Prozirni najlonima široku primenu u proizvodima za domaćinstvo, elektronskoj opremi, preciznim optičkim instrumentima, sportskoj opremi, zdravstvenoj zaštiti i automobilskoj industriji zbog svoje odlične transparentnosti, odlične žilavosti, visoke termičke stabilnosti i dobre otpornosti na otapala. Nedavne studije su otkrile da neki najlonski materijali imaju i transparentnost i feroelektričnost, što ih čini važnom komponentom fleksibilnih elektronskih proizvoda i očekuje se da će se koristiti u nosivim uređajima.
Vrste prozirnog najlona
1. Aliphatic Transparent Nylon
Alifatski prozirni najlon je prozirni materijal koji se dobija polikondenzacijom alifatične dvobazne kiseline i alifatičnog diamina, polimerizacijom laktama sa otvaranjem prstena ili polikondenzacijom amino masne kiseline. Polimerizovani monomer može biti linearni monomer ili monomer koji sadrži aliciklični prsten. Uvođenje alicikličkog prstena može uvelike smanjiti pravilnost segmenta poliamidnog lanca, oslabiti sposobnost kristalizacije i povećati transparentnost.
Reprezentativni polimeri uključuju PACM12, PACP-9/6, PA6/66, BMACM14, PA6/12, PA11/12, itd.
2. Poluaromatični prozirni najlon
Poluaromatični prozirni najlon se općenito proizvodi kopolimerizacijom alifatske dvobazne kiseline i aromatičnog diamina ili alifatičnog diamina i aromatične dvobazne kiseline. Zbog uvođenja aromatičnih prstenova u molekularni lanac, otpornost na toplinu i mehanička svojstva su značajno poboljšani, dok je brzina apsorpcije vode smanjena. U stvari, poluaromatični prozirni najlon je najpopularnija vrsta prozirnog najlona na tržištu.
Reprezentativni polimeri uključuju PA6T/6I, PA10I/10T, PA6-3-T, MXD6, itd.
3. Aromatični prozirni najlon
Potpuno aromatični prozirni najlon se priprema od aromatičnih dvobaznih kiselina i aromatičnih diamina. Udio krutih aromatičnih prstenova u njegovom glavnom lancu je visok, polimer ima dobru kristalnost, a njegova otpornost na toplinu i otpornost na rastvarače također su najbolji među svim poliamidima.
Reprezentativni polimer je sintetizovan sa 2-amino-6-(4-aminofenil)-6-metilheptanom i difenil izoftalatom kao monomerima. Međutim, njegova temperatura topljenja je visoka, a zahtjevi za opremom za oblikovanje izuzetno su strogi, tako da ova vrsta potpuno aromatičnog prozirnog poliamida nije industrijalizirana.
4. Kompleksna struktura prozirnog najlona
Struktura monomera ove vrste najlonskog materijala je složena, a izvor mu je ograničen, pa se uglavnom radi o proizvodu laboratorijskog istraživanja. Istraživanje se fokusira na poboljšanje prilagodljivosti ove vrste materijala u posebnim sredinama uvođenjem posebnih heteroatoma ili heterocikla kao što su trifluorometilfenoksi, terc-butilcikloheksil, ksanten i sulfonske grupe u glavni lanac.
Glavni prozirni najlonski proizvodi
Prvi transparentni najlon na svijetu uspješno je razvio i plasirao Dynamit Nobel kasnih 1950-ih pod trgovačkim imenom Trogamid T. Njegov uspješan razvoj izazvao je entuzijazam proizvođača širom svijeta da razviju prozirne najlonske materijale.
Trenutno, poznati svjetski proizvođači prozirnog najlona uglavnom uključuju EMS, LANXESS, UBE, DuPont, Evonik, Arkema, BASF, Toboyo, Philips, itd. Glavni prozirni najlonski materijali koji su trenutno na tržištu prikazani su u Tabeli 1.
Emmans je vrhunski profesionalni proizvođač i dobavljač poliamida visokih performansi. Njegove serije Grilamid TR i Grilon C uključuju različite prozirne najlone.
Grilamid TR serija uglavnom uključuje polukristalni najlon 12 i krute grupe, koje imaju visoku hemijsku otpornost, otpornost na pucanje i odličnu transparentnost. Reprezentativniji proizvodi u ovoj seriji uključuju GrilamidTR30 (PA6I/X), GrilamidTR55 (PA12/MACMI), GrilamidTR90 (PAMACM12) i GrilamidTRXE4010 (PAMACM10/1010).
Izvor slike: Emmans
Grilon C serija je uglavnom PA6/12 kopolimer, koji ima slabu kristalnost i loša termička i mehanička svojstva. Reprezentativni proizvodi uključuju GrilonCF6S, GrilonCF7, GrilonCR8, itd.
Godine 1988. Evonik je kupio Nobel i preuzeo proizvodnju TROGAMID®T. Poliamid ima dugotrajnu i visoku prozirnost, te ima dobru otpornost na toplinu zbog aromatičnog prstena u molekuli. Njegov nedostatak je što je propusnost obojene smole niska, a proizvod je ukinut 2020. godine.
1995. godine, Evonik je razvio novu liniju proizvoda TROGA-MID®CX koristeći 4,4′-diamino-dicikloheksilmetan (PACM) i dodekandiojevu kiselinu kao monomere za reakciju polikondenzacije. Ovaj prozirni poliamid ima odličnu propusnost svjetlosti (92%), odličnu otpornost na koroziju i otpornost na pucanje pod naponom, vrlo visoku žilavost i otpornost na habanje pri niskim temperaturama. Nakon više od 20 godina razvoja, ovaj proizvod je postao mainstream proizvod na tržištu.
2021. godine, Evonik je razvio novu generaciju linije proizvoda baziranu na monomerima na bio-baziranim, TROGAMID® myCX eCO. U poređenju sa proizvodima uporedivog kvaliteta proizvedenim korišćenjem konvencionalnih fosilnih sirovina, ova proizvodna linija smanjuje ugljični otisak za 50% i ekološki je prihvatljiva.
Izvor slike: Evonik
DuPontje uspješno razvila transparentne inženjerske smole na bazi najlona 66. Nakon više od 50 godina poboljšanja i usavršavanja, razvila je linije proizvoda kao što su Selar® i Zytel®. Među njima, Selar® PA3426 je nekristalna najlon poliamidna smola sa visokom transparentnošću i svojstvima barijere, zbog čega igra ulogu „slično staklu“ u krutom kompozitnom pakovanju.
A dodavanjem PACM-a u molekularni lanac, nastao je Zytel® 330NC010. U poređenju sa PA3426, njegova sposobnost kristalizacije se smanjuje, temperatura staklastog prelaza se povećava za 5 stepeni, a sposobnost barijere prema gasovima, vodenim rastvaračima i naftnim proizvodima je dodatno poboljšana.
Arkemaje prvi proizvođač koji nudi prozirni poliamid visokih performansi na biološkoj bazi. Njegova linija proizvoda od prozirnog najlona je serija Rilsan® Clear, uključujući G170, G830, G850, itd. Njegove glavne karakteristike su mala težina i transparentnost. Među njima, G850 ima gustinu od samo 1,01 g/cm3 i obično se obrađuje brizganjem.
Slika Primjena prozirnog najlona u strukturnim dijelovima elektronske cigarete
Vrijedi spomenuti da su sirovine Arkeminih prozirnih najlonskih proizvoda uglavnom sirovine na biološkoj bazi. 62% sirovina u G820 je na biološkoj bazi, što je ekološki prihvatljivo.
Lanxess je razvio seriju transparentnih inženjerskih termoplasta na bazi poliamida 6 i poliamida 66. Među njima, Durethan® T serija se fokusira na tržište visoke transparentnosti, uključujući dvije linije proizvoda, T40 i T40ZS. Njegov molekularni lanac sadrži krutu strukturu benzenskog prstena, koja ima izvrsna mehanička svojstva i transparentnost. Toyobo Co., Ltd. također ima proizvod sa sličnom strukturom, pod nazivom T714-E.
Ube se fokusira na razvoj najlona 6/66 i najlona 12. Serija UBENYLON50 je uglavnom razvijena za visokotransparentne kopolimere najlona 6/66; UBESTAXPA serija je nova vrsta poliamidnog elastomera razvijena sa ciljem poboljšanja osobina zamora pri savijanju uz zadržavanje transparentnosti.
PACP-9/6 koji proizvodi Philips je prozirni poliamid dobijen ko-kondenzacijom PACP-a, azelainske kiseline i adipinske kiseline. Ima odličnu propusnost svjetlosti (92%), vrlo nisku apsorpciju vode (1%) i tipičnu krutost inženjerske plastike (modul savijanja 2185Pa), a može se ekstrudirati i puhati na općoj opremi.
BASF uglavnom ima dvije linije proizvoda u industriji prozirnog najlona: Ultramid® Vision i Ultramid® FBalance. Serija Vision kao sirovinu koristi najlon 6, koji se odlikuje niskom cijenom, lakoćom obrade i dobrim efektom bojenja, koji se značajno razlikuje od ostalih poliamidnih materijala. Ultramid® FBalance serija je dopirana dugolančanim amidnim jedinicama, fokusirajući se na mehanička svojstva i dobro prianjanje na PU film.
Nanošenje prozirnog najlona
1. Predmeti za domaćinstvo
Emmans je 2020. godine predložio koncept "prozirne kuhinje" zasnovan na svom proizvodu Grilamid TRHT170. Prije toga, prozirni najlon je prodro u sve aspekte kućnog života. Njegova prozirnost, otpornost na toplinu i svojstva zadržavanja oblika učinili su da se široko koristi u slavinama, filterima za vodu, mjeračima protoka i raznim kućnim posudama. A zbog odlične bojenosti prozirnog najlona, njegova primjena u kućnom polju dodatno je proširena.
Osim toga, u oblasti meke i tvrde ambalaže kao što su flašice za bebe i kozmetika, prozirni najlon je također naširoko korišten zbog svojih sterilnih i izdržljivih karakteristika. Velike kompanije su lansirale odgovarajuće proizvode kako bi zadovoljile različite potrebe tržišta.
2. Optičko polje
U maju 2021. Safilo Eyewear je najavio da će koristiti najnoviji Evonik-ov poliamidni materijal, TROGAMID®myCXeCO, u proizvodnji vrhunskih sunčanih sočiva kako bi poboljšao performanse proizvoda i ekološku prihvatljivost.
Prije toga, poliamidni materijali su bili široko korišteni u proizvodnji naočara i njihovih komponenti. Kao idealan prozirni materijal, TROGAMID®CX serija može ispuniti mnoge zahtjeve trenutnog tržišta za napredne materijale okvira i sočiva: mala težina, nije lako lomiti se, otporna na ogrebotine, otporna na kemijsku koroziju i otpornost na pucanje. A nije lako izazvati alergije i otporan je na UV zračenje, što uvelike širi opseg primjene. Trenutno, TROG-AMID®CX7323 se široko koristi na tržištu vrhunskih naočara.
Osim toga, Rilsan® Clear G850 koji proizvodi Arkema također se široko koristi u okvirima za naočale zbog svoje izuzetno niske gustine.
3. Elektronski uređaji
Trenutno se prozirni najlonski materijali koriste u različitim kućištima prekidača i releja zbog svoje male težine, otpornosti na visoke temperature i otpornosti na koroziju, te igraju važnu ulogu u pakiranju mikroelektronskih proizvoda. Kombinacijom feroelektričnih svojstava najlonskih materijala sa njihovom prozirnošću, istraživači su razvili nove poliamidne materijale kao što su detektori Morzeovog koda, materijali za zaštitu od elektromagnetskih smetnji i filmski kondenzatori.
4.Sportska oprema
Odlična otpornost na savijanje i habanje prozirnog najlona može zadovoljiti zahtjeve sportista na intenzivnim takmičenjima. 2006. godine, engleske kopačke njemačkog Svjetskog prvenstva koristile su Ube-ovu UBESTAXPA seriju prozirnih najlonskih proizvoda. Njegova prozirnost ima veliki utjecaj na dizajn cipela, a materijal se može čvrsto povezati s poliuretanom, povećavajući slobodu dizajna proizvoda.
Pebax® materijal (Arkema), koji je izašao 1980. godine, imao je dubok uticaj na savremeni sport. Njegova struktura sadrži krute najlonske jedinice i fleksibilne poliesterske jedinice. Izuzetne performanse Pebax® materijala čine ga korištenim u proizvodima velikih sportskih proizvođača.
Osim toga, prozirni najlon se također naširoko koristi u ronilačkim kompjuterima, omotima za pakovanje fotoaparata, kućištima za sportske satove i drugim poljima.
5. Zdravstvena zaštita
Zbog pandemije COVID-19 globalna potražnja za medicinskom zaštitnom opremom raste. Prozirni najlon zadovoljava potrebe zdravstvenog tržišta zbog svoje male težine, otpornosti na vodu i kisik, te dobrih mehaničkih svojstava.
Arkemin proizvod Rilsan Clear G-170 MED ima visoku transparentnost (91%), nisku gustinu (1,05g/cm3), fleksibilnost i izdržljivost, lako rukovanje i montažu, te zadovoljava potrebe udobnosti pacijenata. Široko se koristi u respiratornim maskama, slušnim pomagalima i medicinskim cijevima. Osim toga, najlonski materijali se široko koriste u drugim medicinskim uređajima kao što su PM2,5 zaštitni prozori i umjetno mišićno tkivo.
6. Automobilska industrija
Najlon je vrlo pogodan za automobilsku industriju zbog svoje velike brzine prijenosa svjetlosti i svoje sposobnosti da izdrži višekratno izlaganje korozivnim medijima kao što su kreme za sunčanje, deterdženti i dezinficijensi bez oštećenja.
Ultramid® Vision serija iz BASF-a može se koristiti za komponente pozadinskog osvjetljenja kao što su prekidači ili radni displeji. Ultramid® Vision B3KDLT je posebno pogodan za navlake otporne na svjetlost. Osim toga, prozirni najlon se široko koristi u filterima za benzin, separatorima ulja/vode, sistemima daljinskog upravljanja i retrovizorima.
Od svog uvođenja, prozirni najlon je doživio veliki razvoj. Zbog svoje odlične prozirnosti, visoke termičke stabilnosti, dobre otpornosti na koroziju i odličnih mehaničkih svojstava, prozirni najlon ima široku primjenu u proizvodima za domaćinstvo, preciznoj optici, elektronskoj opremi, sportskoj robi, zdravstvu i automobilskoj industriji, sa širokim spektrom proizvoda.
Sa porastom nosivih uređaja i elektronskih tekstila, ljudi sve više traže lagane, prozirne, jeftine savitljive materijale. Neki najlonski materijali se smatraju potencijalnim osnovnim materijalima za sljedeću generaciju fleksibilnih prozirnih elektronskih uređaja. Integracijom jednoslojnih ugljeničnih nanocevi, grafena, polimetil metakrilata, acetatnih vlakana i drugih materijala sa najlonom, istraživači su pripremili niz veoma transparentnih novih elektronskih tekstila.
Osim toga, zamjenom sirovina na bazi nafte sa sirovinama na bazi biologije, industrija prozirnog najlona kreće se prema zelenoj hemiji. Evonik, BASF, Ube, Biond i drugi veliki proizvođači prozirnog najlona u svijetu su postavili industriju najlona na biobaziranoj osnovi. U budućnosti se očekuje da će najlon na bazi bio-baze postati stvarnost i imati dubok utjecaj na živote ljudi. (Sljedeća slika je sa: Biond štand)
