聚酰胺加工技术进展

聚酰胺加工技术进展第一页，共四十七页，2022年，8月28日第二页，共四十七页，2022年，8月28日1、聚酰胺及加工性能简介2、聚酰胺的吹膜加工成型3、聚酰胺的共挤复合成膜共挤吹塑共挤流延4、聚酰胺的挤出管材5、聚酰胺的纺丝6、结束语第三页，共四十七页，2022年，8月28日一、

聚酰胺及加工应用简介

聚酰胺是分子中含有酰胺键（CONH）的线形高分子，从合成方法上可采用己内酰胺开环聚合生成尼龙6或由二酸和二胺类缩合而得到不同的聚酰胺产品，如尼龙66、尼龙6/12、尼龙11、尼龙12等。聚酰胺属于结晶型材材料，有明显的熔点，尼龙6的熔点为215℃，随着二酸和二胺单体碳原子数的增加，熔点有下降的趋势，共聚尼龙的熔点可达178℃左右。由于尼龙有较高的熔点，因此具有较好的耐热性，此外尼龙还有优良的耐油性能、气体阻隔性能等，因此被广泛应用于特殊场合的产品上。第四页，共四十七页，2022年，8月28日1、注射成型(injectionmold)2、挤出成型吹膜成型(bubblefilmprocess)空气冷却法(aircooled)水冷法(watercooled)中空吹塑成型(hollowprocess)流延成型（castingprocess）纺丝加工（filamentprocess）3、单体浇铸成型（CMC）聚酰胺的加工方法可分为以下几种第五页，共四十七页，2022年，8月28日聚酰胺的吹塑薄膜加工成型

聚酰胺在膜产品的应用中有良好的耐热性、耐油性、阻氧性、透明性、耐针穿刺性好、强度高和韧性好等优点，因此在包装行业中被广泛应用于厌氧食品、防锈零件、绝缘电子电讯器材的真空包装上。第六页，共四十七页，2022年，8月28日吹塑薄膜的加工方法分为:

上吹法（风冷式）

下吹法（水冷式）

风冷式吹膜方式和聚乙烯吹膜方式一样

水冷式吹膜方式和聚丙烯吹膜方式一样第七页，共四十七页，2022年，8月28日图1.风冷式吹膜示意图（上吹法）第八页，共四十七页，2022年，8月28日第九页，共四十七页，2022年，8月28日风冷式加工的特点优点易操作膜制品的屈服强度高生产速度快缺点透明度较差第十页，共四十七页，2022年，8月28日图2.水冷式吹膜示意图第十一页，共四十七页，2022年，8月28日图2.

水冷式吹膜示意图第十二页，共四十七页，2022年，8月28日水冷式加工的特点优点透明度优良膜制品柔软拉伸断裂伸长率较大采用定型套冷却泡管，膜制品折径尺寸稳定缺点操作较难膜制品屈服强度较低需要经过二次干燥处理提高结晶度以增加强度，或者再经二次吹胀拉伸制成热收缩膜第十三页，共四十七页，2022年，8月28日水冷法吹膜（下吹二次吹胀法）第十四页，共四十七页，2022年，8月28日吹塑加工的聚酰胺树脂

按特性粘度分类粘数在2.50～4.20之间适用于下吹法吹塑粘数在2.7以上的树脂可用于上吹法加工第十五页，共四十七页，2022年，8月28日表1.上吹（空气冷却）法用尼龙原料（宇部）及性能

树脂牌号熔点粘数阻隔性雾度滑爽性深度拉伸性能热稳定性尼龙61024B215

213131026B2215

1030B215

1024FD-1215

214131026B1215

1022C2215

312131022CM1215

32224尼龙6/665033B190

222225033FDX27190

223225034FDX17190

2.532.5325034C2190

342235034CM4190

4223.54尼龙6/127024B

132417034B

第十六页，共四十七页，2022年，8月28日表2.下吹（水冷）法用尼龙原料（宇部）及性能

树脂牌号熔点粘数阻隔性雾度滑爽性深度拉伸性能热稳定性尼龙61022FDX232153.56313

1022C22153.801024FDX82153.70213

1022CM12153.7031

尼龙6/665034CM4

4.40313

尼龙6/127024B

2.80313

7034B

4.10313

第十七页，共四十七页，2022年，8月28日尼龙膜的氧气阻隔性

聚酰胺有优良的氧气阻隔性，但是由于聚酰胺有酰胺官能团的存在，所以有极强的吸湿能力和水蒸气透过性。尼龙膜的阻隔性与湿度的关系，如果尼龙薄膜在吸湿后，其他性能也有所变化，如阻隔性能、拉伸强度、断裂伸长、介电性能均有所变化，特别是作为肉类保鲜包装时，会使包装物的水分含量有减少现象，表现在外表面起邹折。第十八页，共四十七页，2022年，8月28日第十九页，共四十七页，2022年，8月28日多层尼龙复合膜的三层结构示意图

第二十页，共四十七页，2022年，8月28日多层尼龙复合膜的五层结构示意图第二十一页，共四十七页，2022年，8月28日多层尼龙复合膜的七层结构示意图第二十二页，共四十七页，2022年，8月28日五层套桶式复合共挤出模头第二十三页，共四十七页，2022年，8月28日五层塔式共挤复合膜模头第二十四页，共四十七页，2022年，8月28日等温流线型共挤出模头流道分布图第二十五页，共四十七页，2022年，8月28日第二十六页，共四十七页，2022年，8月28日等温流线型共挤出模头流道（后背）分布第二十七页，共四十七页，2022年，8月28日共挤出现场第二十八页，共四十七页，2022年，8月28日表3.采用传统的带有螺旋流道的套筒式复合机头生产尼龙复合膜的工艺参数（水冷式）

挤出机三层共挤设备，三台φ40挤出机，水冷口模直径φ100mm模口缝隙1.5mm膜结构尼龙/30μm粘和剂/30μmLDPE/40μm原料外层/5034C2拜牢3095LDPEF022挤出机温度（℃）一区210230260260260170190200200260180200200200260二区三区连接模头折径（mm）220收卷速度（m/min.）7第二十九页，共四十七页，2022年，8月28日表4.采用传统的带有螺旋流道的套筒式复合机头生产尼龙复合膜的工艺参数（水冷式）挤出机五层共挤设备，五台φ40挤出机，水冷口模直径φ400mm模口缝隙1.2mm挤出机直径（mm）φ60φ45φ60φ45φ60膜结构尼龙25μm粘和剂5.5μmEVOH10μm粘和剂5.5μmLDPE35μm原料外层5034C2拜牢3095

拜牢3095LDPEF022挤出机温度（℃）一区220230230240240170190200200240205205205210240170190200200240180200200200240二区三区连接模头折径（mm）220收卷速度（m/min.）7第三十页，共四十七页，2022年，8月28日表5.五层共挤复合膜的物理性能

项目测试方法单位结果断裂强度ASTMD-882MPaMD590TD570断裂伸长ASTMD-882%MD440TD490透氧量ASTMD1434cc/(m2·24hr·atm)3透湿度JISZ-0208g/(m2·24hr)5雾度ASTMD-523%14第三十一页，共四十七页，2022年，8月28日表6.相同尼龙材料用上吹法和下吹法得到的膜的物理性能比较

项目测试方法单位结果上吹法下吹法屈服强度ASTMD-882MPaMD190110TD240140断裂强度ASTMD-882MPaMD510230TD530290断裂伸长ASTMD-882%MD370380TD420380透氧量ASTMD1434cc/(m2·24hr·atm)5740透湿度JISZ-0208g/(m2·24hr)810雾度ASTMD-1003%184光泽度ASTMD-523%78195第三十二页，共四十七页，2022年，8月28日3.聚酰胺的中空成型聚酰胺由于具有极好的气体阻隔性和耐油性所以可以用来生产特殊用途的中空容器，如涂改液笔囊，汽油油箱等。由于一些物理和阻隔性能的需要，往往采用多层共挤出的方法，先行挤出料坯，然后在进行吹胀成型。生产用的机头设计与吹膜机头设计大体相同，只不过在吹制大型容器时往往需要有较大的储料室，在储料室的物料在柱塞的压力下通过管式机头挤出成料坯。第三十三页，共四十七页，2022年，8月28日4.聚酰胺的流延加工成型

聚酰胺经流延加工成型成尼龙单膜或多层复合薄膜，尼龙单膜往往还经双向拉伸生产双向拉伸尼龙薄膜（BOPA）。尼龙薄膜经双向拉伸后其物理性能会大幅度提高。第三十四页，共四十七页，2022年，8月28日表7.未拉伸及双向拉伸尼龙6薄膜的物理性能比较

项目测试方法单位结果未拉伸双向拉伸密度密度梯度法

1.131.14断裂强度ASTMD-882kgf/mmMD6～922～25TD6～922～25断裂伸长ASTMD-882%MD300～40090～120TD300～40090～120冲击强度落锤冲击试验法N·m/mm160100透氧量ASTMD1434cc/(m2·24hr·atm)155透湿度JISZ-0208g/(m2·24hr)80～10020～30雾度ASTMD-1003%184实际使用温度

℃-10～130-30～130第三十五页，共四十七页，2022年，8月28日聚酰胺的流延加工成型使用T型机头，幅宽可达2000毫米，尼龙单层薄膜机头模缝厚度在0.5毫米，多层薄膜机头模缝厚度在1.2毫米左右。牵引速度可达120米/分。流延冷却辊的温度在20～100℃，辊温和辊速能影响尼龙膜的力学性能和透明度等性能。第三十六页，共四十七页，2022年，8月28日图8.聚酰胺流延加工成型生产线

第三十七页，共四十七页，2022年，8月28日表8T型机头流延用尼龙树脂特性表

类型牌号特点FDA准许Nylon-61022C高阻氧性，高UV阻隔性，高耐热性直接接触Nylon-6/665034C2高阻氧性，高UV阻隔性，高透明度（风冷法）不直接接触Nylon-123035C2高硬挺性，高UV阻隔性，高阻水性直接接触第三十八页，共四十七页，2022年，8月28日表9.尼龙流延膜生产工艺条件

挤出机φ30模头T型模头，宽300mm,缝宽0.4mm材料1022C25034C23035C2挤出温度（℃）一区210230250250250210230250250250190210230230230二区三区连接模头冷辊温度（℃）506550膜厚（μm）606060牵引速度（m/min）555第三十九页，共四十七页，2022年，8月28日表10.T型机头尼龙流延膜的物理性能

项目单位测试方法测试结果1022C25034C23035C2断裂拉伸强度MPaASTMD-8828610174断裂伸长率%ASTMD-882520650450拉伸模量MPaASTMD-8828805801310雾度%ASTMD-10031.21.82.9光泽度%ASTMD-523153151132穿刺强度NJASP-1019

13.8

穿刺伸长MmMILB-131C

11.3

Gelboflextest(1000周期)

10～124～6

氧气透过率(23℃)0%RHcc/(m2·24hr)

ASTMD-14342122

65%RH2223

100%RH9598

CO2透过率0%RH,30μm,20℃cc/(m2·24hr)GPM-2506359

H2O透过率90%RH,60μm,40℃g/(m2·24hr)JISZ-0208657223第四十页，共四十七页，2022年，8月28日图9.三层共挤复合膜机头

图10.七层共挤复合膜机头第四十一页，共四十七页，2022年，8月28日五.聚酰胺的管材挤出成型

聚酰胺的管材挤出需要树脂具有较高的分子量（粘数），由于尼龙12具有较好的耐低温性能、较低的吸湿性和尺寸变化率，所以大多使用尼龙12来挤出成管，用于气体的快速接头用管。尼龙管材挤出采用真空定径法生产，生产线速度可达10～30米/分，表11列出宇部尼龙12（3030LUX）管材的成型工艺条件，表12列出其管材的物理性能指标。第四十二页，共四十七页，2022年，8月28日表11.宇部尼龙12管材的成型工艺条件

项目单位3030LUX3030JFX1熔化温度℃215202管材规格mmφ8×1φ8×1模口直径mm16.0014.3614.3614.36芯棒外径mm12.0010.4810.4810.48定型套内径mm9.109.458.959.65温度设定机筒1段，2段3段，法兰机头1，机头2口模1，口模2

℃240，235230，225220，215215，210240，235230，225220，215215，210230，225220，215210，210210，210230，225220，215210，210210，210螺杆转速转/分23451745机头压力MPa12.620.09.717.7真空槽气隙mm60404040水流量l/hr636565651段水温℃161814142段水温℃15171212真空度MPa-0.05-0.06-0.03-0.04牵引速度M/min.15301030第四十三页，共四十七页，2022年，8月28日表12.尼龙管材的物理性能指标

项目单位3030LUX3030JFX1外径mm7.968.02壁厚mm1.051.02冲击压强(a)MPa11.36.1环应力(b)MPa3721拉伸强度（c）N11701060拉伸形变（c）%260330热稳定性(d)拉伸强度N11001090拉伸形变%210310硬度（e）N3211最小弯曲半径(f)mm2018低温冲击干燥条件a/b0/100/10湿式条件a/b0/100/10第四十四页，共四十七页，2022年，8月28日以上