Nilon lutsinardigunakan secara meluas dalam barangan isi rumah, peralatan elektronik, instrumen optik ketepatan, peralatan sukan, penjagaan kesihatan dan industri automotif kerana ketelusan yang sangat baik, keliatan yang sangat baik, kestabilan haba yang tinggi dan rintangan pelarut yang baik. Kajian terbaru mendapati bahawa sesetengah bahan nilon mempunyai kedua-dua ketelusan dan ferroelektrik, menjadikannya komponen penting produk elektronik fleksibel dan dijangka digunakan dalam peranti boleh pakai.
Jenis nilon lutsinar
1. Nilon Lutsinar Alifatik
Nilon lutsinar alifatik ialah bahan lutsinar yang diperoleh melalui polikondensasi asid dibasik alifatik dan diamina alifatik, pempolimeran pembukaan cincin laktam atau polikondensasi asid lemak amino. Monomer terpolimer boleh menjadi monomer linear atau monomer yang mengandungi cincin alisiklik. Pengenalan cincin alisiklik boleh mengurangkan keteraturan segmen rantai poliamida, melemahkan keupayaan penghabluran dan meningkatkan ketelusan.
Polimer perwakilan termasuk PACM12, PACP-9/6, PA6/66, BMACM14, PA6/12, PA11/12, dsb.
2. Nilon lutsinar separa aromatik
Nilon lutsinar separa aromatik biasanya dibuat melalui kopolimerisasi asid dibasik alifatik dan diamina aromatik atau diamina alifatik dan asid dibasik aromatik. Disebabkan pengenalan cincin aromatik dalam rantai molekul, rintangan haba dan sifat mekanikal bertambah baik, manakala kadar penyerapan air berkurangan. Malah, nilon lutsinar separa aromatik adalah jenis nilon lutsinar yang paling popular di pasaran.
Polimer perwakilan termasuk PA6T/6I, PA10I/10T, PA6-3-T, MXD6, dsb.
3. Nilon lutsinar aromatik
Nilon lutsinar aromatik sepenuhnya disediakan daripada asid dibasic aromatik dan diamina aromatik. Perkadaran cincin aromatik tegar dalam rantai utamanya adalah tinggi, polimer mempunyai kehabluran yang baik, dan rintangan haba dan rintangan pelarutnya juga yang terbaik di antara semua poliamida.
Polimer wakil disintesis dengan 2-amino-6-(4-aminophenyl)-6-metilheptana dan difenil isophthalate sebagai monomer. Walau bagaimanapun, suhu leburnya adalah tinggi dan keperluan untuk peralatan pengacuan sangat ketat, jadi jenis poliamida lutsinar aromatik sepenuhnya ini belum diindustrikan.
4. Nilon telus struktur kompleks
Struktur monomer bahan nilon jenis ini adalah kompleks dan sumbernya terhad, jadi ia adalah terutamanya produk penyelidikan makmal. Penyelidikan menumpukan pada meningkatkan kebolehsuaian jenis bahan ini dalam persekitaran khas dengan memperkenalkan heteroatom atau heterokitar khas seperti trifluoromethylphenoxy, tert-butilcyclohexyl, xanthene, dan kumpulan sulfon pada rantai utama.
Produk nilon lutsinar utama
Nilon lutsinar pertama di dunia telah berjaya dibangunkan dan dipasarkan oleh Dynamit Nobel pada akhir 1950-an di bawah nama dagang Trogamid T. Kejayaan pembangunannya telah membangkitkan semangat pengilang di seluruh dunia untuk membangunkan bahan nilon lutsinar.
Pada masa ini, pengeluar nilon lutsinar yang terkenal di dunia terutamanya termasuk EMS, LANXESS, UBE, DuPont, Evonik, Arkema, BASF, Toboyo, Philips, dll. Bahan nilon lutsinar utama yang ada di pasaran pada masa ini ditunjukkan dalam Jadual 1.
Emmans ialah pengilang profesional dan pembekal poliamida berprestasi tinggi. Siri Grilamid TR dan siri Grilon C termasuk pelbagai nilon lutsinar.
Siri Grilamid TR terutamanya termasuk nilon separa kristal 12 dan kumpulan tegar, yang mempunyai rintangan kimia yang tinggi, rintangan retak tekanan dan ketelusan yang sangat baik. Produk yang lebih mewakili dalam siri ini termasuk GrilamidTR30 (PA6I/X), GrilamidTR55 (PA12/MACMI), GrilamidTR90 (PAMACM12) dan GrilamidTRXE4010 (PAMACM10/1010).
Sumber gambar: Emmans
Siri Grilon C adalah terutamanya kopolimer PA6/12, yang mempunyai kehabluran lemah dan sifat terma dan mekanikal yang lemah. Produk wakil termasuk GrilonCF6S, GrilonCF7, GrilonCR8, dsb.
Pada tahun 1988, Evonik memperoleh Nobel dan mengambil alih pengeluaran TROGAMID®T. Poliamida mempunyai ketelusan yang tahan lama dan tinggi, dan mempunyai rintangan haba yang baik kerana cincin aromatik dalam molekul. Kelemahannya ialah penghantaran resin berwarna adalah rendah, dan produk itu telah dihentikan pada tahun 2020.
Pada tahun 1995, Evonik membangunkan barisan produk baharu TROGA-MID®CX dengan menggunakan 4,4′-diamino-dicyclohexylmethane (PACM) dan asid dodecanedioic sebagai monomer untuk tindak balas polikondensasi. Poliamida lutsinar ini mempunyai penghantaran cahaya yang sangat baik (92%), rintangan kakisan yang sangat baik dan rintangan retak tekanan, keliatan yang sangat tinggi dan rintangan haus suhu rendah. Selepas lebih 20 tahun pembangunan, produk ini telah menjadi produk arus perdana di pasaran.
Pada tahun 2021, Evonik membangunkan barisan produk generasi baharu berdasarkan monomer berasaskan bio, TROGAMID® myCX eCO. Berbanding dengan produk kualiti setanding yang dihasilkan menggunakan bahan mentah fosil konvensional, barisan pengeluaran ini mengurangkan jejak karbon sebanyak 50% dan mesra alam.
Sumber gambar: Evonik
Duponttelah berjaya membangunkan resin kejuruteraan lutsinar berasaskan nilon 66. Selepas lebih 50 tahun penambahbaikan dan penambahbaikan, ia telah membangunkan barisan produk seperti Selar® dan Zytel®. Antaranya, Selar® PA3426 ialah resin poliamida nilon bukan kristal dengan ketelusan tinggi dan sifat penghalang, menjadikannya memainkan peranan "seperti kaca" dalam pembungkusan komposit tegar.
Dan dengan menambahkan PACM pada rantai molekul, Zytel® 330NC010 telah wujud. Berbanding dengan PA3426, keupayaan penghablurannya berkurangan, suhu peralihan kaca meningkat sebanyak 5 darjah, dan keupayaan penghalang kepada gas, pelarut air dan produk minyak dipertingkatkan lagi.
Arkemaialah pengeluar pertama yang menyediakan poliamida telus berasaskan bio berprestasi tinggi. Barisan produk nilon lutsinarnya ialah siri Rilsan® Clear, termasuk G170, G830, G850, dll. Ciri utamanya ialah ringan dan ketelusan. Antaranya, G850 mempunyai ketumpatan hanya 1.01g/cm3 dan biasanya diproses melalui pengacuan suntikan.
Rajah Aplikasi nilon lutsinar dalam bahagian struktur rokok elektronik
Perlu dinyatakan bahawa bahan mentah produk nilon lutsinar Arkema adalah terutamanya bahan mentah berasaskan bio. 62% daripada bahan mentah dalam G820 adalah berasaskan bio, yang mesra alam.
Lanxess telah membangunkan satu siri termoplastik kejuruteraan telus berdasarkan poliamida 6 dan poliamida 66. Antaranya, siri Durethan® T memfokuskan kepada pasaran ketelusan tinggi, termasuk dua barisan produk, T40 dan T40ZS. Rantai molekulnya mengandungi struktur cincin benzena tegar, yang mempunyai sifat mekanikal dan ketelusan yang sangat baik. Toyobo Co., Ltd. juga mempunyai produk dengan struktur yang serupa, bernama T714-E.
Ube memberi tumpuan kepada pembangunan nilon 6/66 dan nilon 12. Siri UBENYLON50 terutamanya dibangunkan untuk kopolimer nilon 6/66 ketelusan tinggi; siri UBESTAXPA ialah sejenis elastomer poliamida baharu yang dibangunkan dengan matlamat untuk meningkatkan sifat kelesuan fleksibel sambil mengekalkan ketelusan.
PACP-9/6 yang dihasilkan oleh Philips ialah poliamida lutsinar yang diperoleh melalui pemeluwapan bersama PACP, asid azelaik dan asid adipik. Ia mempunyai penghantaran cahaya yang sangat baik (92%), penyerapan air yang sangat rendah (1%) dan ketegaran tipikal plastik kejuruteraan (modul lentur 2185Pa), dan boleh disemperit dan ditiup pada peralatan am.
BASF terutamanya mempunyai dua barisan produk dalam industri nilon telus: Ultramid® Vision dan Ultramid® FBalance. Siri Visi menggunakan nilon 6 sebagai bahan mentah, yang dicirikan oleh harga yang rendah, pemprosesan yang mudah dan kesan pewarnaan yang baik, yang jauh berbeza daripada bahan poliamida lain. Siri Ultramid® FBalance didopkan dengan unit amida rantai panjang, memfokuskan pada sifat mekanikal dan lekatan yang baik pada filem PU.
Penggunaan nilon lutsinar
1. Barangan rumah
Pada tahun 2020, Emmans mencadangkan konsep "dapur telus" berdasarkan produknya Grilamid TRHT170. Sebelum itu, nilon lutsinar telah menembusi semua aspek kehidupan rumah. Ketelusan, rintangan haba dan sifat pengekalan bentuk menjadikannya digunakan secara meluas dalam paip, penapis air, meter aliran dan pelbagai bekas isi rumah. Dan disebabkan kebolehwarnaan nilon lutsinar yang sangat baik, julat aplikasinya dalam bidang rumah telah diperluaskan lagi.
Selain itu, dalam bidang pembungkusan lembut dan keras seperti botol bayi dan kosmetik, nilon lutsinar juga telah digunakan secara meluas kerana ciri-cirinya yang steril dan tahan lama. Syarikat-syarikat besar telah melancarkan produk yang sepadan untuk memenuhi keperluan pasaran yang berbeza.
2. Medan optik
Pada Mei 2021, Safilo Eyewear mengumumkan bahawa ia akan menggunakan bahan poliamida terbaru Evonik, TROGAMID®myCXeCO, dalam pengeluaran kanta matahari mewah untuk meningkatkan prestasi produk dan kemesraan alam sekitar.
Sebelum ini, bahan poliamida telah digunakan secara meluas dalam pembuatan cermin mata dan komponennya. Sebagai bahan lutsinar yang ideal, siri TROGAMID®CX boleh memenuhi banyak keperluan pasaran semasa untuk bahan bingkai dan kanta termaju: ringan, tidak mudah pecah, tahan calar, tahan kakisan kimia dan tahan retak tekanan. Dan ia tidak mudah menyebabkan alahan dan tahan UV, yang sangat meluaskan skop penggunaan. Pada masa ini, TROG-AMID®CX7323 telah digunakan secara meluas dalam pasaran cermin mata mewah.
Selain itu, Rilsan® Clear G850 yang dihasilkan oleh Arkema juga digunakan secara meluas dalam bingkai cermin mata kerana ketumpatannya yang sangat rendah.
3. Peranti elektronik
Pada masa ini, bahan nilon lutsinar telah digunakan dalam pelbagai perumah suis dan geganti kerana beratnya yang ringan, rintangan suhu tinggi dan rintangan kakisan, dan memainkan peranan penting dalam pembungkusan produk mikroelektronik. Dengan menggabungkan sifat ferroelektrik bahan nilon dengan ketelusannya, penyelidik telah membangunkan bahan poliamida baharu seperti pengesan kod Morse, bahan perisai gangguan elektromagnet dan kapasitor filem.
4. Barangan sukan
Rintangan lenturan dan lelasan yang sangat baik bagi nilon lutsinar boleh memenuhi keperluan prestasi atlet dalam pertandingan yang sengit. Pada tahun 2006, kasut bola sepak Inggeris Piala Dunia Jerman menggunakan siri UBESTAXPA produk nilon lutsinar Ube. Ketelusannya mempunyai kesan yang besar pada reka bentuk kasut, dan bahan itu boleh diikat dengan kuat dengan poliuretana, meningkatkan kebebasan reka bentuk produk.
Bahan Pebax® (Arkema), yang dikeluarkan pada tahun 1980, telah memberi impak yang mendalam terhadap sukan moden. Strukturnya mengandungi unit nilon tegar dan unit poliester fleksibel. Prestasi cemerlang bahan Pebax® menjadikannya digunakan dalam produk pengeluar sukan utama.
Di samping itu, nilon lutsinar juga digunakan secara meluas dalam komputer menyelam, cengkerang pembungkusan kamera, kes jam tangan sukan dan bidang lain.
5. Penjagaan kesihatan
Disebabkan oleh pandemik COVID-19, permintaan global untuk peralatan perlindungan perubatan semakin meningkat. Nilon lutsinar memenuhi keperluan pasaran penjagaan kesihatan kerana beratnya yang ringan, rintangan air dan oksigen serta sifat mekanikal yang baik.
Produk Arkema Rilsan Clear G-170 MED mempunyai ketelusan yang tinggi (91%), ketumpatan rendah (1.05g/cm3), fleksibiliti dan ketahanan, pengendalian dan pemasangan yang mudah serta memenuhi keperluan keselesaan pesakit. Ia digunakan secara meluas dalam topeng pernafasan, alat bantuan pendengaran dan tiub perubatan. Di samping itu, bahan nilon telah digunakan secara meluas dalam peranti perubatan lain seperti tingkap perlindungan PM2.5 dan tisu otot tiruan.
6. Industri Automotif
Nylon sangat sesuai untuk industri automotif kerana penghantaran cahaya berkelajuan tinggi dan keupayaannya untuk menahan pendedahan berulang kepada media menghakis seperti pelindung matahari, detergen dan disinfektan tanpa mengalami kerosakan.
Siri Ultramid® Vision daripada BASF boleh digunakan untuk komponen lampu latar seperti suis atau paparan operasi. Ultramid® Vision B3KDLT amat sesuai untuk penutup kalis cahaya. Di samping itu, nilon lutsinar digunakan secara meluas dalam penapis petrol, pemisah minyak/air, sistem kawalan jauh dan cermin spion.
Sejak diperkenalkan, nilon lutsinar telah mengalami perkembangan yang hebat. Disebabkan ketelusan yang sangat baik, kestabilan terma yang tinggi, rintangan kakisan yang baik dan sifat mekanikal yang sangat baik, nilon lutsinar digunakan secara meluas dalam barangan isi rumah, optik ketepatan, peralatan elektronik, barangan sukan, penjagaan kesihatan dan industri automotif, dengan pelbagai jenis produk.
Dengan peningkatan peranti boleh pakai dan tekstil elektronik, orang ramai semakin menuntut bahan mudah dibengkokkan yang ringan, telus dan kos rendah. Sesetengah bahan nilon dilihat sebagai bahan asas yang berpotensi untuk peranti elektronik telus fleksibel generasi seterusnya. Dengan menyepadukan tiub nano karbon berdinding tunggal, graphene, polimetil metakrilat, gentian asetat dan bahan lain dengan nilon, penyelidik telah menyediakan pelbagai tekstil elektronik baharu yang sangat telus.
Di samping itu, dengan menggantikan bahan mentah berasaskan petroleum dengan bahan mentah berasaskan bio, industri nilon telus bergerak ke arah kimia hijau. Evonik, BASF, Ube, Biond dan pengeluar nilon telus utama lain di dunia telah membentangkan industri nilon berasaskan bio. Pada masa hadapan, nilon berasaskan semua bio dijangka menjadi realiti dan memberi impak yang mendalam kepada kehidupan orang ramai. (Gambar berikut adalah dari: gerai Biond)
