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常用改性尼龍材料的性能與應(yīng)用
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發(fā)表時(shí)間：2022-12-30 14:16:00
常用聚酰胺材料的性能與應(yīng)用
聚酰胺（PA）具有品種多、產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品種繁多，在應(yīng)用領(lǐng)域方面有些產(chǎn)品具有相似性，有些又有相當(dāng)大的差別，需要仔細(xì)區(qū)分。
聚酰胺（Polyamide）俗稱(chēng)尼龍，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹(shù)脂總稱(chēng)。
尼龍中的主要品種是PA6和PA66，占絕對(duì)主導(dǎo)地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外還有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品種有尼龍6I、尼龍9T、特殊尼龍 MXD6（阻隔性樹(shù)脂）等；改性品種包括：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。
性能指標(biāo)
尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹(shù)脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬(wàn)。尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，摩擦系數(shù)低，耐磨損，具有自潤(rùn)滑性、吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑；電絕緣性好，有自熄性，無(wú)毒，無(wú)臭，耐候性好等。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好，因而容易增強(qiáng)。但是尼龍染色性差，不易著色。尼龍的吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹(shù)脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。其中尼龍66的硬度、剛性最高，但韌性最差。尼龍的燃燒性為UL94V2級(jí)，氧指數(shù)為24-28。尼龍的分解溫度﹥299℃，在449℃-499℃會(huì)發(fā)生自燃。尼龍的熔體流動(dòng)性好，故制品壁厚可小到1mm。表1給出了聚酰胺主要品種的技術(shù)性能指標(biāo)。
性能特點(diǎn)與用途
PA6
物性 乳白色或微黃色透明到不透明角質(zhì)狀結(jié)晶性聚合物；可自由著色，韌性、耐磨性、自潤(rùn)滑性好、剛性小、耐低溫，耐細(xì)菌、能慢燃，離火慢熄，有滴落、起泡現(xiàn)象。最高使用溫度可達(dá)180℃，加抗沖改性劑后會(huì)降至160℃；用15%-50%玻纖增強(qiáng)，可提高至199℃，無(wú)機(jī)填充PA能提高其熱變形溫度。
加工 成型加工性極好：可注塑、吹塑、澆塑、噴涂、粉末成型、機(jī)加工、焊接、粘接。
PA6是吸水率最高的PA，尺寸穩(wěn)定性差，并影響電性能（擊穿電壓）。
應(yīng)用 軸承、齒輪、凸輪、滾子、滑輪、輥軸、螺釘、螺帽、墊片、高壓油管、儲(chǔ)油容器等。
PA66
物性 半透明或不透明的乳白色結(jié)晶聚合物，受紫外光照射會(huì)發(fā)紫白色或藍(lán)白色光，機(jī)械強(qiáng)度較高，耐應(yīng)力開(kāi)裂性好，是耐磨性最好的PA，自潤(rùn)滑性優(yōu)良，僅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐熱性也較好，屬自熄性材料，化學(xué)穩(wěn)定性好，尤其耐油性極佳，但易溶于苯酚，甲酸等極性溶劑，加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而尺寸穩(wěn)定性差。
加工 成型加工性好，可用于注塑、擠出、吹塑、噴涂、澆鑄成型、機(jī)械加工、焊接、粘接。
應(yīng)用 與尼龍6基本相同，還可作把手、殼體、支撐架等。
PA610
物性 半透明、乳白色結(jié)晶型熱塑性聚合物，性能介于PA6和PA66之間，但相對(duì)密度小，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性；吸水性小，因而尺寸穩(wěn)定性好；耐強(qiáng)堿，比PA6和PA66更耐弱酸，耐有機(jī)溶劑，但也溶于酚類(lèi)和甲酸中；屬自熄性材料。作為重要的工程塑料，尼龍610(PA610)可用于制作各種結(jié)構(gòu)件，但在高溫(≧150℃)、鹵水、油類(lèi)和強(qiáng)的外力沖擊下時(shí)，結(jié)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生形變甚至斷裂，所以必須改性。改性方法有接枝、共聚、共混、原位聚合、填充和交聯(lián)等，但單一改性不能達(dá)到滿意的效果。采用玻纖(GF)增強(qiáng)和輻照來(lái)改性PA610，能提高PA610的力學(xué)強(qiáng)度，耐溫等級(jí)，耐油和耐水性能。
應(yīng)用 機(jī)械制造（汽車(chē)用齒輪、襯墊、軸承、滑輪等）、精密部件、輸油管、儲(chǔ)油容器、傳動(dòng)帶、儀表殼體、紡織機(jī)械部件等。
PA612
物性 除具有一般PA特點(diǎn)外，還具有相對(duì)寬度小、吸水性低、尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，有較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。
應(yīng)用 精密機(jī)械部件、電線電纜絕緣層、槍托、彈藥箱工具架、線圈等。
PA11
物性 白色、半透明結(jié)晶型聚合物，相對(duì)密度小，熔點(diǎn)低，吸水性低，尺寸穩(wěn)定性好，柔性好，耐曲折，低溫沖擊性好，成型溫度范圍寬，成纖亦好，染色性差，可添加石墨、二硫化鉬、玻璃纖維增強(qiáng)改性。
加工 用一般熱塑性塑料成型工藝，可燒結(jié)成型、流延成膜、金屬表面靜電粉末涂覆和火焰噴涂，發(fā)泡。
應(yīng)用 輸送汽油的硬管和軟管、電纜護(hù)套、食品包裝膜、發(fā)泡建材、靜電噴涂等。
PA12
物性 尼龍12與尼龍11性能相似，相對(duì)密度小，僅1.02，是尼龍系列中最小的；吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好；耐低溫性優(yōu)良，可達(dá)-70℃；熔點(diǎn)低，成型加工容易，成型溫度范圍較寬；柔軟性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、耐磨性均較好，且屬自熄性材料。長(zhǎng)期使用溫度為80℃(經(jīng)熱處理后可達(dá)90℃)，在油中可于100℃下長(zhǎng)期工作，惰性氣體中可長(zhǎng)期工作溫度為110℃。
加工 可采用注塑、擠出等方法加工成單絲、薄膜、板、棒、型材，粉末可采用流動(dòng)床浸漬法、靜電涂裝法、旋轉(zhuǎn)成型等方法加工，尤其適宜在金屬表面涂覆和噴涂。
應(yīng)用 軸承、齒輪、精密部件、油管、軟管、電線電纜護(hù)套等。
PA1010
物性 白色或微黃色半透明顆粒。質(zhì)輕且堅(jiān)硬，具有吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好，無(wú)毒，電絕緣性能優(yōu)異等特點(diǎn)。在-40℃下仍保持一定韌性。增強(qiáng)后具有高強(qiáng)度、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，并提高了原樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，是一種極優(yōu)良的工程塑料。
應(yīng)用 廣泛應(yīng)用于航天航空、造船、汽車(chē)、紡織、儀表、電氣、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。增強(qiáng)后可用作泵的葉輪、自動(dòng)打字機(jī)的凸輪、各種高負(fù)荷的機(jī)械零件、工具把手、電器開(kāi)關(guān)、設(shè)備建筑結(jié)構(gòu)件、汽車(chē)、船舶的加油孔蓋軸承、齒輪等。
其他
為了得到優(yōu)異的綜合性能，尼龍也經(jīng)常進(jìn)行改性后再使用，最典型的改性方法為增強(qiáng)和增韌。
增強(qiáng)尼龍
用增強(qiáng)材料來(lái)提高尼龍性能。增強(qiáng)材料有玻璃纖維，石棉纖維，碳纖維，鈦金屬等，其中以玻璃纖維為主，提高尼龍的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、剛性、機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度）等，特別是機(jī)械性能提高，使之成為性能優(yōu)良的工程塑料。
增韌尼龍
增韌尼龍又名高抗沖尼龍，以尼龍66、尼龍6為基體，通過(guò)與接枝韌性聚合物共混的方法而制得。雖然強(qiáng)度、剛性、耐熱性比母體尼龍有所下降，但沖擊強(qiáng)度可提高10倍以上，并具有優(yōu)異的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
附：常用聚酰胺品名
PA 聚酰胺(尼龍)
PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龍1010)
PA-11 聚十一酰胺(尼龍11)
PA-12 聚十二酰胺(尼龍12)
PA-6 聚己內(nèi)酰胺(尼龍6)
PA-610 聚癸二酰乙二胺(尼龍610)
PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龍612)
PA-66 聚己二酸己二胺(尼龍66)
PA-8 聚辛酰胺(尼龍8)
PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龍9)
聚酰胺（PA）具有品種多、產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品種繁多，在應(yīng)用領(lǐng)域方面有些產(chǎn)品具有相似性，有些又有相當(dāng)大的差別，需要仔細(xì)區(qū)分。
聚酰胺（Polyamide）俗稱(chēng)尼龍，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹(shù)脂總稱(chēng)。
尼龍中的主要品種是PA6和PA66，占絕對(duì)主導(dǎo)地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外還有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品種有尼龍6I、尼龍9T、特殊尼龍 MXD6（阻隔性樹(shù)脂）等；改性品種包括：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。
性能指標(biāo)
尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹(shù)脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬(wàn)。尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，摩擦系數(shù)低，耐磨損，具有自潤(rùn)滑性、吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑；電絕緣性好，有自熄性，無(wú)毒，無(wú)臭，耐候性好等。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好，因而容易增強(qiáng)。但是尼龍染色性差，不易著色。尼龍的吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹(shù)脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。其中尼龍66的硬度、剛性最高，但韌性最差。尼龍的燃燒性為UL94V2級(jí)，氧指數(shù)為24-28。尼龍的分解溫度﹥299℃，在449℃-499℃會(huì)發(fā)生自燃。尼龍的熔體流動(dòng)性好，故制品壁厚可小到1mm。表1給出了聚酰胺主要品種的技術(shù)性能指標(biāo)。
性能特點(diǎn)與用途
PA6
物性 乳白色或微黃色透明到不透明角質(zhì)狀結(jié)晶性聚合物；可自由著色，韌性、耐磨性、自潤(rùn)滑性好、剛性小、耐低溫，耐細(xì)菌、能慢燃，離火慢熄，有滴落、起泡現(xiàn)象。最高使用溫度可達(dá)180℃，加抗沖改性劑后會(huì)降至160℃；用15%-50%玻纖增強(qiáng)，可提高至199℃，無(wú)機(jī)填充PA能提高其熱變形溫度。
加工 成型加工性極好：可注塑、吹塑、澆塑、噴涂、粉末成型、機(jī)加工、焊接、粘接。
PA6是吸水率最高的PA，尺寸穩(wěn)定性差，并影響電性能（擊穿電壓）。
應(yīng)用 軸承、齒輪、凸輪、滾子、滑輪、輥軸、螺釘、螺帽、墊片、高壓油管、儲(chǔ)油容器等。
PA66
物性 半透明或不透明的乳白色結(jié)晶聚合物，受紫外光照射會(huì)發(fā)紫白色或藍(lán)白色光，機(jī)械強(qiáng)度較高，耐應(yīng)力開(kāi)裂性好，是耐磨性最好的PA，自潤(rùn)滑性優(yōu)良，僅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐熱性也較好，屬自熄性材料，化學(xué)穩(wěn)定性好，尤其耐油性極佳，但易溶于苯酚，甲酸等極性溶劑，加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而尺寸穩(wěn)定性差。
加工 成型加工性好，可用于注塑、擠出、吹塑、噴涂、澆鑄成型、機(jī)械加工、焊接、粘接。
應(yīng)用 與尼龍6基本相同，還可作把手、殼體、支撐架等。
PA610
物性 半透明、乳白色結(jié)晶型熱塑性聚合物，性能介于PA6和PA66之間，但相對(duì)密度小，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性；吸水性小，因而尺寸穩(wěn)定性好；耐強(qiáng)堿，比PA6和PA66更耐弱酸，耐有機(jī)溶劑，但也溶于酚類(lèi)和甲酸中；屬自熄性材料。作為重要的工程塑料，尼龍610(PA610)可用于制作各種結(jié)構(gòu)件，但在高溫(≧150℃)、鹵水、油類(lèi)和強(qiáng)的外力沖擊下時(shí)，結(jié)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生形變甚至斷裂，所以必須改性。改性方法有接枝、共聚、共混、原位聚合、填充和交聯(lián)等，但單一改性不能達(dá)到滿意的效果。采用玻纖(GF)增強(qiáng)和輻照來(lái)改性PA610，能提高PA610的力學(xué)強(qiáng)度，耐溫等級(jí)，耐油和耐水性能。
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PA11
物性 白色、半透明結(jié)晶型聚合物，相對(duì)密度小，熔點(diǎn)低，吸水性低，尺寸穩(wěn)定性好，柔性好，耐曲折，低溫沖擊性好，成型溫度范圍寬，成纖亦好，染色性差，可添加石墨、二硫化鉬、玻璃纖維增強(qiáng)改性。
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PA12
物性 尼龍12與尼龍11性能相似，相對(duì)密度小，僅1.02，是尼龍系列中最小的；吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好；耐低溫性優(yōu)良，可達(dá)-70℃；熔點(diǎn)低，成型加工容易，成型溫度范圍較寬；柔軟性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、耐磨性均較好，且屬自熄性材料。長(zhǎng)期使用溫度為80℃(經(jīng)熱處理后可達(dá)90℃)，在油中可于100℃下長(zhǎng)期工作，惰性氣體中可長(zhǎng)期工作溫度為110℃。
加工 可采用注塑、擠出等方法加工成單絲、薄膜、板、棒、型材，粉末可采用流動(dòng)床浸漬法、靜電涂裝法、旋轉(zhuǎn)成型等方法加工，尤其適宜在金屬表面涂覆和噴涂。
應(yīng)用 軸承、齒輪、精密部件、油管、軟管、電線電纜護(hù)套等。
PA1010
物性 白色或微黃色半透明顆粒。質(zhì)輕且堅(jiān)硬，具有吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好，無(wú)毒，電絕緣性能優(yōu)異等特點(diǎn)。在-40℃下仍保持一定韌性。增強(qiáng)后具有高強(qiáng)度、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，并提高了原樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，是一種極優(yōu)良的工程塑料。
應(yīng)用 廣泛應(yīng)用于航天航空、造船、汽車(chē)、紡織、儀表、電氣、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。增強(qiáng)后可用作泵的葉輪、自動(dòng)打字機(jī)的凸輪、各種高負(fù)荷的機(jī)械零件、工具把手、電器開(kāi)關(guān)、設(shè)備建筑結(jié)構(gòu)件、汽車(chē)、船舶的加油孔蓋軸承、齒輪等。
其他
為了得到優(yōu)異的綜合性能，尼龍也經(jīng)常進(jìn)行改性后再使用，最典型的改性方法為增強(qiáng)和增韌。
增強(qiáng)尼龍
用增強(qiáng)材料來(lái)提高尼龍性能。增強(qiáng)材料有玻璃纖維，石棉纖維，碳纖維，鈦金屬等，其中以玻璃纖維為主，提高尼龍的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、剛性、機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度）等，特別是機(jī)械性能提高，使之成為性能優(yōu)良的工程塑料。
增韌尼龍
增韌尼龍又名高抗沖尼龍，以尼龍66、尼龍6為基體，通過(guò)與接枝韌性聚合物共混的方法而制得。雖然強(qiáng)度、剛性、耐熱性比母體尼龍有所下降，但沖擊強(qiáng)度可提高10倍以上，并具有優(yōu)異的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。
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PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龍612)
PA-66 聚己二酸己二胺(尼龍66)
PA-8 聚辛酰胺(尼龍8)
PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龍9)
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