Mitä polyamidi on?

Polyamidi (PA) on synteettinen tekninen muovi, jonka molekyyliketjut sisältävät amidisidoksia (–CO–NH–). Tämä molekyylirakenne antaa polyamidille sen tunnusomaisen yhdistelmän mekaanista lujuutta, erinomaista kulutuskestoa, hyvää iskulujuutta ja itsevoitelevia liukuominaisuuksia. Polyamidit kuuluvat termoplastien ryhmään, eli niitä voidaan ekstrudoida, ruiskuvalaa ja koneistaa — täydellinen yhdistelmä massatuotantoon ja tarkkuusosien valmistukseen.

Polyamidi-perhe jakautuu useisiin laatuihin numerokoodin mukaan. Numero tai numerot kuvaavat polyamidin rakenteen monomeeriosien hiiliatomimääriä: PA6 perustuu kuusihiiliseen kaprolaktaamiin, kun taas PA66 ja PA46 tehdään kahdesta erillisestä monomeeriosasta (esim. PA66 = heksametyleenidiamiini + adipiinihappo, molemmat 6-hiilisiä). Yleisimmät teollisuuskäytössä ovat PA6, PA66, PA11, PA12 ja PA46. Suomessa myydyimmät koneistettavat puolivalmisteet ovat PA6 (kestomuovi, ekstrudoitu) ja PA6G eli Cast PA (valettu polyamidi suurikokoisiin osiin).

Polyamidi vs Nylon — onko eroa?

Ei käytännössä. Nylon on alun perin DuPontin keksimä kauppanimi polyamidille (1935), ja nykyään molempia termejä käytetään synonyymeinä. Polyamidi on materiaaliperheen tieteellinen nimi; nylon on arkikielen kauppanimi. Tekstiilipuolella puhutaan nylonista (sukkahousut, hammasharjat, nailonköysi), mutta teknisten muovien koneistuksessa ja teollisuussovelluksissa käytetään virallista nimitystä polyamidi tai sen lyhennettä PA.

Hyvä tietää: "PA6" ja "PA66" tarkoittavat eri kemiallisia rakenteita, eivät vain laatuversioita. Väärä laatu voi tarkoittaa lyhyttä käyttöikää tai ylimitoitettua materiaalia — lue laatujen erot alta.

Miten polyamidi valmistetaan?

Polyamidi valmistetaan polymeroimalla amidiryhmiä sisältäviä monomeerejä. PA6 syntyy kaprolaktaamin rengasavausreaktiosta, PA66 heksametyleenidiamiinin ja adipiinihapon kondensaatiosta ja PA12 lauryylilaktaamista. Raaka-aineet ovat pääasiassa öljypohjaisia, mutta markkinoilla on yhä enemmän bio- ja kierrätyspohjaisia laatuja — esimerkiksi PA11 valmistetaan risiiniöljystä.

Polyamidi-laadut — mikä sopii sinun sovellukseesi?

Toimitamme yleisimmät kuusi polyamidi-laatua, joista kukin on optimoitu eri käyttökohteisiin. Alla pikaopas — voit myös pyytää meiltä materiaalisuosituksen sovelluksesi perusteella.

Yleisin laatu

PA6 (Nailon 6)

Suomen yleisin polyamidi — ekstrudoitu ja hyvin koneistettava. Erinomainen iskulujuus ja kulutuskesto. Sopii yleisiin koneenosiin: hammaspyörät, holkit, rullat. Vedenimeytyminen 24 h:ssa tyypillisesti noin 0,3–0,7 % — kyllästymässä selvästi enemmän. Tämä huomioidaan tarkkuusosien suunnittelussa.

Korkeampi suorituskyky

PA66 (Nailon 6.6)

PA6:ta jäykempi ja lujempi, korkeampi sulamispiste (255 °C vs PA6:n 220 °C) ja jatkuva käyttölämpötila noin 100 °C. Hyvä kulutuskesto, mutta lopullinen valinta riippuu kuormasta, vastinpinnasta ja voitelusta. Tyypillinen valinta autoteollisuuden komponentteihin ja vaativiin laakerisovelluksiin.

Suuret kappaleet

PA6G / Cast PA (valettu polyamidi)

Valutekniikalla valmistettu — saatavilla isokokoisina puolivalmisteina (jopa Ø 800 mm tangot, 2 000×1 000 mm levyt). Tasaisempi rakenne, vähemmän sisäisiä jännityksiä. Ihanteellinen suurille koneistetuille osille, köysipyörille ja kulutuslistoille.

Mittapysyvä

PA12 (Nailon 12)

Imee kosteutta vain 0,3–0,4 % — paljon vähemmän kuin PA6. Mittapysyvin polyamidi. Erinomainen kemikaalikesto ja matala kitka. Käytetään esimerkiksi paineilmaletkuissa, pneumatiikan osissa ja missä tarkkamittaisuus on kriittistä.

Kulutusta kestävä

PA6 + MoS₂

Molybdeenidisulfidilla täytetty PA6 — parempi liukukestävyys ja kulutus­ominaisuudet kuin perus-PA6:lla. Tyypillisesti tumma (musta tai harmaa) väri. Käytetään laakereissa ja liukuholkeissa.

Itsevoiteleva

Öljytäytetty PA6

Sisäänrakennettua öljyä — itsevoiteleva ja matalakitkainen laakerimateriaali. Toimii ilman ulkoista voitelua. Väri vaihtelee valmistajan mukaan (usein vihreä tai sininen).

Elintarvikekontakti

PA6 FDA / EU 10/2011 -laadut

Elintarvikekontaktiin on saatavilla FDA- ja EU 10/2011 -vaatimusten mukaisia PA-laatuja. Soveltuvuus varmistetaan aina materiaalikohtaisista dokumenteista sekä käyttöolosuhteiden, kosketusajan ja lämpötilan mukaan. Saatavilla luonnonvalkoisena ja sinisenä — sininen helpottaa detektointia tuotantolinjoilla (HACCP).

PA-laatujen vertailutaulukko

Ominaisuus PA6 PA66 PA6G (Cast) PA12
Vetolujuus70–85 MPa80–90 MPa70–80 MPa50–60 MPa
Sulamispiste220 °C255 °C220 °C178 °C
Jatkuva käyttölämpötila~80–100 °C~100 °C~90 °C~80 °C
Vedenimeytyminen 24 h0,3–0,7 %0,5–0,8 %0,3–0,7 %0,1–0,2 %
IskulujuusErinomainenHyväErinomainenHyvä
KoneistettavuusHyväHyväErinomainenErittäin hyvä
Tyypillinen käyttöYleiset osatAuto, korkea lämpötilaIsot kappaleet, koneistusPneumatiikka, kemikaalit

Polyamidin tekniset ominaisuudet

Polyamidi on yksi monipuolisimmista teknisistä muoveista — sen mekaaniset ominaisuudet kattavat laajan käyttöalueen. Alla yleisesti PA6:n keskiarvot — yksittäisten laatujen tarkat arvot löytyvät teknisistä datasheeteistä, joita toimitamme pyynnöstä.

OminaisuusArvoStandardi / huom.
Tiheys1,14 g/cm³ISO 1183
Vetolujuus70–85 MPaISO 527
Kimmokerroin3 200 MPaISO 527
Murtovenymä15–80 %ISO 527
Charpy-iskulujuus (lovettu)4–10 kJ/m²ISO 179
Shore D -kovuus80–85ISO 868
Jatkuva käyttölämpötila~80–100 °C (PA6) / ~100 °C (PA66)Lyhytaikainen jopa 160 °C; tarkka arvo riippuu laadusta
Sulamispiste220 °CPA6 (PA66: 255 °C)
Kitkakerroin (kuiva, teräs)0,3–0,4Itsevoiteleva
Sähköneristyskyky10¹³ Ω·cmHyvä eriste, mutta kosteus vaikuttaa
Vedenimeytyminen 24 h0,3–0,7 %PA6 (ISO 62)
Vedenimeytyminen kyllästymässä7–9 %Pitkäaikainen, vaikuttaa mittoihin
PalamisluokkaHBUL 94 (saatavilla myös V-2)
Huom. kosteudesta: Polyamidi imee kosteutta ilmasta — tämä on materiaalin tärkein huomio suunnittelussa. PA6:n vedenimeytyminen 24 h:ssa on tyypillisesti noin 0,3–0,7 %, mutta kyllästymässä selvästi suurempi (jopa 7–9 %). Kuivassa tilassa PA on jäykempi mutta hauraampi; kostuessaan pehmenee ja mittansa muuttuvat. Tarkkojen toleranssien sovelluksissa kosteuden vaikutus on huomioitava sovituksissa.

Polyamidin tyypilliset käyttökohteet

Polyamidia käytetään käytännössä kaikilla teollisuuden aloilla. Yleisimmät sovellukset ovat osia, joissa vaaditaan kulutuskestoa, iskulujuutta ja kykyä toimia ilman ulkoista voitelua. Tässä yleisimmät käyttökohteet, jotka tilataan meiltä:

Hammaspyörät ja rattaat

PA:n itsevoiteleva pinta ja kulutuskestävyys tekevät siitä ihanteellisen valinnan kevyen ja keskiraskaan kuormituksen vaihteistoihin. Kestää korroosiota ja vaimentaa ääntä metallihampaita paremmin.

Laakerit ja liukuholkit

Klassisin PA-sovellus. Toimii ilman ulkoista voitelua matalilla ja keskinopeilla pyörimisliikkeillä. Öljytäytetty PA6 + MoS2 vie kestoiän vielä pidemmälle.

Kuljetinrullat ja -ohjaimet

PA-rullat ja ohjauslistat pakkauslinjoissa, panimoissa ja elintarviketuotannossa. FDA-laatu varmistaa elintarvikekontaktin turvallisuuden.

Pyörät ja köysipyörät

Cast PA -valettu polyamidi suuriin pyöriin (jopa Ø 800 mm). Korvaa metallia kevyemmällä, ei korroosioidu ja vaimentaa iskua.

Kulutuslistat ja ohjaimet

PA-levyt ja -listat kuljettimissa ja sulkusyöttimissä, suppiloissa ja koneenosien liukupinnoissa. Vähentää kitkaa ja kuluvat osat helppo vaihtaa.

Pneumatiikan komponentit

PA12:n alhainen kosteudenotto tekee siitä mittapysyvän — ihanteellinen pneumaattisiin liittimiin, letkuihin ja venttiilikomponentteihin.

Eristys- ja sähköosat

PA on hyvä sähköeriste — käytetään liittimissä, johdotuksen suojaholkeissa ja eristelevyissä. Paloluokiteltuja laatuja (esim. UL 94 V-0) saatavilla erikseen; halogeenivapaus tarkistetaan aina materiaalikohtaisesta dokumentaatiosta.

CNC-koneistetut tarkkuusosat

PA6 ja PA66 koneistuvat erinomaisesti — toimitamme valmiit komponentit asiakkaan piirustusten mukaan kumppaniverkostomme kautta. Lue koneistuspalvelusta.

Polyamidi vs muut tekniset muovit

Polyamidi ei aina ole paras valinta — riippuu sovelluksesta. Tässä lyhyt vertailu yleisimpiin vaihtoehtoihin:

OminaisuusPolyamidi (PA6)POMPEEKUHMW-PE
Käyttölämpötila80–100 °C100 °C260 °C80 °C
Vetolujuus70–85 MPa65 MPa100 MPa22 MPa
Vedenimeytyminen 24 h0,3–0,7 %0,2 % (matala)0,1–0,5 %<0,01 % (lähes ei)
Kitkakerroin0,3–0,40,2–0,40,3–0,40,1–0,2 (matalin)
IskulujuusErinomainenHyväErittäin hyväErinomainen
KulutuskestoErinomainenErinomainenErinomainenParas
Paras käyttöYleinen koneenrakennusTarkkuus, mittapysyvyysKorkea lämpötila, kemiaLiukupinnat, kulutus
Yhteenveto: Valitse PA kun haluat monipuolisen materiaalin, joka kestää iskuja ja kulutusta. Valitse POM kun tarvitset tarkkoja toleransseja (PA imee kosteutta). Valitse PEEK kun lämpötila ylittää 100 °C tai kemikaalit ovat aggressiivisia. Valitse UHMW-PE kun haet matalinta kitkaa ja parasta liukukestoa.

Saatavilla olevat muodot ja koot

Toimitamme polyamidia eri muodoissa suoraan varastosta tai tilauksesta. Tyypilliset toimitusmuodot:

MuotoVakiokootMittatilausLaatu
PA-tankoØ 6 – Ø 300 mmCast PA jopa Ø 800 mmPA6 ekstrudoitu / PA6G valettu
PA-levy2 – 100 mm paksuudet, 610×1 000 / 1 220×2 440 mmCast PA jopa 300 mm paksuudetPA6 / PA6G / PA66
PA-putkisisä-ø 30 – 250 mmMittojen mukaanPA6 ekstrudoitu
PA-koneistetut osatAsiakkaan piirustusten mukaanPrototyypit ja sarjatKaikki laadut

Värit ja erikoiskäsittelyt

Polyamidin koneistus — vinkit suunnittelijalle

Polyamidi koneistuu erinomaisesti tavanomaisilla CNC-työstökoneilla. Tässä muutamia teknisiä huomioita:

Polyamidin haasteet ja niiden hallinta

Polyamidi on monikäyttöinen, mutta ei sovellu kaikkialle. Tärkeimmät haasteet, jotka kannattaa tietää:

1. Vedenimeytyminen

PA6:n vedenimeytyminen 24 h:ssa on tyypillisesti noin 0,3–0,7 %, mutta pitkäaikaisessa kosteus­altistuksessa (kyllästymässä) arvot voivat nousta selvästi suuremmiksi — yleensä luokkaa 7–9 %. Kosteus muuttaa mittoja ja pehmentää materiaalia. Ratkaisu: käytä PA12:ta tarkkoihin osiin, suunnittele toleranssi kosteusvaihtelu huomioiden ja säilytä osat kuivissa olosuhteissa ennen asennusta.

2. UV- ja säänkesto

Luonnonvalkoinen PA haurastuu UV-säteilyssä pitkäaikaisessa ulkokäytössä. Ratkaisu: käytä hiilitäytettyä (mustaa) PA-laatua tai UV-stabiloitua versiota ulkosovelluksissa.

3. Vahvojen happojen kesto

Polyamidi kestää heikkoja happoja ja emäksiä, mutta ei vahvoja mineraalihappoja. Ratkaisu: aggressiivisiin kemikaaleihin valitse PTFE, PVDF tai PEEK.

4. Korkea lämpötila

PA6 kestää jatkuvasti noin 80–100 °C ja PA66 tyypillisesti noin 100 °C. Lyhytaikaisesti molemmat kestävät enemmän, mutta lujuus laskee. Tarkka arvo riippuu aina laadusta ja kuormituksesta. Ratkaisu: yli 120 °C käytä PEEKiä tai PAI:tä.

Polyamidin sovellusalat

Polyamidi on käytössä käytännössä kaikilla teollisuuden aloilla. Yleisimmät asiakassegmentit, jotka tilaavat meiltä PA-tankoja, -levyjä ja koneistettuja osia:

Usein kysytyt kysymykset polyamidista

Mitä polyamidi on?

Polyamidi (PA) on synteettinen tekninen muovi, joka tunnetaan myös kauppanimellä nylon. Sen molekyyliketjut sisältävät amidisidoksia, jotka antavat materiaalille hyvän lujuuden, kulutuskeston ja itsevoitelevuuden. Yleisimmät laadut ovat PA6, PA66, PA12 ja Cast PA (PA6G).

Onko nylon sama kuin polyamidi?

Käytännössä kyllä. Nylon on DuPontin keksimä kauppanimi (1935), polyamidi on materiaalin tieteellinen nimi. Tekstiilipuolella käytetään yleensä sanaa nylon, teknisessä muovipuolessa polyamidi tai PA. Kemiallisesti molemmat tarkoittavat samaa.

Mikä on ero PA6 ja PA66 välillä?

PA66 on lujempi ja jäykempi ja kestää korkeampia lämpötiloja (sulamispiste 255 °C vs PA6:n 220 °C). PA6 puolestaan on helpompi koneistaa ja iskulujempi. Molemmilla on hyvä kulutuskesto — lopullinen ero riippuu kuormasta, vastinpinnasta ja voitelusta. PA66 valitaan tyypillisesti auto- ja korkean lämpötilan sovelluksiin, PA6 yleiseen koneenrakennukseen.

Mihin polyamidia käytetään teollisuudessa?

Polyamidia käytetään laajasti hammaspyörissä, laakereissa, holkeissa, rullissa, ohjaimissa, kulutuslistoissa ja kuljetinosissa. Tyypillisiä toimialoja ovat kuljetin- ja pakkauskoneet, elintarviketeollisuus (FDA-laadut), autoteollisuus, maatalouskoneet ja yleinen koneenrakennus.

Soveltuuko polyamidi laakerisovelluksiin?

Erinomaisesti. PA:n itsevoiteleva pinta toimii kuivissa ja heikosti voidelluissa olosuhteissa. Erityisesti öljytäytetty PA6 -laatu (itsevoiteleva) sekä MoS₂-täytetty PA6 -laatu (parempi liuku- ja kulutuskesto) on suunniteltu laakeri- ja liukuholkkikäyttöön — nämä ovat eri modifikaatioita, ei sama tuote. Sopii matalille ja keskinopeille kierroksille (yleensä alle 5 m/s liukunopeudella).

Miksi polyamidi imee kosteutta?

PA on hygroskooppinen amidiryhmien vuoksi — ne vetävät vesimolekyylejä puoleensa. 24 h vedenimeytyminen on PA6:lla tyypillisesti noin 0,3–0,7 % (ISO 62), mutta pitkäaikaisessa kosteus­altistuksessa (kyllästymässä) arvot voivat nousta jopa 7–9 %:iin. Kosteus muuttaa mittoja ja pehmentää materiaalia mutta parantaa iskulujuutta. PA12:n vedenimeytyminen on selvästi pienempi — valitse se tarkkoihin osiin.

Onko polyamidi elintarvikekontaktiin sopiva?

PA6 ja PA66 ovat saatavilla FDA- ja EU 10/2011 -vaatimusten mukaisina laatuina elintarvikekontaktiin. Soveltuvuus tietyssä käytössä varmistetaan aina materiaalikohtaisista dokumenteista, käyttölämpötilan, kosketusajan ja elintarviketyypin perusteella. Sinisävyiset laadut helpottavat detektointia HACCP-linjoilla. Toimitamme materiaalit sertifikaatteineen.

Mikä on Cast PA / PA6G?

Cast PA eli PA6G on valutekniikalla valmistettu polyamidi. Erona ekstrudoituun PA6:een: saatavilla suurempina kappalekokoina (jopa Ø 800 mm tangot, 300 mm paksut levyt), tasaisempi sisäinen rakenne ja vähemmän jännityksiä. Ihanteellinen suuriin koneistettuihin osiin kuten köysipyöriin ja kulutuslistoihin.

Mikä on polyamidin maksimi käyttölämpötila?

Jatkuvassa käytössä PA6 kestää noin 80–100 °C ja PA66 tyypillisesti noin 100 °C. Lyhytaikaisesti molemmat kestävät jopa 160 °C, mutta mekaaniset ominaisuudet heikkenevät selvästi yli 100 °C:ssa. Tarkka arvo riippuu laadusta, kuormasta ja käyttöympäristöstä. Jos sovellus on jatkuvasti yli 120 °C, valitse PEEK tai PAI.

Mistä polyamidia voi tilata Suomessa?

Plastik Solutions toimittaa polyamidia — PA6, PA66, PA12 ja Cast PA — koko Suomeen. Vakiomuodot (tangot, levyt, putket) saatavilla varastosta nopealla toimitusajalla. Tarjoamme myös mittakoneistuksen asiakkaan piirustusten mukaan. Pyydä tarjous tästä.

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Lisätietoa polyamidista ja teknisistä muoveista:

Tarvitsetko polyamidia projektiisi?

Pyydä tarjous PA6-, PA66-, PA12- tai Cast PA -laaduille tankoina, levyinä, putkina tai koneistettuina komponentteina. Toimitukset koko Suomeen.

Pyydä tarjous