聚酰胺（PA）

聚碳酸酯（PC）

聚甲醛（POM）

聚苯醚（PPO）

工程塑料之——尼龍的發(fā)展歷程

聚酰胺：又稱尼龍(Nylon)，英文名Polyamide，簡稱PA)，是世界上***種完全人造的人造多聚物纖維和塑料。

1931年，杜邦的卡羅澤斯開發(fā)了尼龍-66，成為***個(gè)工業(yè)化的工程塑料，并于1939年由杜邦組織生產(chǎn)。

1942年，德國人開發(fā)了尼龍-6工業(yè)技術(shù)作為纖維開發(fā)和應(yīng)用。

1961年：PA1010在中國發(fā)展。

1972年:杜邦開發(fā)芳香尼龍工業(yè)化技術(shù)。

尼龍是目前工程塑料中產(chǎn)量***的品種。

***早的尼龍產(chǎn)品于1938年正式上市，***早的尼龍產(chǎn)品是刷毛(1938年2月24日出售)和女性穿的尼龍襪(1940年5月15日上市)。如今，尼龍纖維與其他纖維(棉、麻、毛等)混紡成各種人造纖維。

中國的尼龍——“錦綸”

錦綸：學(xué)名聚酰氨纖維，是我國聚酰胺纖維的總稱。1958年4月，胺(尼龍6)試驗(yàn)樣品于1958年4月在遼寧錦西化工廠成功試制。在北京纖維廠成功抽絲，拉開了中國合成纖維產(chǎn)業(yè)的序幕。這種合成纖維后來被命名為尼龍，即尼龍。

錦綸的品種：錦綸6.錦綸66.錦綸1010.錦綸610，其中***重要的是錦綸66和錦綸6。

錦綸的特點(diǎn):強(qiáng)度高，耐磨，回彈性好，可以用純紡和混紡制成各種衣服和針織品。尼龍的吸濕性和染色性都比滌綸好，耐堿而不耐酸，長期暴露在陽光下纖維強(qiáng)度會下降。尼龍具有熱定型特性，能保持加熱時(shí)形成的彎曲變形。

聚酯-聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，我國聚酯纖維的商品名稱，俗稱確良，經(jīng)紡絲及后處理制成的纖維。

聚酰胺的結(jié)構(gòu)

聚酰胺(PA)是主鏈中含有酰胺基團(tuán)(-CONH-)的聚合物的總稱。PA可由含有胺基和羧基的二元酸和二元胺或ω-氨基酸縮聚而成，也可由內(nèi)酰胺自聚制成。

脂肪聚酰胺分子鏈由亞甲基(-CH2-)和酰胺結(jié)構(gòu)(-CONH-)組成。

聚酰胺的類型

聚酰胺（PA）的特性

1.優(yōu)異的力學(xué)性能:尼龍機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好。
尼龍作為應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電器、紡織設(shè)備、化工設(shè)備、航空、冶金等領(lǐng)域。成為各行業(yè)不可缺少的結(jié)構(gòu)材料，其主要特點(diǎn)如下：

2.自潤性、耐摩擦性好:尼龍自潤性好，摩擦系數(shù)小，作為傳動部件使用壽命長。

3.優(yōu)異的耐熱性:尼龍46等高結(jié)晶尼龍熱變形溫度高，可在150℃下長期使用。玻璃纖維增強(qiáng)PA66的熱變形溫度在250℃以上。

4.優(yōu)異的電絕緣性能:尼龍?bào)w積電阻高，抗擊穿電壓高，是一種優(yōu)異的電絕緣材料。

5.良好的耐氣候性。

6.吸水性:尼龍吸水性大，飽和水可達(dá)3%以上。在一定程度上影響零件的尺寸穩(wěn)定性。

聚酰胺的應(yīng)用

聚酰胺以其獨(dú)特的低比重、高抗拉強(qiáng)度、耐磨性、良好的自潤滑性、優(yōu)異的沖擊韌性和剛?cè)嵝在A得了人們的關(guān)注。此外，它的加工簡單，效率高，比重輕(只有金屬的1/7)。它可以加工成各種產(chǎn)品，而不是金屬，廣泛應(yīng)用于汽車和交通運(yùn)輸行業(yè)。

聚酰胺在汽車工業(yè)中的消費(fèi)比例***，每輛汽車的尼龍產(chǎn)品約為3.6~4公斤。其次是電子電氣。

典型產(chǎn)品包括泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調(diào)節(jié)閥等部件。

聚酰胺（PA）纖維的應(yīng)用

聚酰胺纖維可與棉、麻、羊毛、蠶絲等紡織纖維混紡，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐磨性。它還可以制成輕薄強(qiáng)度好的產(chǎn)品，如尼龍塔夫絲，可以作為滑雪衫、羽絨服、箱袋和傘的面料。聚酰胺纖維在襪子的使用中起著主導(dǎo)作用。聚酰胺纖維強(qiáng)度為53~88cn/dtex，可用于制作輪胎簾線、傳送帶、漁網(wǎng)、繩索、降落傘、帳篷布等工業(yè)用品。聚酰胺纖維地毯的應(yīng)用正在迅速增加。

聚酰胺（PA）纖維的應(yīng)用

表-2 汽車用PA工程塑料部件

聚酰胺（PA）的加工特性

1.尼龍吸濕性強(qiáng)，易受潮：成型前必須充分干燥。

尼龍的含水量對其力學(xué)性能有很大影響。在熔融狀態(tài)下，水的存在會導(dǎo)致尼龍的水解和分子量的下降，從而降低產(chǎn)品的力學(xué)性能。在成型過程中，產(chǎn)品表面會出現(xiàn)氣泡、銀絲、斑紋等缺陷。

2.尼龍熔體粘度低，流動性大，噴嘴會產(chǎn)生流延現(xiàn)象：尼龍?jiān)诼輻U式注射機(jī)成型時(shí)，必須在螺桿端安裝止逆環(huán)。

用螺桿式注射機(jī)注射成型時(shí)，熔體會在螺桿與料筒壁之間逆流，使注射不準(zhǔn)確，浪費(fèi)原料，污染噴嘴。

3.尼龍是結(jié)晶聚合物:工藝條件必須嚴(yán)格控制。

熔點(diǎn)明顯，且較高。尼龍需要在高溫下成型，熔融狀態(tài)下尼龍熱穩(wěn)定性差，易于分解。

4.尼龍成型收縮率大：成型工藝應(yīng)嚴(yán)格控制。

模具設(shè)計(jì)應(yīng)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定制造高精度產(chǎn)品的尺寸。

脂肪族聚酰胺的制備

p型聚酰胺：由ω-氨基酸自縮聚或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合制得（如尼龍6）

mp型：由二元胺與二元羧酸縮聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龍6,6）

尼龍6與尼龍6,6有什么區(qū)別：

尼龍6,6與尼龍6在鏈結(jié)構(gòu)上的相似性，導(dǎo)致兩種材料的性能基本相似；但是鏈結(jié)構(gòu)上的細(xì)微差別，也導(dǎo)致性能有所差異。

1、都是線型結(jié)構(gòu)——熱塑性

所有脂肪族聚酰胺分子鏈都是線型結(jié)構(gòu)，分子鏈骨架由-C-N-鏈組成，具有良好的柔順性，因此都是典型的熱塑性聚合物。

2、分子鏈之間有氫鍵——結(jié)晶能力強(qiáng)（與聚烯烴類的區(qū)別）

分子鏈上有規(guī)律地交替排列著較強(qiáng)的極性酰胺鍵，分子鏈規(guī)整，極性酰胺鍵可以使分子鏈之間形成氫鍵，導(dǎo)致聚酰胺具有較強(qiáng)的結(jié)晶能力。

氫鍵比例數(shù)對材料性能的影響：

由于不同品種的PA單體含有不同數(shù)量的碳原子，分子鏈之間形成的氫鍵比例和氫鍵沿分子鏈分布的密度不同，影響不同PA的結(jié)晶能力和熔點(diǎn)。

氫鍵比例數(shù)=PA的結(jié)晶能力。

氫鍵比例越大，PA的結(jié)晶能力越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。

P型PA:單體含有奇數(shù)碳原子，分子鏈上的酰胺基可以100%形成氫鍵，偶數(shù)只有50%形成氫鍵。

mp型PA：兩個(gè)單體都含有偶數(shù)碳原子，100%形成氫鍵，只有一個(gè)或沒有偶數(shù)碳原子，50%形成氫鍵。

主要表現(xiàn)為脂肪族PA

力學(xué)性能：

耐磨性好，是優(yōu)良的耐磨材料之一。晶度越高，材料硬度越大，耐磨性越好。典型的強(qiáng)韌性聚合物比普通塑料具有更好的綜合性能。

熱性能：

柔韌性好，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成使其熔化溫度普遍高于聚烯烴，熔點(diǎn)明顯。

PA是一種半結(jié)晶聚合物，其結(jié)晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結(jié)晶聚合度。

電性能：

聚酰胺鏈中極性酰胺基團(tuán)影響其電絕緣。

在室溫干燥的情況下，電絕緣較好，潮濕時(shí)，電絕緣降低。同時(shí)，溫度升高也會降低電絕緣。

光學(xué)性能：

大多數(shù)結(jié)晶脂肪族PA厚度超過2.5mm幾乎不透明，低于0.5mm時(shí)半透明。

添加的添加劑(如炭黑等。)作為成核劑，增加PA的結(jié)晶度和球晶數(shù)量，從而減少光透射。球晶邊界的光散射是光透射減少和不透明的原因。隨著PA中酰胺濃度的降低，PA的透明區(qū)域增加。

耐化學(xué)性：

由于其高能和結(jié)晶性使其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。

一、不溶于普通溶劑(醇、酯、酮)；

2.耐許多化學(xué)物質(zhì)，不受弱酸堿、油脂和清潔劑的影響；

3.鹽水、細(xì)菌和霉菌穩(wěn)定；

4.常溫下溶于強(qiáng)極性溶劑(硫酸、甲酸等)。

其它性能：

在室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長期保持性能不變。

耐候性相對較好，氣候變化會使PA變脆，力學(xué)性能下降，表面變化。

自燃，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈?/p>

加工和應(yīng)用脂肪族聚酰胺

PA加工范圍廣，加工性能好，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法都可以加工PA。其中***重要的是注塑和擠出。

此外，PA吸水率高，樹脂應(yīng)在成型前干燥。

PA應(yīng)用：

1.機(jī)械零件：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等。

2.汽車工業(yè):主要用于皮帶輪、吸附罐、刮水器等。

3.電子電器:機(jī)罩、集成電路板、旋轉(zhuǎn)和電氣線圈。

4.化工設(shè)備:耐腐蝕耐油管道、輸油管道和過濾器。

5.建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等。