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聚酰胺俗稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide(簡(jiǎn)稱PA)[p?li'æmaid],是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中,脂肪族PA品種多,產(chǎn)量大,應(yīng)用廣泛,其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。
尼龍的種類
尼龍1938年在美國(guó)被成功的合成,是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新,它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破,同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)重要里程碑。尼龍的主要品種是尼龍6(聚己內(nèi)酰胺)和尼龍66(聚己二酸己二胺),占絕對(duì)主導(dǎo)地位,其次是尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍612、尼龍1010、尼龍46、尼龍7、尼龍9、尼龍13,新品種有尼龍6I,尼龍9T和特殊尼龍MXD6(阻隔性樹脂)等,尼龍的改性品種數(shù)量繁多,如增強(qiáng)尼龍,單體澆鑄尼龍(MC尼龍),反應(yīng)注射成型(RIM)尼龍,芳香族尼龍,透明尼龍,高抗沖(超韌)尼龍,電鍍尼龍,導(dǎo)電尼龍,阻燃尼龍,尼龍與其他聚合物共混物和合金等,滿足不同特殊要求,廣泛用作金屬,木材等傳統(tǒng)材料代用品,作為各種結(jié)構(gòu)材料。
尼龍是最重要的工程塑料,產(chǎn)量在五大通用工程塑料中居首位。
尼龍的改性
由于PA強(qiáng)極性的特點(diǎn),吸濕性強(qiáng),尺寸穩(wěn)定性差,但可以通過改性來(lái)改善。
1) 玻璃纖維增強(qiáng)PA
在PA加入30%的玻璃纖維,PA的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞強(qiáng)度是未增強(qiáng)前的2.5倍。玻璃纖維增強(qiáng)PA的成型工藝與未增強(qiáng)時(shí)大致相同,但因流動(dòng)較增強(qiáng)前差,所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高,機(jī)筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會(huì)沿流動(dòng)方向取向,引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強(qiáng),導(dǎo)致制品變形翹曲,因此,模具設(shè)計(jì)時(shí),澆口的位置、形狀要合理,工藝上可以提高模具的溫度,制品取出后放入熱水中讓其緩慢冷卻。另外,加入玻纖的比例越大,其對(duì)注塑機(jī)的塑化元件的磨損越大,最好是采用雙金屬螺桿和機(jī)筒。
2) 阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃劑,大部分阻燃劑在高溫下易分解,釋放出酸性物質(zhì),對(duì)金屬具有腐蝕作用,因此,塑化元件(螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等)需鍍硬鉻處理。在工藝方面,盡量控制機(jī)筒溫度不能過高,注射速度不能太快,以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學(xué)性能下降。
3) 透明PA
具有良好的拉伸強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度、剛性、耐磨性、耐化學(xué)性、表面硬度等性能,透光率高,與光學(xué)玻璃相近,加工溫度為300--315 ℃,成型加工時(shí),需嚴(yán)格控制機(jī)筒溫度,熔體溫度太高會(huì)因降解而導(dǎo)致制品變色,溫度太低會(huì)因塑化不良而影響制品的透明度。模具溫度盡量取低些,模具溫度高會(huì)因結(jié)晶而使制品的透明度降低。
4) 耐候PA
在PA中加入了碳黑等吸收紫外線的助劑,這些對(duì)PA的自潤(rùn)滑性和對(duì)金屬的磨損大大增強(qiáng),成型加工時(shí)會(huì)影響下料和磨損機(jī)件。因此,需要采用進(jìn)料能力強(qiáng)及耐磨性高的螺桿、機(jī)筒、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈組合。
尼龍的用途
聚酰胺(PA)具有良好的綜合性能,包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性,且摩擦系數(shù)低,有一定的阻燃性,易于加工,適于用玻璃纖維和其它填料填充增強(qiáng)改性,提高性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 聚酰胺主要用于合成纖維,其最突出的優(yōu)點(diǎn)是耐磨性高于其他所有纖維,比棉花耐磨性高10倍,比羊毛高20倍,在混紡織物中稍加入一些聚酰胺纖維,可大大提高其耐磨性。聚酰胺用作合成纖維時(shí)稱為錦綸,用作塑料時(shí)稱為尼龍。聚酰胺6,由己內(nèi)酰胺通過開環(huán)聚合而得,根據(jù)聚合后分子量的大小,也就是相對(duì)粘度ηr的大小,分為民用和工業(yè)用。工業(yè)用尼龍6要求相對(duì)強(qiáng)度要大,因此相對(duì)粘度ηr要大,一般ηr≥3.0才能用來(lái)制造工程塑料。
由于聚酰胺具有無(wú)毒、質(zhì)輕、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性及較好的耐腐蝕性,因此廣泛應(yīng)用于代替銅等金屬在機(jī)械、化工、儀表、汽車等工業(yè)中制造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。聚酰胺熔融紡成絲后有很高的強(qiáng)度,主要做合成纖維并可作為醫(yī)用縫線。
錦綸在民用上可以混紡或純紡成各種醫(yī)療及針織品。錦綸長(zhǎng)絲多用于針織及絲綢工業(yè),如織單絲襪、彈力絲襪等各種耐磨解釋的錦綸襪,錦綸紗巾,蚊帳,錦綸花邊,彈力錦綸外衣,各種錦綸綢或交織的絲綢品。錦綸短纖維大都用來(lái)與羊毛或其它化學(xué)纖維的毛型產(chǎn)品混紡,制成各種耐磨經(jīng)穿的衣料。
在工業(yè)上錦綸大量用來(lái)制造簾子線、工業(yè)用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)等。在國(guó)防上主要用作降落傘及其他軍用織物。