Chưa có sản phẩm trong giỏ hàng.
Kiến thức ngành
Nhựa PA là gì | Từ lịch sử đến công dụng
Nhựa PA là gì. Tại sao vật liệu kỹ thuật này bền bỉ, chịu mài mòn tốt, kháng hóa chất, phù hợp nhiều ngành công nghiệp như cơ khí, ô tô, điện tử, dệt may nhờ cơ tính vượt trội.
1. Nhựa PA là nhựa gì, PA là tên viết tắt của từ nào
PA là tên viết tắt của Polyamide là một loại nhựa kỹ thuật có tính chất cơ học tốt, độ bền cao, chịu mài mòn tốt và có khả năng tự bôi trơn. Nhựa PA có đặc tính chịu nhiệt, kháng hóa chất và có khả năng gia công dễ dàng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
2. Ai hoặc tổ chức nào phát minh ra vật liệu nhựa PA
Nhựa PA được phát minh bởi nhà hóa học Wallace Hume Carothers, làm việc tại DuPont vào những năm 1930. Ông và nhóm nghiên cứu của mình đã phát triển Polyamide như một loại sợi tổng hợp đầu tiên, mở đường cho sự phát triển của nhiều dòng nhựa PA khác nhau.
2.1 Wallace Hume Carothers – Nhà hóa học đứng sau phát minh Nylon
Wallace Hume Carothers (1896–1937) là một nhà hóa học người Mỹ, nổi tiếng với việc phát minh ra Nylon, loại sợi tổng hợp đầu tiên trên thế giới. Ông cũng có nhiều đóng góp quan trọng trong lĩnh vực polyme tổng hợp, đặc biệt là các nghiên cứu về polyester và polyamide chính là nhựa PA
Tiểu sử và sự nghiệp
- Sinh ngày 27/4/1896 tại Iowa, Hoa Kỳ.
- Học ngành hóa học tại Trường Đại học Illinois và Đại học Harvard.
- Năm 1928, gia nhập DuPont và trở thành trưởng nhóm nghiên cứu về polyme tổng hợp.
- Năm 1935, ông cùng nhóm của mình đã tổng hợp thành công Nylon 6,6, loại sợi polyamide đầu tiên.
Carothers là một nhà khoa học tài năng nhưng cũng có nhiều áp lực trong công việc. Ông mắc chứng trầm cảm và qua đời năm 1937, một năm trước khi Nylon chính thức ra mắt trên thị trường.
2.2 Giới thiệu tổng quan về tập đoàn DuPont
DuPont (E.I. du Pont de Nemours and Company) là một trong những công ty hóa chất lâu đời và có ảnh hưởng lớn nhất thế giới, được thành lập năm 1802 tại Hoa Kỳ. DuPont không chỉ đi tiên phong trong ngành công nghiệp nhựa và sợi tổng hợp mà còn có những đóng góp lớn trong khoa học vật liệu trong đó có nhựa PA, góp phần thay đổi nhiều lĩnh vực trên toàn cầu.
Những thành tựu nổi bật của DuPont
- 1935: Phát minh Nylon bởi Wallace Carothers.
- 1938: Phát triển Teflon (PTFE), vật liệu chống dính nổi tiếng.
- 1950s: Giới thiệu Kevlar, vật liệu siêu bền dùng trong áo chống đạn.
- Hiện tại: Là một trong những tập đoàn hóa chất hàng đầu thế giới, hoạt động trong các lĩnh vực như vật liệu công nghiệp, điện tử, nông nghiệp và công nghệ sinh học.
3. Công thức hóa học của nhựa PA là gì
Nhựa PA là một polyme có nhóm amide (-CONH-) trong chuỗi phân tử. Công thức tổng quát của nhựa PA:
(−NH−(CH2)x−CO−)n
Các loại nhựa PA phổ biến:
- PA6 (Nylon 6): Được tổng hợp từ ε-Caprolactam, có công thức:
(−NH−(CH2)5−CO−)n - PA66 (Nylon 6,6): Tổng hợp từ Hexamethylenediamine và Acid Adipic, công thức:
(−NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO−)n
4. Cơ lý tính của nhựa PA
Nhựa PA có các đặc tính cơ lý nổi bật tạo nên tính ứng dụng vượt trội
- Cơ tính: Độ bền kéo cao, độ cứng tốt, chống mài mòn vượt trội
- Nhiệt tính: Nhiệt độ nóng chảy PA6 ~220°C, PA66 ~260°C và tính kháng nhiệt và chống cháy tốt
- Hóa tính: Kháng hóa chất như dầu mỡ, dung môi hữu cơ, nhạy cảm với độ ẩm (có thể hút nước, ảnh hưởng đến kích thước)
4.1 Giới hạn bền kéo của nhựa PA
Giới hạn bền kéo với tên tiếng anh Tensile Strength, là ứng suất tối đa mà nhựa PA có thể chịu trước khi bị phá hủy. Thông thường, giá trị này được đo bằng đơn vị MPa (Megapascal) hoặc psi (pound per square inch). Giới hạn này phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ. Khi hút nước, PA có thể giảm 15 – 25% độ bền kéo so với điều kiện khô.
| Loại PA | Giới hạn bền kéo (MPa) | Giới hạn bền kéo (psi) |
|---|---|---|
| PA6 (Nylon 6) | 70 – 85 MPa | ~10.000 – 12.000 psi |
| PA66 (Nylon 6,6) | 80 – 95 MPa | ~11.500 – 13.500 psi |
| PA12 (Nylon 12) | 50 – 60 MPa | ~7.000 – 8.500 psi |
| PA46 (Nylon 4,6) | 95 – 120 MPa | ~13.500 – 17.500 psi |
| PA11 (Nylon 11) | 45 – 55 MPa | ~6.500 – 8.000 psi |
4.2 Giới hạn chảy của nhựa PA
Giới hạn chảy với tên tiếng anh Yield Strength, là ứng suất tại đó nhựa PA bắt đầu biến dạng dẻo vĩnh viễn. Điều này có nghĩa là khi ứng suất vượt quá giới hạn chảy, nhựa PA sẽ không thể phục hồi hình dạng ban đầu. Nhựa PA hút ẩm, nên khi có độ ẩm cao, giới hạn chảy giảm
| Loại PA | Giới hạn chảy (MPa) | Giới hạn chảy (psi) |
|---|---|---|
| PA6 (Nylon 6) | 60 – 75 MPa | ~8.500 – 11.000 psi |
| PA66 (Nylon 6,6) | 70 – 85 MPa | ~10.000 – 12.500 psi |
| PA12 (Nylon 12) | 40 – 50 MPa | ~5.500 – 7.500 psi |
| PA46 (Nylon 4,6) | 85 – 100 MPa | ~12.000 – 14.500 psi |
| PA11 (Nylon 11) | 35 – 45 MPa | ~5.000 – 6.500 psi |
5. Nhựa PA được đưa vào thương mại từ khi nào
Nhựa PA chính thức được đưa vào thương mại vào năm 1938 với sản phẩm Nylon 6,6 do DuPont sản xuất. Sau đó, các loại PA khác như Nylon 6 cũng được phát triển và nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong ngành dệt may, công nghiệp ô tô, cơ khí và điện tử.
Vào những năm 1930, DuPont đã tập trung nghiên cứu các loại polyme tổng hợp để thay thế các vật liệu tự nhiên như lụa, cao su và len. Lúc này, lụa tự nhiên (đặc biệt là lụa từ Nhật Bản) đang là vật liệu chính trong ngành dệt may, nhưng có giá thành cao và nguồn cung không ổn định.
Nhóm nghiên cứu do Wallace Hume Carothers dẫn đầu tại DuPont đã khám phá ra cách tổng hợp polyamide (nhựa PA), tạo ra một loại sợi nhân tạo mới có đặc tính bền, đàn hồi và có thể thay thế lụa. PA này được đặt tên là Nylon 6,6.
5.1 Thời điểm đưa nhựa PA vào thương mại
- Ngày 27/10/1938, DuPont chính thức công bố Nylon 6,6 tại Hội nghị Hóa học của Viện Hóa học Hoa Kỳ ở New York.
- Năm 1939, DuPont tổ chức một sự kiện quảng bá lớn tại Hội chợ Thế giới ở New York, giới thiệu tất Nylon – một sản phẩm thay thế hoàn hảo cho tất lụa.
- Ngày 15/5/1940, DuPont chính thức bán tất Nylon tại thị trường Mỹ. Trong ngày đầu tiên, 4 triệu đôi tất được bán hết chỉ trong vài giờ, đánh dấu sự ra mắt thương mại thành công rực rỡ của Nylon cũng chính là nhựa PA
5.2 Ảnh hưởng của nhựa PA đến thị trường bấy giờ
Với sự ra đời chính thức của nhựa PA đã có sự thay đổi lớn và ảnh hưởng tới sự thay đổi trong nhiều ngành nghề và đáng kể đến nhất là
- Trong ngành dệt may: Với giá thành thấp hơn và độ bền cao hơn lụa, nhựa PA nhanh chóng trở thành vật liệu phổ biến trong ngành may mặc, đặc biệt là tất, đồ lót và quần áo thể thao.
- Trong Thế Chiến II: Khi chiến tranh bùng nổ, Mỹ trưng dụng nhựa PA để sản xuất dù, lưới đánh cá, dây thừng và quần áo quân đội. Việc này khiến sản phẩm dân dụng từ nhựa PA (đặc biệt là tất) trở nên khan hiếm, dẫn đến “Cuộc bạo loạn tất Nylon” khi hàng triệu phụ nữ Mỹ xếp hàng chờ mua tất Nylon
- Sau chiến tranh: Nylon tiếp tục phát triển mạnh mẽ, được ứng dụng trong công nghiệp ô tô, cơ khí, điện tử và nhiều lĩnh vực khác. Nhựa PA6 (Nylon 6, do công ty IG Farben – Đức phát triển vào năm 1939) cũng gia nhập thị trường, mở rộng ứng dụng của nhựa PA trên toàn cầu.
6. Ứng dụng phổ biến của nhựa PA là gì
Nhựa PA có mặt trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau kể từ thời điểm được phát minh cho đến hiện tại
- Ngành dệt may: Sợi Nylon dùng trong quần áo, vớ, dây đai
- Ngành ô tô: Sản xuất bánh răng, ổ trục, vỏ động cơ
- Ngành điện tử: Cách điện, vỏ dây cáp, linh kiện điện tử
- Ngành cơ khí: Bánh răng, ổ trượt, bạc lót, chi tiết ma sát cao
- Ngành y tế: Dụng cụ phẫu thuật, chỉ khâu y khoa
Trong công nghiệp sản xuất van và đồng hồ nước, nhựa PA cũng được ứng dụng phổ biến trong việc đúc thân, nắp che và vành của các đồng hồ nhựa. Tiêu biểu và phổ biến tại Việt Nam chính là đồng hồ nước Minh Hòa
