Como reduzir a taxa de absorção de água das folhas de náilon PA?

Reduzir a taxa de absorção de água das folhas de PA (náilon) é um requisito comum de engenharia porque o náilon é um material polar e suas ligações amida (-CO-NH-) formam prontamente ligações de hidrogênio com moléculas de água, resultando em alta absorção de água. A alta absorção de água afeta a estabilidade dimensional, a resistência mecânica (por exemplo, diminuição da rigidez) e as propriedades elétricas.

Placa de nylon AHD PA6

A seguir estão alguns dos principais métodos para reduzir a taxa de absorção de água da folha plástica de nylon PA, abrangendo tudo, desde a modificação do material até a tecnologia de processamento:

1. Modificação de mistura física (adicionando modificadores)

Este é o método mais comum e econômico na indústria. Ao se misturar com outros materiais de baixa absorção, a fase contínua do náilon é quebrada, reduzindo o caminho de difusão das moléculas de água.

Mistura com Poliolefinas: Como PP (polipropileno) e PE (polietileno). As poliolefinas são materiais apolares e quase não absorvem água. A mistura por fusão de uma certa proporção de poliolefinas com PA pode reduzir significativamente a taxa geral de absorção de água. No entanto, questões de compatibilidade precisam ser consideradas e geralmente são necessários agentes de compatibilidade.

Mistura com plásticos de engenharia de baixa absorção: como PC (policarbonato) e PPS (sulfeto de polifenileno). Embora mais caro, melhora a absorção de água, mantendo as propriedades mecânicas.

2. Modificação química (alteração da estrutura molecular)

Ao alterar a estrutura das cadeias moleculares de nylon, o número de grupos hidrofílicos é reduzido ou a sua atividade é diminuída.

Aumentando o comprimento da cadeia de carbono: Na família do náilon, o PA12 e o PA11 têm absorção de água muito menor do que a folha PA6 e a folha PA Nylon66. Isto ocorre porque suas cadeias de metileno (-CH2-) entre as ligações amida são mais longas, resultando em uma menor densidade de grupos hidrofílicos. Se a aplicação permitir, o uso direto de folhas PA12 ou PA11 é a melhor escolha.

Modificação de reticulação: Estruturas de reticulação são formadas entre cadeias moleculares de náilon por meio de radiação ou métodos químicos, restringindo o movimento das cadeias moleculares e dificultando assim a penetração e difusão das moléculas de água. No entanto, isso altera a reologia de processamento do material.

3. Adicionando enchimentos inorgânicos (modificação de reforço de fibra)

Adicionar cargas inorgânicas hidrofóbicas ou em camadas ao náilon pode aumentar a tortuosidade do caminho de penetração da molécula de água.

Reforço de fibra de vidro (GF): Este é o método mais comum. A fibra de vidro em si não absorve água e pode melhorar a resistência e a resistência ao calor do náilon. A adição de 30% de fibra de vidro (PA66-GF30) pode reduzir significativamente a taxa de equilíbrio de absorção de água.

Enchimentos minerais: como talco, mica, volastonita, etc. A estrutura em camadas da mica pode bloquear efetivamente as moléculas de água.

Nanocompósitos: Como nano-montmorilonita. Utilizando sua estrutura em camadas em nanoescala, ele forma um “efeito labirinto”, ampliando bastante o caminho de difusão da molécula de água, reduzindo assim efetivamente a taxa de absorção de água e a capacidade de absorção.

4. Tratamento de superfície e revestimento (camada de barreira)

Uma película protetora à prova d'água é formada na superfície da folha de náilon moldada.

Revestimento Hidrofóbico de Superfície: Pulverizar ou impregnar com Teflon (PTFE), silicone ou outros revestimentos hidrofóbicos isola fisicamente o náilon do contato com a água.

Tratamento de recozimento de superfície: O tratamento térmico apropriado (abaixo do ponto de fusão) da folha de náilon pode eliminar o estresse interno e promover maior cristalinidade da superfície. As cadeias moleculares compactadas nas regiões cristalinas dificultam a penetração das moléculas de água, reduzindo assim a taxa de absorção de água.

5. Otimizando a tecnologia de processamento

A tecnologia de processamento afeta a microestrutura do material, principalmente sua cristalinidade.

Aumento da temperatura do molde: temperaturas mais altas do molde promovem um arranjo e cristalização mais completos das cadeias moleculares de náilon. Maior cristalinidade resulta em uma proporção menor de regiões amorfas (onde residem principalmente as moléculas de água), levando a uma taxa de absorção de água relativamente menor.

Controlando a taxa de resfriamento: O resfriamento lento também ajuda a melhorar a cristalinidade.

Resumo e recomendações

Em aplicações práticas, normalmente é usada uma combinação de soluções:

Solução preferida: Se o orçamento permitir, compre diretamente folhas de náilon de cadeia longa (como PA12). Esta é a solução fundamental para o problema de absorção de água.

Solução econômica: Escolha nylon reforçado com fibra de vidro (PA66 + 30% GF). Esta é a solução industrial mais utilizada, conseguindo um bom equilíbrio entre resistência, resistência ao calor e redução da absorção de água.

Solução de alto desempenho: Procure materiais de náilon modificado com poliolefina ou náilon nanocompósito. Esses materiais são geralmente fornecidos por fabricantes especializados de plásticos modificados.

Nota importante: Nenhum método de modificação pode tornar o náilon completamente não absorvente como PP ou PE. Os métodos mencionados acima reduzem principalmente a taxa de absorção de água e a taxa de absorção de água de equilíbrio final. Em aplicações que exigem estabilidade dimensional extremamente alta, além da seleção do material, geralmente é necessário pré-secar as folhas de náilon antes do uso e permitir tolerâncias dimensionais para expansão de absorção de água durante a fase de projeto.

January 28, 2026