоляционные
конструкции для авиации. Высушенный рилсан можно легко
экструдировать* на обычном оборудовании при темпера-
* Очевидно, приведенная температура экструзии (95°) является
ошибочной, так как рилсан плавится при 186°. Температура экструзии
должна находиться в пределах 220—240°. Прим. ред.
133

Рис. 45. Бутылки и фляги из рилсана,
полученные выдуванием.
Рис. 46. Детали из рилсана, изготовленные
литьем под давлением.

туре не менее 95° (рис. 47). По выходе из мундштука
материал должен быть быстро охлажден, чтобы избежать^иска-
жения формы.
Гибкий рилсан применялся, например, для покрытия
радио- и телевизионных кабелей и в качестве наружного
слоя сверх поливинилхлорида или резины при
изоляции j наружной и внутренней телефонной проводки. Во
всех этих случаях рилсан используется в основном для
p]ic, 47, Экст;ич:'Я пленки из рилеана.
механической защиты изделий. Превосходные
электрические ^свойства жесткого рилсана обусловливают его
применение в качестве первичной изоляции обмотки моторов п
опеноидов, а также для деталей оборудования самолетов.
В электротехнике рилсан применяется для покрытия
прозі цов, изготовления ряда деталей радио- и электронной
аппаратуры, изоляционных лент при монтаже кабелей.
Сопротивление образца толщиной около 3 мм при приложении
постоянной разности потенциалов 1000 в в течение четырех
дней при температуре 18' и 80%-ной относительной
влажности воздуха составляет 3-Ю14 ом-см. Аналогично другим
термопластам электрическое сопротивление рилсана меняет-
135

ся обратно пропорционально температуре. Вследствие
малого влагопоглощения рилсана его дугостойкость такая же,
как у лучших термопластов. В атмосфере высокой
влажности многие материалы, покрытые поглотившей влагу
пленкой, обнаруживают заметное уменьшение дугостойкости.
При испытании на электрическую прочность получены
следующие результаты:
Толщина
образца
мм
3,0
0,5
0,2
0,1
0,1
Электрическая
прочность
кв/мм
1,7
4,0
5,8
6,4
3,6
Температура
°С
18
18
18
18
65
Покрытие проводов
Медный провод диаметром 0,5 мм, изолированный слоем
рилсана толщиной 0,1 мм, имеет следующие электрические
характеристики4:
Изоляционные свойства при
прохождении тоха напряжением
2500 в в течение 15 мин. . . одинаковы при
15 и 60°
Разрушающее напряжение, в'-
при 15° 6400
при 60° 3600
Сопротивление изоляции (при 15е),
мг-ом/км 160
Для покрытия проводов методом экструзии выпускают
следующие марки рилсана:
ВСО Жесткий, полупрозрачный
ВС2 Жесткий, цвета слоновой
кости
ВОР20 Гибкий, полупрозрачный,
удовлетворительных
изоляционных свойств
В2Р2С Гибкий, цвета слоновой
кости
Для этой цели может быть применен не только рилсан,
но и найлон-6,6. Вследствие высокой износостойкости и
прочности для покрытия проводов предпочтительнее
применять полиамиды вместо полиэтилена, поливинилхлорида
или резины. В последнее время для покрытия ряда про-

водов промышленного типа вместо поливинилхлорида
применяли найлон, чтобы придать покрытию бензино- и
маслостойкость. Единственный недостаток, который
наблюдался у найлона,—это его сравнительно невысокая атмосфе-
ростойкость в тонких сечениях, хотя он в этом отношении
не уступает полиэтилену, поливйнилхлориду и другим
термопластам при тех же сечениях. При покрытии найлоном-6,10
срок сохранения гибкости провода увеличивается в 4—6 раз,
а при покрытии найлоном-6—в 8—12 раз.
Перспективы производства полиамидных литьевых
материалов
Найлоновые литьевые материалы приобрели в
промышленности США большое значение, хотя объем их использования
по сравнению с более дешевыми материалами невелик.
Можно предположить, |что потребление найлоновых
материалов в ближайшие десять лет будет возрастать
значительно быстрее, чем до сих пор.
До недавнего времени найлон использовался главным
образом для технических целей, однако по мере накопления
опыта в изготовлении и применении найлоновых
изделий, очевидно, будут расширены и области его
использования.
Техника литья под давлением требует значительного
опыта. Ранние марки найлона имели требуемую вязкость
расплава, но обладали слишком большой текучестью и
поэтому по сравнению с современными марками их литье под
давлением было затруднено.
В настоящее время в США изготовляют следующие три
типа найлона, пригодного для литья под давлением:
1) найлон-6,6, выпускаемый фирмой «Дюпон» под маркой
зайтел 101 и хорошо себя зарекомендовавший; 2) найлон-6,
впервые разработанный в Европе и являющийся несколько
более мягким материалом и 3) найлон-6,10, применяемый
главным образом для получения моноволокна,
заменяющего щетину, а также для покрытия кабелей военного
назначения.
Благодаря своим исключительным свойствам найлон
будет непрерывно внедряться во все новые области, где ранее
применялись только металлы. Экономия, получаемая
вследствие малого удельного веса найлона, частично
компенсирует его высокую стоимость. Кроме того, литье под
давлением с получением сразу готовых изделий значительно
137

экономичнее известных процессов переработки металлов,
включающих литье или штамповку с последующей
механической обработкой.
Высокая цена ограничивает потребление найлона.
Однако в 1956 г. цены на найлон снизились на 65 центов на 1 кг\
на 50% снизилась стоимость некоторых сортов литьевых
порошков. При дальнейшем снижении цен на найлон он
сможет конкурировать с такими металлами, как цинк,
отливаемый в кокили.
Важное практическое значение имеют также
высоковязкие полиамиды, такие, как например, найлон-6, который
(по крайней мере в Европе) признан особенно пригодным для
экструзии и формования крупных изделий. В США этот
тип найлона используется для производства таких изделий,
как трубы и пленки. В Англии и в США из найлона-6
изготовляют трубы, применяемые в оборудовании для разведки
нефти. В настоящее время изучается возможность
применения таких труб в пивоваренном деле, молочном производстве
и в других областях пищевой промышленности. Найлоно-
вые трубы обладают тем преимуществом, что они не придают
нежелательного привкуса пищевым продуктам. Многие
жидкие химические вещества—спирты, углеводороды, жиры,
масла$ щелочи, в том числе растворители—керосин и
скипидар могут транспортироваться по найлоновым трубам.
Вследствие термостабильности и низкой теплопроводности
их можно применять для транспортировки горячих
жидкостей. Трубы можно чистить, продувая паром или промывая
кипящей водой. Ряд вопросов, связанных с использованием
найлоновых труб, еще* не решен, но уже ясно, что если
цеиа их будет приемлемой, то они не уступят другим
материалам.
Благодаря своей прозрачности, прочности и стойкости к
действию многих веществ, включая углеводороды, найлон-6
является перспективным материалом для изготовления
пластмассовых бутылок. Он может применяться также для
изготовления оконных переплетов, наружной обшивки,
скобяных товаров, зажимных приспособлений и деталей
механизмов. Низкий коэффициент трения и малый вес найлона
способствуют применению его для производства конвейерного
оборудования.
Вновь разработанная марка найлона—пласкон
8201—предназначена главным образом для производства прозрачных
пленок, трубок и стержней малого диаметра. Этот тип
найлона характеризуется низким влагосодержанием и стойкостью
138

при температуре 230—290 . Благодаря сравнительно высокой
вязкости расплава пласкона8201 он имеет улучшенные
литьевые свойства и дает минимальную усадку в толстостенных
изделиях. Из него также можно изготовлять бутыли для
разбрызгивания аэрозолей.
Производство найлона было предпринято двумя новыми
фирмами: Spencer Chemical Со. и Foster Grant Co.; общий
выпуск продукции этих фирм в 1958 г. должен был составить
450 т. Эти фирмы выпускают модифицированный найлон-6,
т. е. несколько более мягкий и пригодный для изготовления
шайб и прокладок. Так как этот найлон имеет широкий
интервал пластичности, то предполагается, что он пригоден
для изготовления крупных изделий, а также для
производства пленок, листов и труб. Фирма Foster Grant Co. в основном
должна производить бутыли. Появление новых заводов,
производящих найлон-6 и найлон-6,6, приведет,
по-видимому, к снижению цен до такого уровня, при котором
экономично будет изготовлять из найлона значительно большее
количество изделий.
В 1957 г. фирма «Дюпон» закончила намеченное
расширение производства и использовала дополнительную
мощность для выпуска найлона типа зайтел 42. Прочность и
износостойкость этой марки найлона такая же, как и най-
лона-6,6, а при более высокой вязкости расплава его
литьевые свойства должны улучшиться. Благодаря этому
зайтел 42 может использоваться для экструзии труб и листов,
перерабатываемых далее штамповкой и формованием. Из
этого полиамида можно также получать пленку для
нанесения на бумагу, фольгу и другие виды пленок. Зайтел 42
особенно пригоден для выдувания уже окрашенных бутылок,
которые весьма долговечны.
Предполагается, что выпуск найлона в 1960 г. для целей,
не связанных с текстильным производством, составит около
23 000 т.
Переработка термореактивных полиамидов
Жидкие амйносодержащие полиамидные смолы версамид
115 и версамид 125 нашли широкое применение в качестве
заливочных компаундов и связующего для слоистых
материалов. При смешении с жидкими эпоксидными смолами
они приобретают способность отверждаться. Такие
термореактивные материалы пригодны для производства
пластмассовых штампов и инструментов, стеклопластиков, элек-
139

тротехнических деталей и других изделий. Отверждение
этих изделий производится без применения давления. На
рис. 48 показан селеновый выпрямитель, закапсюлирован-
ный в оболочку из смеси версамида с эпоксидной
смолой.
При смешении жидких версамидов с жидкими
эпоксидными смолами происходит химическая реакция между
аминогруппами полиамидов и эпоксигруппами эпоксидных смол,
в результате чего образуется «сшитый», или трехмерный,
полимер11.
Эффект, достигаемый при смешении эпоксидных и
полиамидных смол, может быть объяснен структурой их молекул.
Цепная молекула
эпоксидной смолы обычно содержит
35—40 звеньев, в то время
как молекула полиамида
состоит из 100—200 звеньев.
Большинство же известных
алифатических или
ароматических поли- и диаминов
содержит всего 5—20 звеньев.
При сшивании макромолекул
эпоксидной смолы длинными
молекулами реакционноспо-
Рис 48. Селеновый выпрямитель, собнь'х полиамидов получа-
закапсюлированный в оболочку из ЄТСЯ более гибкая И упругая
смеси версамида с эпоксидной сетка, чем при сшивании бо-
смолой. лее короткими и жесткими
молекулами аминов.
Смолы следует смешивать незадолго перед
употреблением, так как они начинают быстро реагировать. Для
смешения можно применять непрерывные
высокопроизводительные смесители типа «Блендометр» или «Хардман»,
обеспечивающие получение однородной смеси без пузырей.
Для тонкостенных изделий рекомендуются следующие
типовые режимы отверждения смесей эпоксидных смол с
версамидами*:
Температура отверждения, °С ...
Время отверждения, мин.
эпоксидная смола—версамид 115 .
эпоксидная смола—версамид 125 .
150 і 20 95 65
20
10
45 60 80
30 45 120
• Время исчисляется
температуры.
с момента достижения ::а<ью указанной
140

Поскольку указанные смеси отверждаются при низкой
температуре, их практическая жизнеспособность весьма
ограничена (табл. 33).
Таблица 33
Жизнеспособность смесей эпоксидная смола—версамнд и тепловой
эффект смешения
(температура окружающей среды 24°)
Компоненты смеси

Соотношение
компонентов
40
30
35
50
60
70
65
50

Практическая

жизнеспособность
мин.
60
50
55
по

Температура в
период
желатннн-
эацин
°С

Максимальная темпе-
ратура
Версамид 125 н бакелит ERL
2795
Версамид 125 и аральдит 502
SL (фирмы Ciba)
Версамнд 125 и эпон 815
(фирмы Shell)
Версамид 125 и бакелит ERL
2795
85
80
90
60
180
175
205
60
Благодаря тому, что в смеси отсутствуют летучие
вещества, которые не образуются также и при отверждении,
усадка отливок очень мала (табл. 34).
Таблица 34
Линейная усадка смесей эпоксидная смола—версамид при отливке
в открытые формы
Компоненты смеси
Соотношение
компонентов
смеси

Температура лнтья
Усадка
%
Версамид 125 і
и аральднт 6010 і 30 : 70
и аральднт 502 30 : 70
и бакелит ERL 2774 30:70
и бакелит ERL 2795 40 : 60
и бакелит ERL 2795 и
алюминиевая пудра 40 : 60 : 50
Версамид 125
и аральдит 6010 30 : 70
и бакелит ERL 2795 30 : 70
Версамид 115
и аральднт 502 40 : 60
и бакелит ERL 2795 ! 50 : 50
24
24
24
24
24
66
66
149
149
0,03
0,17
0,06
0,25
0,07
1,2
1,62
1,56
141

Пластмассовая инструментальная оснастка
Лнтые детали чрезвычайно прочны н стойки к удару.
Указанные выше смеси смол в чистом виде или в сочетании
с соответствующими армирующими средствами или с
наполнителями применяются для изготовления инструментов,
шаблонов, арматуры, вытяжных штампов, форм для
вакуумного формования, эталонных моделей и т. п.
Смеси эпоксидная смола—версамид особенно удобны для
изготовления стержней к литьевым формам, так как подобные
смесн обладают малой усадкой, исключительной
стабильностью размеров, хорошей адгезией, высокой прочностью.
Стоимость этих смесей невысока! Так как при смешении и
отверждении смол выделяется мало тепла, можно смешивать
и отверждать одновременно довольно большие количества
смесн.
В табл. 35 приведены физико-механические свойства
отливок.
Таблица
Физико-механические свойства отливок из смесей эпоксидная
смола—версамид
Компоненты смеси
Версамид 115
и бакелит ERL
2795
и аральдит 502
и аральдит 6010 .
Версамид 125
и бакелит ERL
2795 ...
и эпон 820 . . .
и эпирез 510 . .
и эпон 815 ...

Соотношение
компонентов
50:50
40:60
45:55
40:60
35:65
40:60
35:65
Предел
текучести
при
сжатии*
кг/см2
510
460
840
640
840
780
720
Предел
прочности
при
растяжении**
кг/см2
320
370
400
460
645
560
545
Модуль
при нзгн-
бе***
кг/смі
2Ы03
9,8-103
16,ЫО3
17,5-Ю3
17.5-103
Предел
прочности
прн
изгибе***
кг/смЪ
580
575
650
860
980
925
795
* ASTM D695-52T
*• ASTM D638-52T
*** ASTM D790-49T
142

На рис. 49 показаны детали из листового металла,
изготовленные на штампе из смеси эпоксидная смола—версамид.
Рис. 49. Детали из листового металла, изготовленные
на пластмассовом штампе.
Мягкие литьевые материалы применяются для
изготовления упругих ковочных штампов, эластичных форм и мягких
изделий. Например, из смеси 60 ч. версамида и 40 ч.
эпоксидных смол изготовляются превосходные упругие ковочные
штампы и облицовка для штампов. В зависимости от
требований, предъявляемых к изделию, соотношение
компонентов смеси может изменяться от 40 : 60 до 80 : 20 (табл. 36).
Таблица 36
Рецепты мягких смесей версамид 125—бакелит
ERL 2792
Соотношение
компонентов смеси
40:60
50:50
60:40
65 : 35
70:30
75:25
80:20
Твердость
по Барколу*
(модель GYZJ -935)
60—65
20-25
по Шору
(шкала А)
90
85
50
30
<5
143

Примеры применения смесей эпоксидная смола — версамид для изготовления
пластмассовых инструментов10
Изделие
Обоснование применения смесн
Эталонные модели
Контрольные шаблоны
Штампы
Зажимные тиски и патроны
Прядильные штампы
Облицовка .човочных
штампов
Сверлильные кондукторы
Отделочная арматура
Замазки, вязкие
пластичные припои и мастики
для обтекаемых
поверхностей
Чрезвычайно высокая стабильность размеров
и возможность отливки крупных изделий
без выделения большого количества тепла в
процессе отверждения. Легкость
механической обработки инструментами для обработки
дерева или металла для изделий,
способность выдерживать жесткие допуска
Высокая стабильность размеров
Превосходная стойкость к удару, а также
возможность отлнвки крупных изделий
Хорошие литейные свойства, отсутствие усад-
ки и легкость обработки
Незначительная усадка прн массовых отливках
и вполне удовлетворительная стабильность
размеров
При избытке версамнда в смеси получается
упругая и прочная облицовка штампов
Высокая стабильность размеров и хорошие
адгезионные свойства, вследствие чего
можно прн жестких допусках прочно посадить
направляющие втулки на место
Способность четко воспроизводить профиль и
прочно приставать к металлической арматуре
Хорошие адгезионные свойства, стойкость к
термическому и механическому удару,
легкость обработки и прочность
Термореактивные слоистые материалы
Смеси версамида с эпоксидными смолами являются
превосходными связующими для изготовления слоистых
материалов на основе стеклянной ткани, стекломатов или
стеклянной ровницы. Благодаря достаточной текучести эти
смеси пригодны для пропитки наполнителя путем
погружения его в смолу или нанесения смолы роликом. Смеси
удовлетворительно смачивают стеклянные волокна и обладают
превосходной адгезией к ним. Получаемые таким образом
слоистые материалы отличаются малой усадкой при
отверждении, высокой механической и электрической прочностью,
химической стойкостью и коррозионной устойчивостью.
144

Физико-механические свойства слоистых материалов
приведены .в табл. 37.
Таблица 37
Физико-механические свойства отвержденных слоистых материалов
ка основе смесей версамида с эпоксидными смолами
Компоненты смеси
Соотношение
компонентов
із
и
ill
Предел проч«
ностн при
растяже-
- нии***
кг/см%
при
27°
при
120°
Всрсашг; 125 и бакелит ERL
2774 '
Версамид 115
и бакелит ERL 2795 . . ,
и аральднг 6020 (фирмы
Ciba)
и аральдит 502 (фирмы
Ciba)
и бакелиг ERL 2774 . , .
и эпон 828 (фирмы Shell) .
и бакелит ERL 2795 . . .
и эпон 828 (фирмы Shell)
и метафсни лен диамин* .
30:70
50:50
30:40
2030
30:40
3070
40:60
200:100:7,5
5110
4200
4340
3850
4200
3500
3710
3360
19,6-Ю4
17,5-Ю4
11,9-Ю4
17,5-10*
17,5-10*
16,8-10*
2940
3500
2800
2380
2590
2590
2660
2310
1400
1330
980
1190
1190
1260
1120
* В данном составе смола зпон 828 может быть заменена бакелитом ERL 2774
или аральдигом СОЮ.
** ASTM D79O-49T.
*** ASTM D638-52T
Твердость по Барколу приведенных в таблице слоистых
пластиков C5% смолы, 65% стеклоткани) колеблется в
пределах 80—95.
Слоистые материалы применяются для изготовления:
1) инструментов и штампов для
металлообрабатывающей промышленности;
2) радарных колпаков, сотовидных панелей и рамных
конструкций в авиапромышленности;
3) плит для печатных схем;
4) труб для нефтяной промышленности, горного дела,
ирригационных сооружений и пр.;
5) деталей для автомобилей, самолетов и судов.
10 Л. Г. Флойд
145

Применение версамид-эпоксидиых смесей
в электротехнике
Смеси версамида с эпоксидными смолами могут
применяться для заливки и капсюлирирования электротехнических
деталей в целях предохранения их от механического
повреждения и действия влаги, паров и химических реагентов. Эти
смеси обладают малой усадкой при отверждении и поэтому
применяются для предохранения от повреждений
электронных ламп и других чувствительных приборов.
Электрические свойства композиций приведены в табл.
38 и 39.
Таблица 33
Электрические свойства* отливох из смеси версамида с эпоксидной смолой
бакелит ERL 2795
(желатинизация при —4°, отверждгние—3 часа при 120°)
Показатели
Метод
испытания
ASTM
Смесь
версамида
Пои
бакелита ERL
2795 в
соотношении
50 : 50
Смесь
версамида
125 и
бакелита ERL
2795 в
соотношении
40 ; 00
Электрическая прочность при
ступенчатом испытании (толщина
образца 3 мм)у кв/мм
Удельное объемное сопротивление,
ом • см
Дугостойкость, сек
Коэффициент мощности
при 60 гц
при Ю3 гц
при 10е гц
Диэлектрическая проницаемость . * .
при 60 гц
при Ю3 гц j
при IQQ гц
Тангенс угла диэлектрических потерь . {
при 60 гц I
при 103 гц .
при 108 г-t . . і
Dl 49
D257-52T
D495
D150
D150
D150
18,8
1,5. Ш14
76
0,0090
0,0108
0,0170
3,2
3,14
3,01
0,0357
0,0339
0,0572
17,2
82
0,0085
0,0108
0,0213
3,37
3,32
3,05
0,0285
0,0359
0,0656
* Условия испытания: 23,6°СГ 50%-аая относительная влажнеть, кондициоинрова.
ниє в течение 96 час,
146

Таблица 39
Типовые электрические свойства смесей эпоксидная смола — версамид
Показателе
Метод
испытания
ASTM
Слоистые
пластики F0%
стеклоткани
в 6 слоев
толщиной
1,5 мм)
Диэлектрическая проницаемость І
при 23° і D150-47T
при 60 гц " . . . | 4,39
при 10й гц І і 4,21
Коэффициент мощности ] Ш50-47Т I
при 103 гц | 1 —
при 106 гц I 1 0,013
Электрическая прочность (кратко- ,
временное испытание при 60 гц и
23°), кв/мм D149-44 80
Поверхностное электрическое
сопротивление*, ом D257-52T 1,45-Ю11
Дугостойкость при 23°, сек. . . . D495-48T 135—140
Отливки
3,2
3,2
0,025
0,015
80
ЗО12—10і*
80
* Условия испытания: 23,6°С, ь0%-ная относительная влажность,
кондиционирование в течение 96 час.
ЛИТЕРАТУРА
G. С. Ada m s, Paper 22T45, American Society of Tool Engineers
Meeting, April 26—30, 1954.
A. J. Cheney, W. B. H a p p о Id t, K. G. S w а у n e.
Plast. Techn., 2, 22 A956).
R. D u m о п, Mod. Plast., 33, 151 A956).
General Zytel Booklet, Du Pont A954).
General Mills Technical Bulletin 11-E A955).
H. H о p f f, A. Muller, F. Wenger, Die Polyamide,
Springer Publishing Co., Berlin, 1954.
A. A. Merry, Iron Age, 173, 158 A954).
Mod. Plast., 32, A), 85 A954).
Mod. Plast, 32, A2), 85 A955).
D. E. Реегшап, Materials a. Methods, 44, A), 106 A956).
M. W. R і 1 e y, Plastics Tooling, Reinhold Publishing Corp.,
N. Y., 1955.
M. W. R і 1 e y, Materials a. Methods, 41, A), 89 A955).
Rilsan Technical Note 12A, Organico Company A954).
Rilsan Technical Note 12B, Organico Company A954).
Plastics Engineering Handbook, Society of The Plastics Industry,
N. Y., 1954.
M. Stringfellow, Mod. Plast., 34, C), 131 A956).
W. С Wall, Product Eng., 21, G), 102 A950).
10*

8. ПОЛИАМИДНЫЕ КЛЕИ
Обычно полиамидные смолы, используемые в качестве
клеев, применяют в виде расплавов или в виде
растворов, причем одна и та же композиция может применяться и
в том и в другом виде.
Клеящие вещества, применяемые в виде расплавов
Клеи, применяемые в виде расплавов (термопластичные
клеящие вещества), обычно состоят из смеси одной или
нескольких полиамидных смол на основе растительного
масла (версамиды) и соответствующих модифицирующих
агентов, в состав которых могут входить другие полимеры
и смолы, пластификаторы и воски. Композиции должны
обладать большой адгезионной прочностью и некоторой
эластичностью при низких температурах, для чего в них и
вводятся пластификаторы. Во избежание слеживания и
уплотнения клеев при комнатной температуре в них часто вводят
воски. Последние необходимо вводить также, чтобы
предотвратить появление липкости или клейкости при хранении
клеев при пониженной температуре, так как применяемые
смолы плавятся при сравнительно низких температурах.
Другие компоненты вводят в клеи для ускорения
схватывания, повышения устойчивости к водяным парам и
адгезии к некоторым поверхностям, а также для снижения
стоимости без значительного ухудшения адгезионных свойств.
Клеящие вещества, применяемые в виде растворов
Клеи, наносимые в виде растворов, обычно состоят из
полиамидной смолы, растворенной в спирте,
водно-спиртовых или спирто-углеводородных смесях. Для приготовления
этих растворов может применяться как полиамидная смола
на основе растительного масла (версамид), так и
модифицированные полиамиды (последние обладают достаточно
хорошей растворимостью для образования клеевых
растворов надлежащего качества).
148

Модифицированные полиамиды—это смешанные
полиамиды (сополимер найлонов 6,6/6,10/6) или полиамиды,
содержащие N-алкоксильные группы, введенные путем
взаимодействия найлона с формальдегидом в присутствии спирта.
Растворитель служит носителем и разбавителем смолы,
которая может наноситься на поверхность при сравнительно
низких температурах. Ее наносят кистью, пульверизацией,
с помощью валков, шпателем и другими механическими
способами. Часто термопластичные клеи разбрызгивают
под давлением, направляя струю жидкости к склеиваемым
поверхностям.
В клеях, наносимых в виде растворов, должно
содержаться такое количество растворителя, чтобы достигались полное
растворение сухого вещества, взятого для приготовления
клея, и определенная скорость испарения.
Применение клеев
В клеевых составах чаще всего применяют следующие
полиамидные смолы: версамиды 930, 940, 950 и 100,
смешанный полиамид 6,6/6,10/6 и линейные полимеры найлона,
модифицированные N-алкоксиметильными группами. Все
перечисленные смолы термопластичны и растворяются при
требуемой температуре в соответствующих растворителях.
Клеи применяются для самых разнообразных целей:
в качестве переплетных клеев1; теплостойких клеев для
склейки упаковочных материалов для различных пищевых
продуктов (хлеба, супов), сигарет, в производстве
картонных коробок, коробок из гофрированного фибрового
картона. В больших количествах они используются для
склеивания гибких упаковочных материалов—бумаги, целлофана,
алюминиевой фольги и ацетилцеллюлозных пленок. Кроме
того, они применяются для склеивания кожи (в
производстве обуви), металла (например, для герметизации
боковых швов консервных банок) и пленки майлар.
Выпускаются также клеевые составы, отверждающиеся под
давлением2.
Ниже приводится рецептура некоторых клеев.
4 Клей для скрепления металла с металлом
Состав (в %):
Версамид 100 . 60
Версамид 900 . 40
149

Это превосходный термопластичный клей для
склеивания металла с металлом и для герметизации швов. Клей
обладает большой жесткостью и высоким сопротивлением
удару. Он с успехом применяется также для склеивания
пластических материалов, фольги и бумаги. Клей наносится из
расплава.
Универсальный низкотемпературный клей
Состав (в %):
Версамид 940 * 85
Эфир стейбилайт Ш 10 5
Трибутилфосфат или дибутилфталат ... 10
Этот клей очень удобен для применения в качестве
теплостойкого покрытия, которое должно сохранять прочность
также и при низкой температуре. Он наносится из расплава
или из раствора,
Эластичный клей
Состав (в %):
Версамид 940 « , * в . . * * . # 80
Версамид 100 • •••¦• « * * » 20
Этот состав обладает превосходной адгезией к самым
различным поверхностям. Он может применяться в тех случаях,
когда прочность клеевого шва не имеет существенного
значения, но очень важна его гибкость. Такую смесь можно
наносить как из расплава, так и из раствора.
Медленно высыхающий клей}
Состав (в %):
Версамид 940 • * 70—80
Саитицайзер 9 *„.*.,• 20—30
Клей при комнатной температуре сохраняет липкость в
течение 2 час. после нанесения. Практически можно
применять смеси, содержащие от 20 до 40% пластификатора сан-
тицайзер 9. Для ускорения высыхания или для уменьшения
липкости в клей вводят до 4% канделлильского воска.
Клей для полиэтилена
Состав (в %):
Версамид 950 40
Версамид 100 60
150

Клей для пергамина и бумаги
Состав (в %):
Версамид 940 50
Версамид 950 50
Этот клей применяется для изготовления бумажной
изоляции и для других покрытий, применяемых в условиях,
когда требуется устойчивость также и при низкой
температуре и малая проницаемость для водяных паров. Клей легко
изготовляется в виде расплава или раствора.
Герметизирующий клей
Состав (в %):
Версамид 940 - - * 85
Воск зеко 6600 (фирмы G. S. Ziegler Со.)
или эфир 60 (фирмы Petrolite Co.) . * 15
Эти составы обеспечивают исключительно высокую
герметичность шва и отверждаются при низкой температуре.
Введение воска, кроме того, снижает стоимость покрытия.
Эти клеи можно готовить смешением в расплаве или в виде
растворов.
Низкотемпературный клей, наносимый из расплава
Состав (в %):
Версамид 940 • 85
Версамид 900 4
Парафин 2
Дибутилфталат 9
Этот клей обладает хорошими свойствами при низких
температурах, но должен наноситься только в
расплавленном виде. Он образует эластичные швы при склеивании
бумаги и других упаковочных материалов.
Полиамидные клеяцие вещества обладают и другими
ценными свойствами. Например, полиамидная смола может
использоваться в качестве электроизоляционного
материала, покрытий, непроницаемых для паров, или в качестве
маслостойких составов; она применяется также для
придания блеска лакам, которыми покрывают печатные оттиски.
В этих случаях полиамидную смолу наносят на бумагу
в расплавленном виде или в виде раствора; такое покрытие
151

обеспечивает надлежащую тепло- и водонепроницаемость.
Для достижения наилучшего блеска покрытие наносят после
печати.
Модифицированные найлоны, применяемые в клеях,
более растворимы, чем обычный найлон-6,6, и более
эластичны. Эти свойства особенно ценны при использовании
модифицированных найлонов для переплетных клеев1.
Ниже приводятся несколько составов переплетных клеев
(в %).
J. Кумароно-индено-фенольная смола 35
Резорцин 5
Полиамид А (смешанный полиамидK 60
2. Хлордифенил 46
Полиамид С (N-изобутилсебацинамидM 54
3. Кумароио-индено-фенольная смола 45
Полиамид С (N-изобутилсебацинамидM 55
4. Кумароно-индено-фенольная смола . 35
Полиамид В (линейный полиамид, модифицированный
формальдегидом и спиртомL , . 65
5. Диамилбензолсульфонамид 45
Полиамид А (смешанный полиамидK 55
6. Октипфенол 45
Полиамид А (смешанный полиамидK 55
Полиамиды А, В и С растворяются в 80%-ном
этиловом спирте, образуя 5%-ные и более концентрированные
растворы.
Термореактивные клеи
Термореактивные клеи можно получать из сильно
разветвленных аминосодержащих полиамидных смол с концевыми
аминогруппами, способными вступать в реакцию сфенольны-
ми и эпоксидными смолами. Типичными представителями
таких полиамидов являются версамиды 100, 115 и 125.
В результате их взаимодействия с фенольными и
эпоксидными смолами получаются термореактивные клеи, которые
могут применяться без растворителей и в виде растворов.
Соответствующую смесь полиамидных и эпоксидных смол
тщательно перемешивают, наносят на склеиваемые
поверхности, которые накладывают друг на друга и выдерживают
под небольшим давлением до завершения отверждения при
комнатной температуре или при нагреве.
152

При использовании клеев на основе фенольно-полиамид-
ных смол склеивание необходимо производить под
значительным давлением, так как в качестве побочного продукта
при этом образуется вода. Для отверждения
фенольно-полиамидных смол требуется также высокая температура A50—
205°).
Сплавы с эпоксидными смолами
При сочетании полиамидных смол с эпоксидными
получаются термореактивные материалы, отличающиеся по
свойствам от обоих исходных продуктов. В процессе реакции
образуется нерастворимый и неплавкий продукт, который,
однако, может быть размягчен до известной степени при
высокой температуре и под действием активных
растворителей. Полученный клей обладает хорошими смачивающими
свойствами, характерными для полиамидов и эпоксидных
смол, и очень большой адгезионной прочностью. В то же-
время происходит и внутренняя его пластификация, т. е.
смесь приобретает способность выдерживать значительно
более сильный удар, чем эпоксидные смолы, отвержденные
с помощью аминов. Несмотря на жесткость клея, он
сохраняет известную внутреннюю эластичность или упругость,
вследствие чего прилагаемая нагрузка распределяется по
всей покрытой им поверхности.
Для получения клеев такого состава можно сочетать с
аминосодержащими полиамидами следующие эпоксидные
смолы:
смолы эпон 815, 820, 828, 834, 864 и 1001;
аральдиты 502, 6010, 6030 и 6071;
смолы эпирез 504 и 510;
бакелит ERL 2795, 2774 и 2002.
Из полиамидных смол, применяемых в качестве второго
компонента клея, наилучшими оказались версамиды 115,
100 и 125. Поскольку версамид 100 плавится при довольно
высокой температуре и обладает значительной жесткостью,
он почти всегда применяется в виде раствора, в то время как
версамиды 115 и 125 можно сочетать с жидкими
эпоксидными смолами без растворителя. Для повышения ударной
вязкости, теплостойкости и паронепроницаемости можно
вводить наполнители, уменьшая таким образом стоимость клея
без значительного ухудшения его адгезионных свойств.
Наполнители часто вводят также для уменьшения
коэффициента термического расширения.
153

Некоторые типовые составы клеев и их свойства6
приведены в табл. 40—43.
Таблица 40
Испытание на удар версамид-эпоксидных клеев
(по стандартам ASTM D 1002-49T, MIL А-5090-В и ВВС США)
Компоненты
Версамид 115, бакелит ERL 2795
и наполнитель сурфекс ММ
и наполнитель AFD . . .
и пластинчатый глинозем .
и найлоновый порошок . .
и алюминиевая пудра № 101
Соотношение
компонентов
50:50:20
50:50:20
50:50 20
50:50:20
50:50-50
Сопротивление сдвигу, кг}см'±

начальное
191
239
224
207
2!2
после удара* с силой
(б кг/см?)
44
153
201
225
247
195
66
158
172
234
188
205
88
157
158
207
157,5
199
v Образцы ил алюминия 24ST, склеенные испытуемым клеем, помещали на
наковальню копра Гарднера так, чтобы центр шва находился на наковальне, н
наносили по шву удар определенной силы сферическим бойком диаметром 12,7 мм.
Таблица 41
Влияние растворителей и химических веществ на клеевые составы
(по стандартам ASTM D1002-49T и MIL-A-5090-B)
Компоненты
Версамид 115, аральдит 502
и метронайт
Версамид 115, бакелит ERL
2795
и наполнитель AFD . .
и найлоновый порошок .
и пластинчатый глинозем

Соотношение

компонентов
40:60:20
50:50:20
50.50:20
50:50:20
Сопротивление сдвигу, кг/см?
ПОСЛе ПОГруЖеИИЯ В Ж{{ДЬ"ОСТ!-
начальнос

гидравлическая
жидкость
214 ' 216
І
239 і 201
206 і 193
224 і 223
моторное
масло
sal: to
219
191
193
227

авиационный бензин
202
191
214
159
с
fr К
Я СП л
195
190
202
223
154

Таблица 42*
Устойчивость к действию различных сред клея из версамида 115, а рал ьд и та
502 и пластинчатого глинозема, взятых в соотношении 40:60:20
(по стандартам MIL-A-5090 В и MIL-A-8623)
Среда
Длительность
экспозиции
Раствор соли (опрыскивание) . .
Изопропиловый спирт (погружение)
Углеводороды
Гидравлическое масло
Реактивное топливо JP-4 ....
Водопроводная вода
Испытание в везерометре ....
250 час.
7 суток
7 суток
7 суток
7 суток
30 суток
60 час.
Предел прочности
при сдвиге, кг/см*
до
экспозиции
(среднее
из 5
опытов)
219
224
229
221
171
219
171
но еле

ЭКСПОЗИЦИИ
(среднее ыз 6
опытов)
143
210
231
194
188
182
188
Таблица 43
Сопротивление отслаиванию клеев на основе версамида
115 н бакелита ERL 2795, взятых в разных соотношениях
Соотношение
версамид:
эпоксидная
смола
70:30
50:50
70:30
Склеиваемые материалы
Сталь со сталью
Твердая медь с обычной медью
То же
Нагрузка
иа 1 см
толщины
кг
2,7-2,9
0,9
1,4-1,8
Данные по адгезии к различным поверхностям клея,
состоящего из версамида 115, бакелита ERL 2795 и
пластинчатого глинозема, взятых в соотношении 50 : 50 : 50,
приведены ниже (испытания проводились при комнатной
температуре):
Латунь морская
Медь твердая
Сталь холоднокатаная .....
Стекло
Гетинакс на фенол ьной смоле
Сопротивление сдвигу
кг/смї
147
96
191
Не склеивается
Не склеивается
155

Варианты термореактивных клеев
Из приведенных выше таблиц отчетливо видно влияние
на адгезионную прочность изменения соотношения смол
и введения в клеи различных наполнителей. Наибольшая
адгезионная прочность достигается при отверждении клеев
при высоких температурах, хотя прочное схватывание
получается и при низких температурах7.
Изменяя соотношение версамида и эпоксидной смолы,
можно получать клеи с различными свойствами.
При большом содержании версамида в смеси получается
клей, обладающий высоким сопротивлением отслаиванию
после нанесения на поверхность различных материалов,
но жесткость его недостаточна для использования в качестве
прочного конструкционного клея. Составы с высоким
содержанием эпоксидных смол отличаются большей жесткостью, но
по сопротивлению отслаиванию они уступают составам с
высоким содержанием версамидов. При оптимальном отношении
версамида и эпоксидной смолы клей обладает максимальным
сопротивлением сдвигу и может использоваться для
конструкционных целей.
В табл. 36 (см. стр. 143) показано влияние соотношения
компонентов смеси на твердость клеев.
Конструкционные клеи применяют для разнообразных
целей. Их можно наносить на самые различные поверхности,
в том числе на пластмассы, металлы, дерево, бумагу,
керамику и кирпич. Они схватываются при температурах от 10
до 200°. При высокой температуре схватывание происходит
значительно быстрее, чем при низкой температуре. Отвержден-
ные клеи устойчивы при низких температурах, вплоть до
—57°, причем при этой температуре они так же прочны, как
и при комнатной, или еще прочнее. Они противостоят
сильному удару, изгибу, внезапным изменениям температуры и
действию жидкого топлива, соленой воды, а также
различных растворителей и химических реагентов (см. табл.
40—43). Однако такие клеи не рекомендуется применять
при высоких температурах, так как при температуре около
120°, особенно при длительном ее воздействии, они
размягчаются, а в размягченном состоянии их конструкционная
прочность снижается.
Следует отметить, что здесь речь идет не о клеящей
способности или адгезии, а о силе когезии. При жестких
требованиях к сопротивлению отслаиванию, а не к
конструкционной прочности влиянием высокой температуры
156

можно пренебречь. При охлаждении конструкционная
прочность клея восстанавливается, что можно наблюдать при
пайке панелей с печатными схемами8.
Применение термореактивных клеев
В табл. 36 и 40—43 приведены свойства типичных
клеевых составов для склеивания различных материалов. К их
числу относятся клеи для алюминиевых сотовых
конструкций самолета, для герметизации алюминиевых стыков в
самолетостроении, для склеивания стали (например, в
автомобилестроении), стекловолокнистых слоистых пластиков (в
частности, для слоистых пластиков на основе полиэфирных
или эпоксидных смол), дерева (например, в производстве
или при ремонте мебели или деревянных конструкций),
для прикрепления медной фольги к основе печатной схемы из
стекловолокнистых слоистых пластиков на основе
эпоксидных смол или бумажных пластиков на основе фенольных смол.
Такие клеи применяются также для образования пленок с
высоким сопротивлением отслаиванию на стальных изделиях
(например, в производстве консервных банок), для
прикрепления пробковых плит к кирпичной кладке, для склеивания
кожи, пленок майлар и приклеивания других пластических
материалов к различным поверхностям. Часто в поисках
оптимального варианта приходится перепробовать
несколько составов клеев.
Версамид-эпоксидные клеи, отличающиеся высокой ко-
гезией и сильно выраженными смачивающими свойствами,
пригодны для склеивания несходных поверхностей или
материалов. В молекулах версамида и эпоксидной смолы
содержатся полярные группы разных типов; при сочетании
этих двух смол происходит смачивание поверхности и
прилипание к ней клея, в то время как каждая из этих смол
в отдельности не обеспечила бы такого прочного сцепления
поверхностей.
Для образования наиболее прочной связи склеиваемые
поверхности должны быть тщательно очищены и
обработаны. Для этого металл, дерево и некоторые пластмассы
подвергают легкой пескоструйной или химической обработке
(например, алюминий травят хроматом, медные поверхности
погружают в травильную ванну или очищают другими
химическими способами).
Наиболее прочное сцепление клея достигается при
нанесении его тонким слоем (толщиной менее 0,01 мм). Для вы-
157

давливания избытка клея из шва применяется довольно
высокое давление, хотя для протекания реакции отверждения
или для самого склеивания давления не требуется, так как,
если клеи применяются без растворителей, то в процессе
отверждения не образуется побочных продуктов и не
происходит выделения летучих веществ. Для схватывания клея
и образования прочного шва давление или нагрев не
применяются.
Сплавы с фенольными смолами
Аминосодержащие версамидные полиамидные смолы
можно сочетать также с некоторыми фенольными смолами.
Полагают, что при этом аминогруппа полиамида реагирует с
метоксильными группами фенольных смол с образованием
новых С—N-связей и выделением воды в качестве побочного
продукта, т. е. с выделением летучих веществ.
Отверждение проводится при температуре порядка
150—205°.
Версамид-фенольные клеи отличаются от версамид-эпок-
сидных следующими свойствами: первые выдерживают
длительное хранение, отверждаются при высокой температуре,
выделяют воду в качестве побочного продукта реакции и
образуют прочную связь между двумя материалами с
применением высокого давления; вторые могут храниться в
течение ограниченного времени, отверждаются при
комнатной и повышенной температурах, не выделяют побочных
продуктов или летучих веществ и образуют прочное
сцепление без давления.
Перед нанесением версамид-фенольной смолы
склеиваемые поверхности следует тщательно очистить. Детали, на
которые нанесен клей, сжимают под давлением *—14 ати
или выше и нагревают при температуре 150—205°. При 205°
на отверждение требуется около 15 мин. Л при 150°—около
1 часа.
По завершении отверждения склеенные детали
охлаждают, не снимая давления. Образуемые соединения
значительно менее хрупки и лучше противостоят удару, чемотверж-
денные фенольные смолы.
Несмотря на то, что версамид-фенольные клеи не
обладают такой большой начальной прочностью, как версамид-
эпоксидные клеи, их прочность при высокой температуре
снижается меньше, например при 120° они сохраняют около
двух третей прочности, которой они обладали при 24°. При
низких температурах они приобретают несколько большую
158

хрупкость, чем версамид-эпоксидные клеи. В случае
необходимости в них тоже можно вводить наполнители, которые,
как указывалось выше, улучшают некоторые свойства клея.
Термореактивные фенольньте смолы, используемые для
этих композиций, обычно применяются в виде растворов,
главным образом в виде спиртовых растворов. Поскольку
версамиды тоже растворимы в спирте, эти две смолы можно
смешивать в спиртовом растворе или в смеси других
растворителей. Некоторые фенольные смолы при длительном
хранении разлагаются (если не применять охлаждения), тогда
как смеси техжефенольных смол с полиамидными,
по-видимому, более стабильны при хранении.
Конструкционные клеи из смесей версамидов с феноль-
нымисмолами, например клеи, представляющие собой 25—
40%-ные растворы версамида 115 и фенольной смолы BR-7929,
взятых в соотношении 40 : 60, дают следующие показатели:
Время отверждения, мин.
при 150° 60
при 205° .,,... 15
Сопротивление сдвигу (на алюминии
24ST), кг/см2
при 24° ,.,*.,...,., 175
при 120° ..*.„,.•... 126
Введением в смесь избытка версамиднои смолы получают
смолы с высоким сопротивлением отслаиванию. Например,
если вместо 40% версамида 115 и 60% фенольной смолы
BR-7929 взять эти компоненты в соотношении 70 : 30,
то получится клей с высоким сопротивлением отслаиванию
(при отверждении в тех же условиях). При склеивании
листов электролитной меди с бумажным слоистым
пластиком ХХХР сопротивление отслаиванию составляет 1,4—
2,5 кг/см. Такие клеи особенно пригодны для печатных схем,
так как обладают хорошей адгезией к меди, латуни и феноль-
ным слоистым пластикам. Например, они успешно
применяются для склеивания меди со слоистым пластиком типа
ХХХР. Те же составы могут применяться для склеивания
листов бумаги с медными листами при изготовлении
слоистых пластиков для печатных схем.
Ниже приводится типовой состав (в вес. ч.) версамид-
фенольного материала, применяемого для получения
бумажных слоистых пластиков на основе хлопкового линта:
Версамид 100 • . . . * 50
Смола BR-7929
(фирмы Bakelite) .... 50 (в пересчете на
сухое вещество)
159

Клей такого состава можно применять для
приклеивания меди к верхней и нижней поверхностям слоистого
пластика. Эту операцию можно осуществить в один.прием;
после пропитки бумаги раствором смоляной смеси и
испарения растворителя ее закладывают в пресс между листами
очищенной, но необработанной меди; отверждение проводят
в течение двух часов при 177° под давлением около 70 ати.
Затем пресс охлаждают и вынимают изделие. Медь прочно
пристает к обеим сторонам пластины; сопротивление
отслаиванию находится в пределах 1,4—2,5 кг 1см.
ЛИТЕРАТУРА
1. R. G. В г о w п, пат. США 2612463 (Du Pont).
2. Heat-Seal Coatings and Adhesives, General Mills Technical Bulletin
11-B.
3. M. M. Brubaker, пат. США 2285009 (Du Pont).
4. Т. L. Cairns, пат. США 2430860 (Du Pont).
5. W. H. Carothers, пат. США 2130523 (Du Pont); С J. F г о s h,
пат. США 2388035 (Bell Telephone).
6. D. E. Peerman, D. E. Floy d, W. S. Mitchell, Plast.
Techru 2, A), 25 A956).
7. D. E. Peerman, D. E. Floyd, \V. T о 1 b e r g, Ггк). Eng.
Chern., 49, 1091 A957).
8. NEMA Standards.

9. ПОЛИАМИДНЫЕ ВОДНЫЕ ДИСПЕРСИИ, ОРГАНОЗОЛИ,
ПЕЧАТНЫЕ КРАСКИ
Водные дисперсии
Водные дисперсии полиамидных смол можно получать
различными способами. Один из методов, применимый для
получения дисперсии найлона марки зайтел 61, заключается
в следующем: найлоновую смолу растворяют в этиловом
спирте, добавляют небольшое количество эмульгатора и при
перемешивании выливают раствор в воду1. При этом
образуется суспензия твердых частиц найлона в воде с примесью
небольшого количества спирта. Такие дисперсии могут
применяться в качестве клеев.
Другой метод получения водных дисперсий применим
главным образом для полиамидных смол типа версамид2.
По этому методу версамид диспергируют в воде без
эмульгатора, так как эмульгирующее действие оказывает сам
полиамид. Подробно этот метод пока не опубликован.
Водные дисперсии версамида, называемые суспензоида-
ми, имеют некоторые преимущества по сравнению с
растворами или расплавами смолы, и, кроме того, на их основе
можно получать новые составы. Они негорючи, для их
приготовления не требуется дорогих растворителей, и они
могут наноситься без нагревания. Отчасти благодаря этому они
применяются для нанесения на бумагу теплоизоляционных
покрытий, покрытий, липких во влажном состоянии,
непроницаемых покрытий (при расплавлении), связующих и
составов для поверхностных покрытий. На рис. 50 показано
получение суспензоида из версамидной смолы.
Водные дисперсии полиамидных смол (версамидные су-
спензоиды) смешивали с различными латексами и
эмульсиями, в том числе с каучуковыми латексами, эмульсиями
акриловых смол и поливинилацетата. Смешение производили
для модифицирования свойств смолы в соответствии с ее
назначением. Модифицирование можно осуществлять также
11 Д. Е. Флойд 161

введением жидких пластификаторов, растворителей,
расплавленных смол, пигментов и красителей, а также
загустителей.
Дисперсии полиамидных смол удерживают
модификаторы во взвешенном или диспергированном состоянии, т. е.
модификаторы становятся составной частью полиамидного
суспензоида. Диспергированные растворители улучшают
адгезию к пластмассовым пленкам и способствуют
образованию сплошного, а не прерывистого покрытия.
Рис. 50, Кусок твердой версамидной полиамидной
смолы и жидкий суспензоид, полученный из этой смолы.
Для того, чтобы максимально уменьшить склонность
дисперсии к коагуляции, загустеванию и разделению фаз,
необходимо тщательно подбирать красители и пигменты.
Пигменты можно перетирать с пластификатором и медленно
добавлять к полиамидному суспензоиду в форме водной
дисперсии; в некоторых случаях их можно непосредственно
затирать с суспензоидом. Весьма удобны спиртораствори-
162

мые красители, которые можно добавлять к суспензоиду в
виде растворов.
Ниже приводятся некоторые свойства версамидных сус-
пензоидов, полученных из твердой и жидкой смол3:
Из твердой
смолы
Из жидкой
смолы
50
Не более 20
Непрозрачный
от белого до
светло-серого
цвета
Слабый
Содержание сухого вещества, % ... 45
Вязкость (при 25°), пуазы' 15—20
Внешний вид (цвет) Белый
непрозрачный
Запах Очень
слабый
Удельный вес (при 25°), г/смд ... 1,02
Стабильность суспензии
Примерный размер частиц, р 1 —
pH (приближенно) 5 8
Кислотное число 3—5 6—8
Заряд частиц Положительный
Скорость осаждения Ничтожно малая
Устойчивость к растворителям .... Хорошая
Отличная
0,98
* Вязкость определяли в пискозиметре Брукфилда; гее стержня 0,9 кг; 20 об/мнн«
Покрытия из версамидных суспензоидов, полученных из
твердой и жидкой смол, обладают следующими свойствами:
Кз твердой
СМОЛЫ
Из жидкой
смолы
Внешний вид (цвет) Кремовое непро- Янтарное
зрачное (мутное) прозрачное
Водостойкость Отличная Отличная
Слипаемость* Не слипается 24 часа Слипается
при 60°, 100%-ной
влажности воздуха
и нормальном
давлении
Теплостойкость, °С 90—170 —
Масло- и жиростойкость (в
расплавленном виде) Хорошая
Скорость горения Малая
Запах Отсутствует Слабый
Прочность склеивания (бумага к
бумаге) при температуре от 0° до
70° ." Хорошая
• Слипаемость определяли по стандарту TAPPI T-477-M-47. Покрытие наносили на
этикетную бумагу весом стопы 1,8 кг E00 листов размером 508x635 мм).
163

При смешении с другими смолами и смоляными латекса-
ми ингредиенты модифицируют друг друга. Например, сус-
пензоиды полиамидных смол улучшают водостойкость и
понижают слипаемость поливинил ацетата, который в свою
очередь расширяет температурный интервал клеящих свойств
полиамидов (табл. 44).
Т а б л и ц а 44
Модифицирование версамидных суспензомдов полнвиншшцетатом*
Версамид-
ный суспен-
зонд (в
пересчете на
сухое
вещество),
Dec Ч.
100
0
100
100
100
10
20
40
100
Поливинил-
ацетатная
эмульсия
(в
пересчете иа сухое
вещество)
вес. ч.
0
100
10
20
40
100
100
100
100
Клеящие
при 114^
Нет
Есть
Нет
»
»
Есть
»
»
»
свойства
при 1С0э
Нет
Есть
Нет
»
»
Есть
»
»
Нет
Проба на слипаемость**
лицевая сторона
К ЛИЦеВОЙ lTU| ОНЄ
Не слипается
То же
»
»
»
Слегка
слипается
Не слипается
То же
»
лицевая
сторона к изнанке
Не слипается
То же
»
»
»
Слегка
слипается
Не слипается
То же
»
* Применялась поливпнилацетатная эмульсия фирмы «.Дюпон», выпускаемая под
маркой эльвацет 81-900.
** При 50° в течение 15 час, под давлением 3,Г> кг/мм% и низкой относительной
влажности.
Совместимость версамидов с другими материалами
Как правило, полиамидные смолы версамид совместимы
с канифольными составами и фенольными смолами, но не
совместимы с большинством виниловых смол2. Они
совместимы также со многими пластификаторами, но не совмещаются
с парафином и микрокристаллическим воском. Совместимость
может быть достигнута лишь в присутствии специальных
агентов, например производных канифоли, совмещающихся
как с воском, так и с полиамидами.
Совместимость достигалась совместным плавлением
раздробленного версамида 940 и модификатора в указанных
164

соотношениях в атмосфере азота. Совместимость
перемешанной расплавленной смеси определяли как в горячем
состоянии, так и на холоду; в последнем случае расплавленную
смесь выливали на стеклянные пластинки и оставляли на
неделю.
Совместимость версамидов 930 и 940 почти одинакова.
К ним близки версамиды 900, 100, 115 и 12е», хотя версамид
900 несколько хуже, а версамид 100 несколько лучше
совмещается с большинством модификаторов, чем версамид 940.
Органозоли
Из табл. 45 видно, что этиловый, изопропиловый и
бутиловый спирты, наряду с фенолами, являются
превосходными растворителями для большинства версамидных
полиамидов3. Смешанные растворители, например спирт и вода
для найлона или спирт и ароматический углеводород для
полиамидов типа версамид, являются лучшими
растворителями, чем индивидуальные продукты.
Полиамидные смолы можно диспергировать в
органических растворителях, получая коллоидные системы,
содержащие полиамид в виде взвешенных мелких твердых частиц,
набухших в растворителе, но не растворившихся в нем.
Сначала при помощи дробящего или измельчающего устройства
смолу измельчают в тонкий порошок. Для измельчения вер-
самида 900 (температура размягчения 180°) вполне пригоден
дезинтегратор Ритца. Измельченные в порошок твердые
частицы смешивают с растворителем, состоящим из смеси
около 90/6 алифатического углеводорода и 10% бутилового
спирта или целлозольва. Растворитель с порошкообразной
смолой вносят в шаровую мельницу и перетирают в течение
8—16 час. Добавка небольшого количества смачивающего
вещества, например лецитина, облегчает перетир. В
процессе перетира размер частиц еще больше уменьшается и они
набухают в растворителе. В результате получается
однородная тиксотропная дисперсия мельчайших частиц,
набухших в растворителе; мало текучая в состоянии покоя,
но легкоподвижная при перемешивании. С увеличением
скорости перемешивания текучесть суспензии
увеличивается.
При добавлении больших количеств полярного
растворителя дисперсии становятся нетиксотропными. Добавление
слабых растворителей, например минерального лакового
растворителя, не оказывает заметного действия и только
разбавляет дисперсию.
И Л. Е. Флойд. 165

Таблица 45
Растворимость версамидов 930, 940 и 950 в различных растворителях
Растворитель
Бензол
Толуол
Ксилол
Скипидар
Лаковый бензин
Минеральный лаковый
растворитель
Циклогексан
Смесь толуола с изопро-
пиловым спиртом G ' 3)
Метиловый спирт
Этиловый спирт
Изопропиловый спирт
я-Бут иловый спирт
Циклогексиловый спирт
Этиленгликоль
Глицерин
Целлозольз
Бутилцеллозольв
Нитробензол
Диэт иловый эфир
Этилацетат
Бутилацетат
Дихлорэтан
Трихлорэтилен
Хлороформ
Четыреххлорнстый углерод
Уксусная кислота
Ацетои
Метилэтилкетои
На холоду
Слегка растворяется
То же
»
Очень слабо
Не растворяется
То же
Растворяется
Не растворяется
То же
Растворяется
Слегка растворяется
Не растворяется
То же
Слегка растворяется
То же
Очень слабо
Не растворяется
То же
»
Слегка растворяется
То же
Растворяется
Не растворяется
Растворяется
Не растворяется
То же
При нагревании
Растворяется
I Очень слабо
!Не растворяется
То же
і
! Очень слабо
Растворяется
Набухает
! Растворяется
I тт >
|Не растворяется
! То же
І Растворяется
І »
Не растворяется
Слегка растворяется
То же
Слегка растворяется
То же
Растворяется
Слегка растворяется
Растворяется
Не растворяется
І То же
При добавлении большого количества активного
растворителя образуется густая вязкая кашица из частично
растворенных и твердых частиц смолы. При использовании
слишком большого количества слабого растворителя и при
измельчении в шаровой мельнице получается
комковатый, зернистый, неоднородный, слабо диспергированный
продукт.
Возможны различные изменения этой схемы
диспергирования. В процессе измельчения можно вводить пигменты
и пластификаторы.
166.

Ниже приводится типовая методика получения органо-
полиамидной смолы4:
1. Измельчение версамида 900 до получения гранул
диаметром 4,8 мм.
2. Загрузка компонентов в футерованную камнем
галечную мельницу в следующем соотношении (в %):
Измельченный версамид 900 15
Минеральный лаковый растворитель (обычный) . . 75
«-Бутиловый спирт 10
3. Измельчение смеси в течение 8—10 час. (более
длительное измельчение вызывает чрезмерную тиксотропию).
4. Разгрузка мельницы (для предотвращения тиксотро-
пии разгрузку ведут после остановки мельницы).
Таким путем высокоплавкую и труднорастворимую
полиамидную смолу переводят в жидкое состояние, что облегчает
ее переработку. Органозоль версамида 900 применяют для
получения герметизирующих пленок. При нанесений орга-
нозоля на бумагу или иную гибкую подложку в виде жидкой
пленки после ее высыхания образуется сплошное покрытие
из мелких смолистых частиц, которое можно оплавить
нагреванием до 177° или при более высокой температуре.
Эта сплошная пленка обладает герметизирующими
свойствами даже в нерасплавленном состоянии и может
применяться в широком температурном интервале. Этим она
отличается от пленок других полиамидных смол, наносимых из
растворов. Покрытие из органозоля версамида 900 является
герметичным в температурном интервала от 80 до 140°. Оно
не слипается или почти не слипается не только в
нормальных условиях, но даже под довольно высоким давлением
и при высоких температурах. Это, вероятно, объясняется
высокой температурой плавления смолы.
Применение
При смешении двух или более полиамидных смол разного
химического состава происходит реакция переамидирова-
ния6. Для протекания реакции смесь необходимо
поддерживать в жидком состоянии; обычно ее приходится нагревать
до 150—300э. Реакцию можно ускорить добавлением
небольшого количества вещества, содержащего карбоксильные
группы.
В процессе реакции в результате расщепления амидных
связей сначала образуется блокполимер с большими чере-
П* 167

дующимися участками цепей разных полиамидов. Затем,
при продолжающемся нагревании, длина таких отрезков
уменьшается и постепенно образуется сополимер
неупорядоченной структуры.
Такой сополимер может образоваться из тех же
компонентов быстрее и в одну стадию. Вероятно, длительность
периода до достижения смесью равновесного состояния
вызвана высокой вязкостью смол.
SO 70 90 110 130 150 170 190~ $0 60 70 80 SO WO ПО
Температура размягчения, °С Температура размягчения, °С
Рис. 51. Температуры размягчения Рис. 52. Температуры размягчения
смесей версамидов 100 и 900, смесей версамидов 100 и 940.
Смесь смол может приобретать некоторые необычные
физические свойства. Например, при добавлении
небольшого количества высокоплавкого полиамида к низкоплавкой
полиамидной смоле температура размягчения смеси
повышается больше, чем это должно вытекать непосредственно из
расчета по температурам размягчения исходных компонентов.
Иногда при смешении нескольких смол получается смесь,
свойства которой являются промежуточными между
свойствами составляющих компонентов.
Например, при смешении мягкой и эластичной смолы
с твердой и хрупкой смолой образуется жесткая
полутвердая смесь.
168

і
І
I
0
10
20
30
50
60
70
80
90
100
/
I
/
/
/
/
I
Из кривых, приведенных на рис. 51, 52 и 53, видно
влияние состава смэл на температуру размягчения.
100
90 ^
70 г§
60 %
50 |Ь
ЗО І
10 ^
о
WO 110 120 130 ПО 150 160 170 180 190
Температура размягчения} °С
Рис, 53. Температуры размягчения
смесей версамидов 940 и 900.
По этим кривым составляют рецептуры связующих и
клеев с различными температурами размягчения.
Печатные краски
Полиамидные смолы, являющиеся ценными
ингредиентами печатных красок некоторых типов, могут применяться
в сочетании с соответствующими пигментами и другими
модификаторами в спирторастворимых печатных красках-
Эти печатные краски хорошо пристают к бумаге, вязки,
блестящи и сравнительно быстро сохнут. Вследствие
превосходной адгезии, отличной смачиваемости пигментов, сильного
блеска и хорошей растворимости в спирте полиамидные
смолы применяются также в флексографических красках.
Полиамидные смолы, которые можно растворить в
чистом спирте или в смеси спирта с другими растворителями,
особенно пригодны для флексографического печатания, так
как спирт не разрушает резиновых валов печатных машин,
тогда как ароматические углеводороды, кетоны и до
некоторой степени алифатические углеводороды их разрушают.
Печатные краски, содержащие полиамидные смолы,
можно применять для печатания не только по бумаге, но и по
пластмассам, целлофану и полиэтилену. Вследствие
полярности полиамидных смол они прочно пристают к различным

поверхностям, особенно к полярным. Хотя высоковязкий
полиэтилен является неполярным пластическим материалом,
полиамидные смолы очень хорошо пристают к нему
независимо от того, лодвергался ли он для улучшения адгезионных
свойств действию излучения или нет.
Полиамидные печатные краски можно успешно наносить
на полиэтилен методом флексографическсй печати.
Оттиски после высыхания выдерживают жесткие испытания6.
Рис. 54. Машина для флексографической печати по
полиэтилену.
На рис. 54 показана машина для флексографической
печати по полиэтилену версамиднои печатной краской.
170

Для печатания по полиэтилену могут применяться также
печатные краски других типов, причем краски, не
прилипающие прочно к поверхности, можно закреплять путем
поверхностного покрытия оттисков прозрачным лаком,
представляющим собой раствор полиамидной смолы в спирте или
ином растворителе. При последующей упаковке пищевых
продуктов или овощей в пленки из этого полиэтилена
печатная краска не стирается и не смывается под действием воды
или в процессе обработки полиэтилена.
По мере успешной разработки новых рецептур печатных
красок для полиграфического производства к этим краскам
стали предъявлять все более жесткие требования. Так.
увеличился спрос на печатные краски всевозможных цветов,
быстросохнущие краски, высыхающие в течение нескольких
секунд, и т. д. Требования изменились также в связи с тем,
что гладкую хорошо проклеенную тряпичную бумагу
прошлого вытеснила шероховатая древесная бумага с такой же
всасывающей способностью, как промокательная бумага.
Для гигантских литографских машин четырехцветной
печати требуются печатные краски, не размазывающиеся и не
растекающиеся между мельчайшими точками, из которых
слагается цветной отпечаток, и быстро высыхающие без
изменения цвета. Для кожаных и металлических изделий, для
изделий из стекла и целлофана, для лакокрасочных
продуктов, одежды, деревянных изделий и даже для резиновых
шаров требуются печатные краски, прилипающие к данным
поверхностям, стойкие к кислотам, щелочам,
растворителям, парам агрессивных веществ и обладающие
одновременно термостойкостью и прочностью на истирание. Задача
усложняется еще тем, что для различных пластических масс
требуются печатные краски с особыми специфическими
свойствами.
Каучукоподобные, воскоподобные, гладкие, блестящие
пластические массы, не смачивающиеся многими
жидкостями, являются идеальным материалом для изготовления
тары для овощей, бутылок и упаковочных материалов.
Естественно, что для таких пластмасс требуются
специальные печатные краски.
В большинстве случаев в качестве оберточного материала
используются пленки толщиной всего 5—8 pt, которые
недостаточно «податливы» для того, чтобы на них можно было
получать печатные оттиски с твердых металлических плит.
Поэтому для таких пленок предпочитают применять
специальную флексографическую печать с резиновых плит.
171

Версамиды оонаруживают хорошую адгезию к
поверхностям, к которым другие смолы не прилипают6. Так, спир-
торастворимые версамидные смолы хорошо прилипают к
бумаге, металлической фольге и к поверхности многих
пластических масс, в том числе и к полиэтилену.
Полиамидные смолы применяются также в рецептурах
печатных красок других типов, куда они входят в качестве
модифицирующих веществ или основных ингредиентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. R. М. L е е к 1 у, пат. США 2405965 (Du Pont).
2. General Mills Technical Bulletin 11-A.
3. General Mills Research Development.
4. General Mills Chemical Development Release, 15—57.
5. С W. Ayers, J. Appl. Chem., 4, 444 A954).
6. Progress Thru Research, General Mills Quartery, 10, D), 4 A957).

10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА
И ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИАМИДНЫХ СМОЛ
По мнению Хайрема Мак Кенна, издателя Modern
Plastics, полиамиды станут в будущем одним из важнейших
видов пластических масс. О правильности этого прогноза, в
частности, свидетельствует то, что современные методы
производства пластических масс еще недостаточно совершенны
для использования многих превосходных свойств
полиамидов — их жесткости, высокого сопротивления истиранию,
масло- и жиростойкости, высокой удельной ударной
вязкости. Полиамиды, обладающие этими свойствами, должны
найти широкое применение в производстве промышленных
изделий и заводского оборудования. Мак Кенн отметил
также непрерывное развитие новых процессов, при помощи
которых возможно более эффективное использование
полиамидов. Уже достигнуты большие успехи в разрешении такой
трудной задачи, как разработка методов отливки
крупногабаритных изделий из найлона. Все большее значение
приобретают сплавы найлона, в том числе простые
термопластичные смеси полиамидных смол с другими смолами и, что еще
важнее, термореактивные материалы, получаемые сочетанием
полиамидных смол, содержащих свободные аминогруппы,
с эпоксидными или термореактивными фенольными
смолами
Данные о выпуске новых полиамидных смол и изделий из
них, а также сведения, почерпнутые из фирменных
проспектов, свидетельствуют о больших усилиях, прилагаемых для
того, чтобы значительно расширить использование
полиамидных смол в производстве литьевых и экстр удирован-
ных изделий и разнообразных покрытий. В связи с этим
возникает также необходимость разработки полимеров
новых типов.
Перспективы дальнейшего использования полиамидных
смол можно оценить на основании анализа первостепенных
потребностей в этой области.
173

Стоимость и цены
Несмотря на большие преимущества полиамидных смол
по сравнению с другими пластиками, выработка их
возрастала медленнее производства виниловых смол и
полиэтилена; точнее, рост" производства полиамидных смол скорее
начал стабилизироваться. Дальнейший рост зависит от цен
на полиамиды.
Сейчас стоимость найлоновых материалов сравнительно
высока и необходимо изыскать более дешевое сырье и
снизить стоимость его переработки. Хотя цены на сырье,
применяемое в производстве найлона, непрерывно снижались,
они должны быть снижены еще больше. Это относится
главным образом к ценам на диамипосоединения, применяемые
в производстве линейных полиамидов поликонденсацией
диаминов и дикарбоновых кислот. Несмотря на то, что ди-
карбоновые кислоты обычно дешевле диаминов, применяемых
в производстве полиамидов, весьма желательно снизить
цены также и на эти материалы. Характерно, что в
производстве полиамидов применяются наиболее дешевые дакарбо-
новые кислоты, а именно: изофталевая, щавелевая, адипи-
новая и димеризованная линолевая.
Продолжительность реакции, необходимость ее
проведения при высокой температуре и применение специальных ме-
тодор переработки повышают стоимость производства.
Исследования в области полиамидных смол
Известно, что полиамиды легко окисляются и
разрушаются при высоких температурах, особенно под действием
ультрафиолетовых лучей. Несмотря на то, что стабилизаторы
сильно снижают чувствительность полиамидов к этим
воздействиям, необходимо улучшить их устойчивость к
нагреванию, свету и окислению.
Сравнительно недавно выяснилась также необходимость
улучшения водостойкости некоторых полиамидных смол.
Вследствие полярности многих полиамидов они легко
поглощают воду даже при низкой относительной влажности
воздуха и с изменением влажности воздуха изменяют свои
размеры. Правда, существуют некоторые типы найлонов, мало
чувствительных к влаге, однако требуются новые
полиамиды, еще более устойчивые к действию воды и менее
гигроскопичные.
Одним из новых полиамидов промышленного значения
является рилсан (полиамид-11)—суперполимер, получае-
174

мый поликонденсациеи о>-аминоундекановой кислоты и
изготовляемый во Франции фирмой Organico. Рилсан
полумают из касторового масла. При помоліи ряда химических
процессов молекулу касторового масла расщепляют и
превращают в ш-аминоундекановую кислоту, которая
конденсируется при нагревании. Рилсановые полимеры выпускаются
нескольких сортов. Все они высокомолекулярны, плавятся
при высокой температуре, отличаются большой жесткостью,
устойчивы к истиранию и обладают высокой прочностью при
растяжении, напоминая по свойствам найлон-6,6 инайлон-6,10.
Рилсан отличается от этих двух найлонов главным образом
меньшим влагопоглощением и большим постоянством
размеров деталей при высокой влажности воздуха. По
электрическим свойствам он близок к найлону-6,6 и найлону-6,10.
Поэтому, хотя рилсан мало пригоден для производства
текстильных материалов, так как плавится при более низкой
температуре и имеет меньшую прочность при растяжении,
он вполне пригоден для производства литьевых, экструди-
рованных изделий и пленочных материалов. По температуре
плавления, вязкости и некоторым физическим свойствам
рилсан близок к обычным пластическим материалам,
перерабатываемым методами литья под давлением и экструзии:
производство деталей из рилсана этими методами не
представляет трудностей.
На основе приведенных выше производственных
характеристик, наряду с низким влагопоглощением и устойчивостью
размеров, рилсан можно считать очень перспективным
материалом для производства таких деталей, как шестерни,
кожухи, пленки, выдуваемые в форме труб, а также щетина и
другие нити.
Вполне возможно, что рилсан приобретет еще большее
промышленное значение, так как его производство
базируется на ежегодно возобновляемом сельскохозяйственном
сырье, не зависящем от ресурсов минерального сырья. Кроме
того, он обладает такими свойствами, которыми не обладают
другие суперполиамиды, и может легко перерабатываться
на существующем оборудовании.
Производство версамидных полиамидных смол тоже
базируется на сельскохозяйственном сырье. Версамиды
полумаются из полимеризованных жирных кислот растительных
масел, которые можно получать из соевого, льняного,
хлопкового или иных растительных масел, содержащих жирные
кислоты с сопряженными двойными связями. Полиамиды
этого типа были разработаны для использования в областям.
17Г,

в которых обычные найлоны применялись мало. Версамиды
растворимы в некоторых обычных органических
растворителях и плавятся при более низкой температуре, чем
большинство найлонов, и поэтому применяются для многих
специальных целей.
Версамидные полиамидные смолы могут применяться в
жидком виде, в виде растворов или расплавов, в покрытиях,
клеях и замазках, в печатных красках и лаках и в ряде
других подобных жидких составов. Жидкие версамиды можно
смешивать или сплавлять с эпоксидными или
термореактивными фенольными смолами для получения новых
термореактивных составов. Эти составы могут применяться для
производства непроницаемых химически устойчивых покрытий и
прочных клеев для конструкционных целей. Их можно
использовать также для изготовления пластмассового
инструмента путем отливки или (после армирования стеклянным
волокном) для производства лодок, специального инстру-
мента, оснований печатных схем, труб и разнообразных
конструкционных деталей.
Формовочные порошки
Из новых полимеров, по-видимому, наиболее
пригодными для производства изделий методами литья под давлением
и экструзии являются полиамиды, получаемые из (п-амино-
ундекановой кислоты, сополимеры дикарбоновых кислот и
диаминов с добавкой в некоторых случаях капролактама, а
также полимеры, получаемые сополимеризацией
капролактама с другими промежуточными продуктами,
образующими полиамиды. Для переработки методами литья под
давлением и экструзии требуются менее жесткие и более
эластичные полимеры, чем полимеры обычных типов, такие, как
найлон-б, найлон-6,6 и найлон-6,10. В предшествующих
главах было показано, что подобными свойствами обладают
модифицированные и смешанные полиамиды; этим и объясняется
стремление усовершенствовать смолы такого типа.
Замена металла найлоном в производстве шестерен,
подшипников и других механических деталей вызывается рядом
причин. Во многих случаях такая замена подсказана
исключительно экономическими соображениями. Она выгодна
при достаточно большом спросе на детали (что оправдывает
капиталовложения для изготовления форм) и при
изготовлении довольно сложных деталей, требующих значительной
обработки. Вполне возможно, что в некоторых случаях де-
176

таль из найлона стоит дороже металлической, но ее
использование оправдывается большей надежностью в работе.
Детали из найлона более удобны в эксплуатации, чем
металлические, а некоторые из них не требуют смазки. Они легки,
прочны, устойчивы к истиранию и имеют гладкие
поверхности с малым коэффициентом трения. Обычно детали из
найлона можно изготавливать в пределах установленных
допусков, хотя иногда размеры их меняются под действием
влаги и температуры. Иногда для соблюдения допусков
детали из найлона подвергаются механической обработке. С
другой стороны, вследствие эластичности найлона шестерни из
него можно изготовлять с большими допусками, чем из
какого-либо другого материала.
Однако переработка найлона литьем под давлением
связана с некоторыми трудностями. Полиамиды отличаются
кристалличностью, высокой температурой плавления
(кристаллического найлона) и малой вязкостью в жидком
состоянии. Поэтому изыскание найлона, пригодного для
переработки методами литья под давлением и экструзии, шло очень
медленно. Пластические материалы, обычно применяемые
для этой цели, размягчаются более постепенно и обладают
большей вязкостью в жидком виде, чем найлон-6,6.
Существующие методы литья под давлением разработаны
применительно именно к таким пластическим материалам. Так как
найлон чувствителен к влажности и температуре, то для его
переработки литьем под давлением и экструзией приходится
применять специальные приемы. В настоящее время
разрабатываются способы, учитывающие эти особенности
найлона.
Как видно из данных, приведенных ниже, в США
формовочные материалы из найлона до сих пор применяются в
гораздо меньшей степени, чем формовочные материалы из
смол некоторых других типов:
Потребление, тыс, т
1954 г. 1955 г.
Полистирол 140 174
Фенольные смоль1 79 90
Виниловые смолы 66 82
Целлюлозные материалы ... 37 40
Полиэтилен 35 —
Мочевинные и меламиновыс —
смолы 31 —
Акриловые смолы 10 —
Полиамиды 8 —
Алкидные смолы .... 1 —
177

Волокна
Полиамидные волокна придают пряже новые ценные
свойства, поэтому их во все большем количестве применяют
в смеси с другими волокнами. Полиамиды повышают
прочность основы шерстяных тканей или тканей из других
волокон. Шерсть имеет низкий начальный модуль упругости и
дает большое удлинение; прочность ее, по-видимому,
увеличивается почти пропорционально количеству полиамида,
вводимого в смесь. Полиамиды мало снижают усадку
ткани, но зато улучшают распрямление ткани после сминания.
Особенно ценным свойством, которое придают полиамиды
смешанным тканям, является повышенное сопротивление
истиранию. Подобно большинству синтетических волокон
полиамидные волокна плавятся при нагревании, но не горят.
При попадании горячей золы или искры на ткани,
содержащие найлон, образуются дырки.
Целесообразно смешивать полиамиды с натуральными
волокнами, менее термопластичными, чем искусственные
волокна.
Для получения волокон из полиамидов потребовались
специальные плавильные решетки, насосы и фильеры, так
как формование нити выдавливанием расплавленного
полимера—-это новый процесс для текстильной промышленности..
Наибольшие трудности встретились при конструировании
насосика, дозирующего подачу полиамида в фильеру. В
качестве смазки оказался пригодным сам жидкий найлон.
Поскольку формование нити ведется при высокой
температуре (около 285°) и жидкий найлон непрерывно стекает по
металлу, потребовалась специальная, не коробящаяся,
износоустойчивая сталь. Следует ожидать, что технология
формования волокон будет усовершенствована.
Следующая задача, которую необходимо решите,—это
создание полиамидных волокон, которые легко окрашиваются
обычными красителями, используемыми в текстильной
промышленности. Этого можно достичь или созданием новых
методов обработки уже существующих полиамидов с тем.
чтобы сделать их более пригодными для крашения, или
разработкой новых типов полиамидов. В этой области
достигнуты уже большие успехи, но значительно больше еще
предстоит сделать.
В начале двадцатого столетия известны были лишь
немногие натуральные волокна: хлопок, шерсть, шелк, лен,
джут и волос животных. Сейчас насчитывается не менее
23 видов различных текстильных волокон. Новые хими-

ческие волокна можно разделить на две группы:
гидрофобные и гидрофильные. К гидрофильным волокнам относятся
вискозный шелк, ацетатный шелк, купра, аралак, викара.
ардил и алгиновое волокно; к гидрофобным—дакрон, орлон,
акралан, дайнел, виньон, найлон, файберглас, поливинилиден-
хлоридное и полиэтиленовое волокна, а также волокно Х51.
Возможно, что в ближайшем будущем появятся новые типы
волокон, в том числе и из полиамидных смол.
Покрытия
Сплавы смол применяются также в качестве покрытий,
клеев и литьевых материалов. В таких сплавах должна
содержаться жидкая смола, способная реагировать с
другими полимерными веществами, например с эпоксидными и
фенольными смолами.
Покрытия применяются для самых различных целей, в
том числе для декоративной окраски архитектурных
конструкций, изделий из дерева, металла и пластических масс,
для защиты деревянных и металлических конструкций, а
также для улучшения фрикционных свойств и
обрабатываемости деталей.
Применение полиамидных смол для покрытий
непрерывно увеличивается. Однако необходимо расширить
ассортимент полиамидных смол, применяемых для этой цели,
к максимально использовать их специальные свойства,
которые уже успешно используются во многих других областях.
Особенно ценными свойствами полиамидных покрытий
являются химическая стойкость, прочность и эластичнссть,
хорошая адгезия и красивый внешний вид. Покрытия могут
наноситься различными способами: из расплава, из
раствора, экструзией, наслоением или газопламенным
напылением .
Общие перспективы развития
Несмотря на то, что исчерпывающие данные о росте
производства полиамидных смол отсутствуют, можно сказать,
что их внедрение осуществлялось очень быстро. Сначала
полиамиды были применены в виде волокон для текстильного
к щеточного производства. Позже, эти смолы стали
применяться для переработки литьем под давлением и экструзией,
а также для изготовления клеев, покрытий и литьевых
материалов. Потребление полиамидных смол продолжает
непрерывно увеличиваться не только в текстильной
промышленности, но и в других областях.
179

Полиамидные смолы входят в число шести наиболее
быстро развивающихся типов синтетических смол. Как видно
из табл. 46, производство их продолжает увеличиваться,
хотя не так быстро, как производство смол некоторых
других типов.
"Г а Г) л н ц а 46
Потребление различных смол
Смолы
Потребление, тыс. ш
1955 г.
Полиуретаны ....
Эпоксидные смолы
Полимерные фторуглероды ...
Полиэтилен . . ."
Акриловые смолы -
Полиамиды (за исключением волокна)
2,25
9,9
0,9
153
-22,5
11,25
1956 г.

(ориентировочно)
67,5
40,5
3,15
495
56,25
22,5
увеличение
%
2900
310
250
180
150
100
Для удовлетворения непрерывно повышающихся
требований создаются новые виды полиамидов. Этоболее эластичные и
менее жесткие полимеры, представляющие собой обычно
сополимеры двух или большего числа различных исходных
веществ. Новым является также появление жидких
полиамидов, молекулы которых содержат реакционноспособные
аминогруппы и которые можно сплавлять или сочетать с другими
смолами, в том числе с эпоксидными и фенольиыми.
Редактор А. А. Рогайлинп
Техн. редактор В. Ф. Зазул№.\ая
Т 12601. Подписано к печати 22/IX I960 г. Бумага 84 х 1081/зг = 2,81 бумажного-92,25
печатного листа. Учетно-нзд. л. 9,31. Цена 7 руб. 10 коп., с 1/1 1Г-61 г. цена 71 коп.
Тираж 6 000 экз. Зак. 47а
Типография Госхимиздата. Москва, 88, Угрешская.

Д. Е. Ф Л О И Д
ПОЛИАМИДЫ
Перевод с английского
Э. М. Левиной и М. Г. Гурария
Под редакцией К. Н. Власовой
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ХИМИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА • 1960