Polyamide vs Nylon: What’s the Real Story Behind These Materials That Can Be Used in Many Ways?

من المحتمل أنك سمعت أشخاصًا يتحدثون عن البولي أميد والنايلون. ربما سمعتهم يستخدمونها كما لو كانوا يعنون الشيء نفسه. قد يبدو الأمر معقدًا بعض الشيء، لكنني هنا لأجعله بسيطًا بالنسبة لك. يمكنك التفكير في الأمر بهذه الطريقة: كل مربع هو مستطيل، ولكن ليس كل مستطيل مربعًا. بنفس الطريقة، جميع أنواع النايلون هي بولي أميدات، ولكن ليست كل البولي أميدات نايلون. في هذه المقالة، سأشرح الاختلافات والأشياء المتشابهة بين البولي أميد مقابل النايلون. سننظر في استخداماتهم العديدة المختلفة ونساعدك على تعلم المادة الأفضل لما تحتاجه. سننظر في كل شيء بدءًا من كيفية صنعها وحتى كيفية استخدامها في العناصر التي تراها كل يوم وفي أشياء خاصة للمصانع.

ما هو البولي أميد، حقًا؟

لنبدأ بالحقائق البسيطة. البولي أميد هو نوع من البوليمر. هذه مجرد كلمة علمية لجزيء كبير مصنوع من أجزاء أصغر كثيرة مرتبطة ببعضها البعض مرارًا وتكرارًا. بالنسبة للبولي أميد، يتم تجميع هذه الأجزاء التي تتكرر معًا بواسطة روابط خاصة تسمى روابط الأميد. هذا ما يجعلها قوية ويساعدها على الاستمرار لفترة طويلة. قد تصدم عندما تعلم أنه يمكنك العثور على بولي أميدات في الطبيعة. الحرير والصوف هما مثالان مثاليان للبولي أميدات الطبيعية. استخدم الناس هذه المواد لفترة طويلة جدًا لأنها تتمتع بميزات رائعة.

تعلم العلماء أيضًا كيفية صنع بولي أميدات من صنع الإنسان في المختبر. هذه الأنواع المصنوعة يدويًا، بما في ذلك النايلون، أصبحت الآن مهمة جدًا في أنواع عديدة من الشركات. على سبيل المثال، تستخدم الشركات التي تصنع السيارات والشاحنات الكثير من مواد البولي أميد. إنها تحظى بشعبية كبيرة بسبب خصائصها الميكانيكية الرائعة. هذا يعني أنها قوية جدًا وتدوم لفترة طويلة. وهذا يجعلها الخيار الأفضل لكل شيء بدءًا من الملابس وحتى قطع غيار السيارات. يمكن أن يكون البولي أميد بلاستيكًا مفيدًا جدًا.

حسنًا، ما هو النايلون؟

الآن، يمكننا التحدث عن النايلون. النايلون هو نوع خاص من البولي أميد المصنوع يدويًا. تم إنشاؤه لأول مرة في الثلاثينيات. قامت مجموعة من العلماء في شركة تسمى DuPont بصنعه. أرادوا صنع مادة في المختبر تشبه الحرير، وقد قاموا بعمل جيد جدًا. كانت المرة الأولى التي تم فيها بيع النايلون في المتاجر من أجل جوارب النساء، وكانت تحظى بشعبية كبيرة. بعد ذلك، أصبح أكثر شيوعًا. ثم تم استخدامه لصنع العديد من العناصر الأخرى.

الشيء الذي يجعل النايلون مميزًا هو تركيبه الكيميائي. يطلق عليه بولي أميد أليفاتي. وهذا يعني أن السلاسل الصغيرة من الذرات التي يتكون منها طويلة ومستقيمة. هذا التركيب هو ما يمنح النايلون ميزاته المعروفة: فهو قوي ومتين وقابل للتمدد. كما أنه من الصعب إتلافه من الاحتكاك أو الكشط، مما يجعله مادة متينة للغاية. النايلون هو مادة لدن بالحرارة. وهذا يعني أنه يمكنك صهره وإعطائه شكلًا جديدًا. وهذا يجعله سهل الاستخدام في أشياء مثل قولبة الحقن.

هل النايلون والبولي أميد هما نفس المادة؟

كثير من الناس يختلط عليهم الأمر بشأن هذا. كما قلت من قبل، النايلون هو نوع من البولي أميد، ولكن ليس كل بولي أميد هو نايلون. يمكنك التفكير في "البولي أميد" كاسم عائلة كبير. ثم، "النايلون" يشبه أحد الأطفال المشهورين في تلك العائلة. تحتوي عائلة البولي أميد أيضًا على مواد قوية أخرى مثل كيفلر و نومكس. تسمى هذه البولي أميدات العطرية. لديهم تركيب جزيئي مختلف. يمنحهم هذا التركيب مزيدًا من القوة ويجعلهم أفضل في التعامل مع الحرارة من النايلون.

لذا، قد تسمع أشخاصًا يستخدمون كلمتي بولي أميد ونايلون بمعنى الشيء نفسه، لكن هذا ليس صحيحًا تمامًا. إنه مثل القول بأن كل سيارة هي فورد. فورد هي نوع من السيارات، ولكن هناك أنواع أخرى كثيرة أيضًا. عندما نتحدث عن البوليمرات، فإن النايلون هو نوع مشهور وشائع جدًا من البولي أميد. ولكن من المهم أن تعرف أنه مجرد مادة واحدة في عائلة أكبر بكثير من المواد. الفرق الأكبر هو أن البولي أميدات يمكن أن تأتي من الطبيعة أو تكون من صنع الإنسان، ولكن مواد النايلون دائمًا اصطناعية.

ما هي الميزات المعتادة للبولي أميدات؟

بشكل عام، تتمتع البولي أميدات ببعض الميزات الرائعة التي تجعلها مفيدة جدًا. إحدى أكبر الميزات هي قوتها. لديهم قوة شد عالية. وهذا يعني أنه من الصعب جدًا فصلها عن بعضها البعض. كما أنها مشهورة بمتانتها. وهذا يعني أنها تدوم لفترة طويلة ولا تبلى بسهولة. هذا هو السبب في أنها غالبًا ما يتم اختيارها لصنع أشياء يجب أن تدوم، مثل السجاد وقطع غيار السيارات.

ميزة أخرى مهمة للبولي أميدات هي مقاومتها الكيميائية. يمكنها التعامل مع الزيوت والشحوم والعديد من المواد الكيميائية الأخرى دون أن تتضرر. ولكن، قد يكون لديهم أحيانًا مشكلة في امتصاص الرطوبة. وهذا يعني أنها يمكن أن تمتص الماء من الهواء. هذا يمكن أن يجعلها في بعض الأحيان تغير حجمها وشكلها قليلاً. يختلف مقدار الماء الذي تمتصونه مع كل نوع مختلف من البولي أميد. كما أنها عادة ما تتعامل مع الحرارة بشكل جيد. بعض الأنواع قادرة على العمل في درجات حرارة قصوى للغاية.

ما هي أنواع مواد النايلون الموجودة؟

تمامًا كما توجد بولي أميدات مختلفة، هناك أيضًا العديد من أنواع النايلون. غالبًا ما تراها بأرقام في أسمائها، مثل النايلون 6 والنايلون 6,6. تخبرك هذه الأرقام بعدد ذرات الكربون الموجودة في اللبنات الصغيرة، أو وحدات المونومر، التي تشكل سلسلة البوليمر. قد يبدو هذا معقدًا بعض الشيء، ولكنه ما يمنح كل نوع من النايلون ميزاته الخاصة.

على سبيل المثال، يشتهر النايلون 6 بكونه مطاطيًا ولامعًا. وهذا يجعله خيارًا رائعًا للملابس والسجاد. يتميز النايلون 6,6 بنقطة انصهار أعلى وهو أكثر صلابة قليلاً. لهذا السبب، غالبًا ما يستخدم للأشياء التي تحتاج إلى مزيد من القوة ويجب أن تتعامل مع الحرارة بشكل أفضل، مثل الأجزاء الموجودة داخل محرك السيارة. أنواع النايلون الشائعة الأخرى هي النايلون 11 والنايلون 12. النايلون 11 مميز لأنه يمكن صنعه من النباتات، مثل حبوب الخروع. يشتهر النايلون 12 بمقاومته الكيميائية المذهلة ولعدم امتصاص الكثير من الماء. وهذا يجعله خيارًا رائعًا للأجزاء مثل خطوط الوقود في السيارات. توجد أيضًا أنواع نايلون خاصة، مثل النايلون المملوء بالزجاج. يحتوي هذا النوع على قطع زجاجية صغيرة ممزوجة لجعله أقوى وأكثر صلابة.

كيف تختلف خصائص النايلون عن البولياميدات الأخرى؟

يتمتع النايلون بالعديد من الميزات العامة نفسها التي تتمتع بها البولي أميدات الأخرى. ولكن هناك بعض الاختلافات الكبيرة عندما تتحقق من البولي أميد مقابل النايلون مقابل المواد الأخرى في عائلة البولي أميد. على سبيل المثال، تتمتع البولي أميدات العطرية مثل كيفلر بقوة أكبر بكثير ويمكنها التعامل مع الحرارة بشكل أفضل بكثير. هذا بسبب تركيبها الجزيئي الصلب. هذا هو السبب في استخدام كيفلر في صنع أشياء مثل السترات التي يمكن أن توقف الرصاص، حيث تحتاج إلى أقصى قدر من القوة يمكنك الحصول عليها.

عند مقارنته ببعض البولي أميدات الأخرى، عادةً ما يكون النايلون أقل تكلفة وأسهل في التعامل معه. هذا هو السبب الرئيسي وراء استخدامه على نطاق واسع من قبل العديد من الشركات المختلفة. بالنسبة للعديد من السلع الاستهلاكية واستخدامات المصانع، فإنه يوفر توازنًا أفضل للخصائص. قد لا تكون المادة الأقوى أو الأفضل للتعامل مع الحرارة. لكنها مادة تحظى بشعبية كبيرة. هذا لأنه يتمتع بمزيج جيد من الخصائص الميكانيكية و المتانة والسعر المنخفض.

١. نظرة سريعة: نايلون مقابل بولي أميدات أخرى

بولي أميد مقابل نايلون في العديد من الاستخدامات المختلفة

إن تعدد استخدامات كل من البولي أميد والنايلون يعني أنه يمكنك رؤيتهما في الكثير من العناصر المختلفة. بالنسبة للسيارات والشاحنات، على سبيل المثال، سترى النايلون يستخدم في أجزاء مثل أغطية المحرك وأجزاء سحب الهواء وخطوط الوقود. إنه خيار مثالي لأنه قوي وخفيف الوزن ويتعامل مع الحرارة والمواد الكيميائية بشكل جيد. غالبًا ما يستخدم النايلون المملوء بالزجاج للأجزاء التي يجب أن تكون قوية وصلبة جدًا.

في عالم الملابس، النايلون نجم كبير. يتم استخدامه لصنع جميع أنواع الأشياء، من القمصان وملابس السباحة إلى السجاد والحبال. قدرته على التمدد والتحول إلى ألياف رقيقة جدًا هي ميزات كبيرة هنا. بالنسبة للوظائف التي تحتاج إلى مزيد من الطاقة، قد ترى بولي أميدات أخرى. نومكس، على سبيل المثال، هو بولي أميد لا يشتعل بسهولة. يتم استخدامه لصنع ملابس السلامة لرجال الإطفاء. يحظى كل من البولي أميد والنايلون بشعبية أيضًا في صنع أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد. إنها جيدة بشكل خاص لصنع نموذج أولي للاختبار لاختبار فكرة ما. كما أنها تستخدم كثيرًا في قولبة الحقن لصنع العديد من الأجزاء البلاستيكية في وقت واحد.

هل يمكنك أن تريني حالة واقعية توضح كيف يختلف البولي أميد والنايلون؟

تتمثل إحدى الطرق الجيدة لرؤية الاختلافات الحقيقية بين النايلون والبولي أميدات الأخرى في إلقاء نظرة على السيارة. تحت غطاء المحرك، قد تجد ترسًا مصنوعًا من النايلون 6,6. يجب أن يكون هذا الجزء قويًا. كما يجب أن يكون قادرًا على التعامل مع الحرارة وأن يكون له سطح أملس ليعمل بشكل صحيح. يمكن أن تكون خطوط الوقود التي تنقل الغاز إلى المحرك مصنوعة من النايلون 12. هذا بسبب مقاومته الكيميائية الرائعة ولأنه لا يمتص الكثير من الماء.

الآن، فكر في الوسائد الهوائية. يجب أن يكون القماش المصنوع منها قويًا للغاية ويصعب تمزيقه. هذا هو المكان الذي سيتم فيه استخدام بولي أميد قوي جدًا. وبالنسبة للإطارات، فقد تحتوي على حبال قوية بداخلها مصنوعة من بولي أميد صلب مثل كيفلر. وهذا يمنحهم قوة ومتانة إضافية. لذلك، بمجرد النظر إلى سيارة واحدة، يمكنك أن ترى كيف يتم اختيار أنواع مختلفة من البولي أميدات، بما في ذلك مواد النايلون المختلفة، لوظائف خاصة بسبب ما يمكنهم فعله. هذا مثال رائع على التطبيقات المختلفة التي تتمتع بها هذه المواد.

ما هي المادة المناسبة لعملي؟

يعتمد الاختيار بين الأنواع المختلفة من البولي أميد والنايلون على ما تحتاجه لوظيفتك. إذا كنت تصنع شيئًا يجب أن يكون قويًا ويدوم لفترة طويلة ولا يكلف الكثير، فإن نوعًا شائعًا من النايلون مثل النايلون 6 أو النايلون 6,6 عادةً ما يكون خيارًا ذكيًا. إنها رائعة للاستخدامات اليومية ويسهل العثور عليها. سترىها في جميع أنواع الأشياء بدءًا من السلع الاستهلاكية وحتى قطع غيار المصانع.

إذا كانت وظيفتك تحتاج إلى شيء أكثر، فسيتعين عليك إلقاء نظرة على الميزات الخاصة لمواد البولي أميد المختلفة. إذا كنت بحاجة إلى جزء سيكون حول الماء أو الهواء الرطب، فقد يكون النايلون 12 خيارًا أفضل. هذا لأنه يحتوي على امتصاص رطوبة منخفض. إذا كنت بحاجة إلى شيء يمكنه التعامل مع درجات الحرارة الساخنة جدًا، فقد تضطر إلى التحقق من نوع مختلف من البولي أميد. وإذا كنت بحاجة إلى أقوى مادة يمكنك الحصول عليها، فإن البولي أميد العطري مثل كيفلر هو المادة المناسبة. ولكن يجب أن تكون مستعدًا لدفع المزيد مقابل ذلك. بالنسبة للأجزاء المصنوعة بالحقن، فإن اختيار البلاستيك مهم أيضًا بناءً على مدى سهولة ملء القالب.

ما هي الطرق الرئيسية التي تختلف بها البولياميدات عن بعضها البعض؟

إن الاختلافات بين البولي أميدات كلها بسبب تركيبها الجزيئي. يحدد نوع لبنات بناء المونومر المستخدمة وكيفية تجميعها الميزات النهائية للبوليمر. كما تحدثنا، فإن السلاسل الطويلة والمستقيمة من البولي أميدات الأليفاتية مثل النايلون تجعلها مرنة وقوية. الأشكال الحلقية الصلبة في سلاسل البولي أميدات العطرية مثل كيفلر هي ما تجعلها قوية جدًا.

هناك فرق كبير آخر وهو عدد ذرات الكربون في لبنات بناء المونومر. هذا هو ما تدور حوله الأرقام في أسماء مثل النايلون 6 والنايلون 12. عادةً، يعني وجود عدد أكبر من ذرات الكربون أن المادة ستمتص كمية أقل من الماء وتتمتع باستقرار أبعاد أفضل. وهذا يعني أنه يحافظ على شكله بشكل أفضل. لذلك، على الرغم من أن جميع البولي أميدات يتم تجميعها معًا بواسطة مجموعات الأميد، إلا أن هذه التغييرات الصغيرة في كيفية صنعها تؤدي إلى مجموعة كبيرة من المواد ذات النقاط الجيدة والسيئة المختلفة جدًا. إن معرفة هذه الاختلافات بين البولي أميدات أمر مهم للغاية لاختيار المادة المناسبة لاحتياجاتك.

أشياء مهمة يجب تذكرها:

• جميع أنواع النايلون هي بولي أميدات، ولكن ليس كل بولي أميد هو نايلون.
• يمكن أن تأتي البولي أميدات من الطبيعة (مثل الحرير) أو تكون من صنع الإنسان (مثل النايلون).
• النايلون هو نوع خاص من البولي أميد المصنوع يدويًا والذي يشتهر بكونه قويًا وطويل الأمد ومفيدًا للعديد من الأشياء.
• أنواع مختلفة من النايلون، مثل النايلون 6 والنايلون 6,6 والنايلون 12، لها ميزات مختلفة بسبب طريقة صنعها.
• تتمتع البولي أميدات الأخرى، مثل كيفلر ونومكس، بقوة أكبر ويمكنها التعامل مع الحرارة بشكل أفضل من النايلون.
• يعتمد الاختيار بين البولي أميدات والنايلون المختلفة على ما تحتاجه لمشروعك، مثل القوة ومقاومة الحرارة والمقاومة الكيميائية والسعر.