PA6- und PA66-Nylons

Was ist der Unterschied zwischen PA6 und PA66? 

Polyamid 6 (PA6) und Polyamid 66 (PA66) sind zwei der wichtigsten Nylonarten im Maschinenbau. Auf molekularer Ebene hat PA66 eine etwas komplexere Polymerkette als PA6. Während PA6 aus einer Polymerkette mit sechs Kohlenstoffatomen zwischen jeder Amidgruppe besteht, hat PA66 zwei zusätzliche Kohlenstoffatome zwischen den Amidgruppen.

Diese molekularen Unterschiede führen dazu, dass PA66 im Vergleich zu PA6 ein höheres Molekulargewicht und einen höheren Kristallinitätsgrad aufweist. Dies bedeutet, dass PA66 in Bezug auf mechanische Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und Feuchtigkeitsaufnahme ein besseres Eigenschaftsprofil als PA6 aufweist. 

Die Entscheidung zwischen PA6 und PA66 hängt letztendlich vom Budget und den Leistungsanforderungen ab. PA66 weist eine überlegene mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und chemische Beständigkeit auf, ist jedoch teurer als PA6. PA6 weist gute Leistungseigenschaften zu geringeren Kosten als PA66 auf, was es zu einem bevorzugten Material für Anwendungen macht, bei denen die verbesserten Eigenschaften von PA66 nicht unbedingt erforderlich sind.

Nylons weisen im Allgemeinen eine höhere Wärmebeständigkeit auf als andere kostengünstige technische Kunststoffe wie Polyethylene, Polypropylene, Acetale und PET. PA66-Materialien weisen in der Regel bessere thermische Eigenschaften auf als PA6-Materialien. 

Sofern nicht anders angegeben, basieren die unten angegebenen thermischen Eigenschaften von Nylon auf Tests, die an standardmäßigen, ungefüllten Typen von Nylatron^™ MC 901 PA6 und Nylatron^® 101 PA66 / Ertalon^® 66 SA PA66 durchgeführt wurden.

Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) von Nylon

• PA6 – 80 °C (176 °F)
• PA66 – 85 °C (185 °F)

Schmelzpunkt von Nylon

• PA6 - 215 °C (419 °F)
• PA66 - 260 °C (500 °F)

Wärmeleitfähigkeit von Nylon

Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß für die Fähigkeit eines Kunststoffs, Wärme durch Wärmeleitung zu übertragen. Nylons weisen im Allgemeinen eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als thermoplastische Kunststoffe ähnlicher Preisklasse wie PET, POM und PC.

Bei 23 °C (73 °F) weisen die Materialien PA6 und PA66 von MCG die folgenden Wärmeleitfähigkeitswerte auf:

• PA6 – 0,29 W/(K.m)
• PA66 – 0,28 W/(K.m)

Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (CLTE) von Nylon

Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient (CLTE) wird verwendet, um die Ausdehnungsrate eines Materials in Abhängigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Wie aus der folgenden Grafik ersichtlich ist, weist PA66 einen niedrigeren CLTE-Wert auf als POM -Materialien, jedoch einen höheren CLTE als PET auf. Da es als allgemeiner technischer Kunststoff klassifiziert ist, weist Nylon auch eine höhere CLTE auf als fortschrittlichere Polymere wie PPS und PEEK. 

Technische Nylons werden aufgrund ihrer ausgewogenen mechanischen Eigenschaften, darunter hohe Zugfestigkeit, gute Schlagzähigkeit und beeindruckende Haltbarkeit, so häufig verwendet. In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften ist die Feuchtigkeitsaufnahme die größte Schwäche von Nylon. 

Sofern nicht anders angegeben, basieren die unten aufgeführten mechanischen Eigenschaften von Nylon auf Tests, die mit standardmäßigen, ungefüllten Typen von Nylatron^™ MC 901 PA6 und Nylatron^™ 101 PA66 / Ertalon^™ 66 SA PA66 durchgeführt wurden.

Dichte von Nylon

• PA6 – 1,150 g/cm³
• PA66 – 1,140 g/cm³

Zugfestigkeit von Nylon

PA6 hat gemäß ISO 527-1/-2 die folgenden Werte für Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizität:

• Zugfestigkeit: 84 MPa
• Zugdehnung bei Streckgrenze: 5 % 
• Zugdehnung bei Bruch: 35 %
• Zugmodul: 3.300 MPa

PA66 weist gemäß ISO 527-1/-2 und ASTM D638 die folgenden Werte für Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizität auf:

• Zugfestigkeit: 90 MPa oder 12.000 PSI
• Zugdehnung bei Streckgrenze: 5 % oder 4 %
• Zugdehnung bei Bruch: 50 %
• Zugmodul: 3.550 MPa oder 425 KSI

Härte und Schlagfestigkeit von Nylon

PA6 weist die folgenden Werte für Härte und Schlagzähigkeit auf: 

• Rockwell-M-Härte (ISO 2039-2) – 85
• Shore-Härte D (ISO 868) – 80
• Charpy-Schlagzähigkeit (unkerbt, ISO 179-1/1eU) – kein Bruch
• Charpy-Schlagzähigkeit (kerbgeschlagen, ISO 179-1/1eA) – 3,0 kJ/m²

PA66 hat die folgenden Werte für Härte und Schlagzähigkeit: 

• Rockwell-M-Härte (ISO 2039-2) – 88
• Shore-Härte D (ISO 868) – 80
• Charpy-Schlagzähigkeit (unkerbt, ISO 179-1/1eU) – kein Bruch
• Charpy-Schlagzähigkeit (kerbgeschlagen, ISO 179-1/1eA) – 4,5 kJ/m²

Biegefestigkeit und Biegeelastizitätsmodul von Nylon

PA6 hat gemäß ISO 178 die folgenden Werte für die Biegefestigkeit:

• Biegefestigkeit – 131 MPa
• Biegeelastizitätsmodul – 3580 KSI

PA66 hat gemäß ISO 178 die folgenden Werte für die Biegefestigkeit:

• Biegefestigkeit – 135 MPa
• Biegeelastizitätsmodul - 3.240 KSI

Nylon-Druckfestigkeit

PA6 hat gemäß ISO 604 die folgenden Druckfestigkeitswerte:

• 1 % Nenndehnung: 32
• 2 % Nenndehnung: 61
• 5 % Nenndehnung: 90

PA66 hat gemäß ISO 604 die folgenden Druckfestigkeitswerte:

• 1 % Nenndehnung: 32
• 2 % Nenndehnung: 62
• 5 % Nenndehnung: 100

Feuchtigkeitsaufnahme von Nylon

Nylons sind hygroskopischer als die meisten technischen Kunststoffe, d. h. sie nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf. Diese Feuchtigkeitsaufnahme kann zu Maßänderungen, verminderten mechanischen Eigenschaften und veränderten elektrischen Eigenschaften in technischen Anwendungen führen. Daher ist es wichtig, die Feuchtigkeitsbelastung zu berücksichtigen und zu kontrollieren, wenn Nylons unter feuchten oder nassen Bedingungen verwendet werden.

Nach 24-stündigem Eintauchen in 23 °C (73 °F) warmes Wasser weisen PA6 und PA66 die folgenden Wasseraufnahmewerte auf:

• PA6 – 0,72 %
• PA66 – 0,6 %

Bei Sättigung in 23 °C (73 °F) warmem Wasser weisen PA6 und PA66 die folgenden Wasseraufnahmewerte auf:

• PA6 – 6,6 %
• PA66 – 8 %

Verschleißrate von Nylon

Gemäß ISO 7148-2 weisen PA6 und PA66 folgende Verschleißraten auf:

• PA6 – 12 µm/km
• PA66 – 14 µm/km

Nylons weisen eine gute Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien auf, insbesondere gegenüber Ölen, Kraftstoffen, Benzin, Lösungsbenzin, Kohlenwasserstoffen und einigen Alkoholen. Ihre Beständigkeit gegenüber Ölen, Kraftstoffen und Benzin (in Verbindung mit ihrem geringen Gewicht) hat Nylon zu einem unverzichtbaren Werkstoff in der Automobil- und Luftfahrtindustrie gemacht. 

Aufgrund ihrer relativ hohen Feuchtigkeitsaufnahme können Nylons eine eingeschränkte chemische Verträglichkeit in Anwendungen aufweisen, bei denen der Kontakt mit feuchtigkeitsempfindlichen Chemikalien oder eine längere Einwirkung feuchter Umgebungen ein Problem darstellt, wie beispielsweise bei Heißwaschanwendungen. Nylons sind nicht mit Säuren kompatibel.