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尼龙制品有哪些

编辑:扬中威宇氟塑制品有限公司  时间:2016-05-26

尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的,是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,它的合成是合成纤维工业的重大突破,同时也是高分子化学的一个非常重要里程碑。

主要产品
随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快,对尼龙的需求将更高更大。特别是尼龙作为结构性材料,对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素,特别是对于PA6、PA66两大品种来说,与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势,虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。因此,必须针对某一应用领域,通过改性,提高其某些性能,来扩大其应用领域。 由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。
1.增强PA
在PA中 加入30% 的玻璃纤维,PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳
尼龙
强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒。
2.阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬铬处理。工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。
3.透明PA
具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能,透光率高,与光学玻璃相近,加工温度为300--315 ℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。
4.耐候PA
在PA 中加入了炭黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。聚酰胺分子链上的重复结构单元是酰胺基的一类聚合物。
概括起来,主要在以下几方面进行改性:
①改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性。
②提高尼龙的阻燃性,以适应电子、电气、通讯等行业的要求。
尼龙
③提高尼龙的机械强度,以达到金属材料的强度,取代金属
④提高尼龙的抗低温性能,增强其对耐环境应变的能力。
⑤提高尼龙的耐磨性,以适应耐磨要求高的场合。⑥提高尼龙的抗静电性,以适应矿山及其机械应用的要求。
⑦提高尼龙的耐热性,以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。
⑧降低尼龙的成本,提高产品竞争力。
总之,通过上述改进,实现尼龙复合材料的高性能化与功能化,进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。
5.纳米尼龙
据日本东丽化学公司消息,该公司已经成功开发出直径比以往极细纤维还小两位数的纳米级单丝结构的“纳米纤维”新技术,通过控制纳米构造技术达到纤维细度的极限。东丽化学公司称,该公司利用这项新技术已经开发直径为10μm的单丝140万根以上所构成的纳米尼龙纤维。这种纤维与以往产品进行比较,表面积是过去产品的1000倍左右,具有很高的表面活性。[1] 
6.超强尼龙
Triangle–Raleigh尼龙纤维有许多用途,从服装、地毯到绳索到微机的数据线都可以利用该种纤维。北卡罗莱纳州大学纺织学院的研究员正努力改进这种纤维,据报道说已经研制出最强脂肪族尼龙纤维。
科学家聚合体教授--托奈里博士与纺织工程、化学和自然科学助理教授理查德.克塔克博士正在研究一种方法,在不需要昂贵的费用、复杂的过程的情况下,产生更高强度的尼龙纤维。他们利用脂肪族尼龙或者尼龙进行研究,这种尼龙的碳援助利用直链或者开放型支链连接在以前,强调不环链大。
更强壮的脂肪族尼龙能够应用于绳索、装卸皮带、降落伞和汽车轮胎,或者产生能够适合高温利用的合成材料。这个发现在费城召开的美国化学科学年会上介绍,刊登在聚合体定期刊物上。
这种纤维利用聚合体或者包括许多单位的长链分子制作而成。当这些聚合体链被整齐的安排,这种聚合体将成水晶状态。
这些盘绕的聚合体需要拉伸,如果他们要制作成更强的纤维,需要消除他们的弹性。在尼龙链中加入氢可以防止拉伸,因此克服这种结合对产生更强的尼龙纤维来说是一个关键因素。
超强纤维,以凯夫拉尔纤维为例,是从芳香尼龙聚合体中制作而成,十分僵硬,长链包含环链,芳香尼龙制作很困难,因此十分昂贵。
因此托奈里教授和克塔克博士利用聚酰胺66(尼龙66)来进行研究,这种材料是一种商业热塑性材料,很容易制作,但是拉伸和排列困难。同时,取消尼龙66的弹性也很困难。
这个发现可以解决尼龙66在三氯化镓中能够溶解的问题,能够有效的打破氢粘合的问题。允许聚合体链延伸。
7.PA尼龙
PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变,所以水相对是PA的增塑剂,加入玻纤后,其抗拉抗压强度可提高2倍左右,耐温能力也相应提高,PA本身的耐磨能力非常高,所以可在无润滑下不停操作,如想得到特别的润滑效果,可在PA中加入硫化物。
合适的塑料产品:各种齿轮,涡轮,齿条,凸轮,轴承,螺旋桨,传动皮带。
其它:收缩率 1-2% 需注意成型后吸湿的尺寸变化。
吸水率:100% 相对吸湿饱和时能吸8%。
合适壁厚:2-3.5mm
8.PA66
疲劳强度和钢性较高,耐热性较好,摩擦系数低,耐磨性好,但吸湿性大,尺寸稳定性不够。
应用:中等载荷,使用温度<100-120度无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件。
PA6
疲劳强度钢性,耐热性低于尼龙66,但弹性好,有较好的消振,降噪能力。白色
应用:轻载荷,中等温度(80-100)无润滑或少润滑、要求噪音低的条件下工作的耐磨受力传动零件。
PA610
强度.刚性耐热性低于尼龙66,但吸湿性小,耐磨性好。土黄色
应用:同尼龙6,宜作要求比较精密的齿轮,工作条件湿度变化大的零件。
PA1010
强度,刚性耐热性低于尼龙66,吸湿性低于尼龙610,成型工艺好,耐磨性好。
应用:轻载荷,温度不高,湿度变化较大,的条件下无润滑或少润滑的情况下工作的零件
MCPA
强度,耐疲劳性,耐热性,刚性均优于PA6及PA66,吸湿性低于PA6及PA66,耐磨性好,能直接在模型中聚合成型,宜浇铸大型零件。应用:高载荷,高使用温度(低于120)无润滑或少润滑的情况下。乳白色
铸造尼龙
铸造尼龙(MC尼龙)也称单体浇注尼龙,是用已内酰胺单体在强碱(如NaoH)和一些助催化剂的作用下,用模具直接聚合成型得到制品的毛坯件,由于把聚合和成型过程结合一起,因而成型方便、设备投资少,易于制造大型机器零件。它的力学性能和物理性能都比尼龙6高。可制造几十千克的齿轮、涡轮、轴承等。
尼龙1010
尼龙1010是我国独创的一种工程塑料,用蓖麻油做原料,提取癸二胺及癸二酸再缩合而成的。成本低、经济效果好、自润滑性和耐磨性极好、耐油性好,脆性转化温度低(约在-60℃),机械强度较高,广泛用于机械零件和化工、电气零件。
改性尼龙
改性尼龙是工程塑料中的一类,是以尼龙原料为基料在加以改变其物理性质而形成的颗粒状产品。此类产品产出是依据一些生产厂家所需求的不同而进行改性制作的。
改性尼龙大致包括:增强尼龙,增韧尼龙,耐磨尼龙,无卤阻燃尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙等等。1.热性质:玻璃转移温度(Tg)及熔点(Tm);热变形温度(HDT)高;长期使用温度高(UL-746B);使用温度范围大;热膨胀系数小。2.机械性质:高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。3.其它:耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。此类产品产出是依据一些生产厂家所需求的不同而进行改性制作的,改性尼龙大致包括:增强尼龙,增韧尼龙,耐磨尼龙,无卤阻燃尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙等等。改性尼龙具有很多的特性,因此,在汽车、电气设备、机械部构:、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用[2] 。
芳香族尼龙
芳香族尼龙又称聚芳酰胺,是20世纪60年代由美国杜邦公司首先开发成功的耐高温、耐辐射、耐腐蚀的尼龙新品种。凡是在尼龙分子中含有芳香环结构的都属于芳香族尼龙。如果仅仅将合成尼龙的二元胺或二元酸分别以芳香族二胺或芳香族二酸代替,则得到的尼龙为半芳香尼龙,以芳香族二酸和芳香族二胺合成得到的尼龙为全芳香尼龙。芳香族尼龙脆化温度可达–70℃,维卡软化温度可达270℃,耐高温、耐辐射、耐腐蚀、耐磨,有自熄性,在潮湿的状态下能保持较高的电性能。芳香族尼龙可以挤出、模压、层压、浸渍,可以用于制造纤维、薄膜、浸渍膜、装饰层压板、玻璃纤维增强层压板、耐高温辐射线管、防火墙等。已经商业化应用的半芳香尼龙主要有MXD6、PA6T和PA9T,全芳香尼龙主要有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)、聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA)和聚对苯甲酰胺(PBA)等。
全芳香尼龙是二十世纪六七十年代由美国杜邦公司开发成功并实现了工业化。全芳香族尼龙由于具有高熔点、高模量、高强度而被广泛用于合成纤维的生产。PPTA是以对苯二胺和对苯二甲酰氯为原料,采用杜邦公司开发的低温溶液聚合法制得的。PPTA具有高强度、高模量、耐高温、低密度等优良性能。主要用于合成纤维纺丝的原材料;PPTA纤维也可作为橡胶增强材料和塑料的增强剂使用。但是PPTA有耐疲劳性和耐压性能的不足之处,PPTA还不能实现熔融挤出成型。
MXD6
MXD6是Lum等人于20世纪50年代以间苯二甲胺和己二酸为原料,通过缩聚反应合成的一种结晶性尼龙树脂。日本三菱瓦斯化学公司采用直接缩聚法、东洋纺织公司采用尼龙盐法分别合成了MXD6。这两种不同的聚合方法得到的MXD6的用途也不尽相同:用直接缩聚法合成的MXD6可用于制造阻隔性材料或工程结构材料;用尼龙盐法合成的MXD6可用于生产纤维级MXD6树脂。作为一种结晶性半芳香尼龙,MXD6具有吸水率低、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高、成型收缩率小、对O2、CO2等气体的阻隔性好等特点。MXD6由于具有较宽的加工温度,可以与聚丙烯(PP)共挤出、与高密度聚乙烯(HDPE)共挤吹塑。在工业上,MXD6主要用于包装材料和代替金属作工程结构材料。前者包括食品与饮料的包装、仪器设备包装(防潮、消振的软垫和发泡材料);后者包括高耐热品级Reny、MXD6/PPO的合金、抗振级Reny等。除此之外,MXD6还应用于磁性塑料、透明胶粘剂等。
PA6T
PA6T是由芳香族二酸与脂肪族二胺合成的一种半芳香尼龙。PA6T具有优良的耐热性和尺寸稳定性。由于PA6T的熔点很高,可采用固相聚合或界面聚合的方法制备。可以用于纤维制造、机械零件和薄膜制品等。日本三井化学开发的改性PA6T,具有高刚性、高强度、低吸水性等特性,主要用于汽车内燃机部件、耐热电器部件、传动部件和电子装配件等。正是由于PA6T过高的熔点,使得其不能像一般的脂肪族尼龙一样,进行注射成型,这就使PA6T的应用受到了一定的限制。
PA9T
PA9T是由壬二胺和对苯二甲酸熔融缩聚而得的,首先由日本可乐丽公司开发成功。PA9T具有良好的耐热性能和可熔融加工性能,吸水率仅为0.17%,是PA46(1.8%)的1/10,尺寸稳定性好等特点,迅速在电子电气、信息设备、汽车零部件等方面得到了广泛的应用。当重复单元链节中二元胺的碳原子数为6时,得到PA6T的熔点为370℃,超过了其热分解温度约350℃,因此如果不添加第三甚至第四组分来降低熔点,是不能获得实际应用(尼龙熔融加工温度一般在320℃以下)的尼龙,但是如果添加了其它组分来降低熔点,必然会带来PA6T性能如结晶度、尺寸稳定性和耐药品性等性能的降低。因此提高二元胺碳原子数目成为另外一个研究的热点,PA9T的结构成为了一种理想的结构,兼有耐热性和可熔融加工性。但是,合成PA9T的主要原料壬二胺的合成路线较为复杂:丁二烯经过水合、转位、羟基化和氨化还原等步骤的化学反应,才能最终得到壬二胺。这就造成PA9T的生产成本居高不下,进而限制了PA9T的大规模生产与应用。
聚苯二酰胺
聚苯二酰胺(PPA)是以间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸和己二胺之间缩聚形成的聚合物的共混物,是一种半结晶性的半芳香尼龙。PPA树脂一般采用间歇式生产。PPA具有良好的耐热性、优良的力学性能和尺寸稳定性、较低的吸水率和优良的成型加工性,还具有良好的电性能、耐化学药品性。PPA可以采用注射成型和挤出成型进行加工。PPA被广泛用于汽车、电子电器和一般产业机器领域。
聚间苯二甲酰间苯二胺
聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA)是20世纪60年代由美国杜邦公司开发成功的一种新型聚芳酰胺品种,是以间苯二胺和间苯二甲酰氯为原料,可采用低温溶液缩聚法和界面聚合法合成。MPIA的突出特点是耐热寿命长,此外,它还具有模量高、耐磨、阻燃、高温尺寸稳定等优点。但MPIA的耐光性稍差,需加抗紫外剂。MPIA主要用于工业和易燃易爆高温环境下的工作服、耐高温工业滤材、降落伞、高温传送带、电气绝缘材料等。MPIA还可加工成棒、板和纤维,靠其优良的耐热性、滑动性和耐放射性等特性,被用于航空航天、原子能工业、电气和汽车等行业。
聚对苯甲酰胺
聚对苯甲酰胺(poly(p-benzamide,简称PBA),是20世纪70年代由美国杜邦公司开发成功的。其合成路线为:对硝基甲苯经过液相空气氧化得到对硝基甲酸,对硝基甲酸经过氨化还原反应得到对氨基甲酸,把对氨基苯甲酸转化为对氨基苯甲酰氯的盐酸盐或对亚硫酰胺苯甲酰氯,最后在经缩聚制得PBA。PBA具有高模量、高强度等特性,在工业上可用于火箭发动机壳体、高压容器、体育用品和涂覆织物等。

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