聚酰胺塑料介绍

聚酰胺塑料介绍第1页，共18页，2023年，2月20日，星期四一、聚酰胺塑料简介

聚酰胺为大分子链上含有酰胺基团重复结构单元的一类聚合物，主要由二元胺和二元酸缩聚或由氨基酸内酰胺自聚合而成，俗称尼龙，英文名称为Polyamide或Nylon。简称PA，目前它为最大的通用工程塑料品种CompanyLogo第2页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA种类PA包括种类很多，具体可命名为PAW，其中T代表二元胺的碳原子数目，y代表二元酸的碳原子数目。按PA主链结构的不同，可分为脂肪族PA、半芳香族PA、全芳香族PA、含杂环芳香族PA和脂环族PA等。适于塑料用的PA主要脂肪族PA和少量芳香族PA，具体品种有:PA6、PA66、PA610、PAlO1O、PA11、PAl2、PA9、PA612、PA46、PAl212、浇铸尼龙(MCs)及芳香尼龙等;其中PA6占47%、PA66占45%、PA610占8%、PA11印A12占6%，我国主要以PA6、PA66为主，PAlO10次之。CompanyLogo第3页，共18页，2023年，2月20日，星期四PD的特点及缺点PA的突出特点为优良的耐磨性、耐摩擦和自润性，较好的力学性能，耐油性优异，气体阻隔性好，耐疲劳性较好。PA的缺点为吸湿性大、并对力学及电学性能影响大，耐酸，洼差在潮湿环境中尺寸变化率大。CompanyLogo第4页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的应用PA目前最大的应用为汽车，美国占30.7%、西欧占31.6%、日本占34.5%。其他用途各国不同，美国包装用膜占9.5%、机械占7.1%、电子/电器占6.6%、日用占5.4%，西欧电子/电器占19.8%、薄膜占12.7%、日用占7.2%、机械占6.6%，日本薄膜占27.6%、电子/电器占20%、机械占8.8%CompanyLogo第5页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的结构PA中酰胺基的存在，可以在大分子中间形成氢键，使分子间作用力增大，赋予PA以高熔点和力学性能，同时也使其吸水率增大。PA中酰胺基之间的亚甲基，赋予PA以柔性和冲击性。PA中的亚甲基/酰胺基的比例越大，分子中氢键数越少，分子间力越小，柔性增加，吸水越小。PA中的酰胺基排列规整，因此它在适当条件下可以结晶，结晶度可达50%～60%范围内；PA晶体有。α、β、γ晶型，PA6有α、γ，PA66有α、β两种。在PA的性能中，存在一个亚甲基的奇偶效应。当亚甲基的数目为偶数对此奇数的熔点高，如PA7(230℃)的熔点反而高于PA6(215℃)。这一方面是因为亚甲基为偶数时的氢键密度大，另一方面是两者的结晶结构也不同造成的。CompanyLogo第6页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的性能(1)一般性能PA的外观为透明或不透明乳白或淡黄的粒料，表观角质、坚硬，制品表面有光泽。PA的吸水率比较大，酰胺键的比例越大，吸水率越高，具体为PA6>PA66>PA610>Pal010>PA11>PAl2>PAl212。PA属于自熄性塑料，燃烧时烧焦有羊毛或指甲味。PA属中等阻隔性塑料，并随酰胺/亚甲基的比例增大而提高，以PA6的阻隔效果最好。PA6的O2透过系数为25～40cm3·mm/(m2·d·MPa)，CO2的透过系数为150～200cm3·mm/(m2·d·MPa)，H2O的透过系数为150cm3·mm/(m2·d·MPa)。CompanyLogo第7页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的性能(2)力学性能PA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高，但冲击强度不如PC和POM高;随温度和湿度的升高，拉伸强度急剧下降，而冲击强度则明显提高。玻璃纤维增强PA的强度受温度和湿度的影响小。PA的耐疲劳性较好，仅次于POM，进行玻璃纤维增强处理后可还提高50%左右。PA的抗蠕变性较差，不适于制造精密的受力制品，但玻璃纤维增强后可改善。PA的耐摩擦性和耐磨损性优良，是一种常用的耐磨性塑料品种。其中，摩擦因数不同品种相差不大，无油润滑摩擦因数仅为0.1～0.3；耐磨性以PAlO10最佳。PA中加入二硫化钼、石墨、F4及PE等可进一步改进摩擦性和耐磨性。CompanyLogo第8页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的性能(3)热学性能PA的热变形温度都不高，一般在50～75℃，用玻璃纤维增强后可提高四倍以上，高达200℃。PA的热导系数很小，仅为0.16～0.4W/(m·K)。PA的线膨胀系数较大，并随结晶度增大而下降。低结晶PA6I0的线膨胀系数高达13×105K1，PA11的线膨胀系数可达12.5×105K1。CompanyLogo第9页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的性能(4)电学性能PA在低温和低湿条件下为极好的绝缘材料，但绝缘性能随温度和湿度的升高而急剧恶化；并以分子中含酰胺基比例大者最敏感，如PA6敏感性最大而PAl2最小。(5)环境性能PA耐化学稳定性优良，可耐大部分有机溶剂如醇、芳烃、酯及酮等，尤其是耐油性突出。但PA的耐酸、碱及盐性不好，可导致溶胀，危害最大的无机盐为氯化锌；PA可溶于甲酸及酚类化合物。PA的耐光性不好，在阳光下很快强度迅速下降并变脆;因此，不可用于户外。CompanyLogo第10页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA加工特性PA有明显的熔点，且熔点高，熔程较窄，因此加工温度较高。PA6为220～300℃、PA66为260'～320℃、PA610为220～300℃、PAl2为185～300℃。PA的熔体粘度低，熔体的流动性好，熔体粘度对温度和剪切速率都较敏感。但其流体特性接近牛顿流体，即对温度的敏感性较大。PA的热稳定性较差，热降解倾向严重，应加入二苯胺改善，并严格控制温度。PA成型时有结晶产生，成型收缩较大;结晶度高低受加工条件的影响较大。CompanyLogo第11页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA加工特性PA的吸水率比较大，加工前必须干燥，便含水量小于0.1%；干燥条件为温度100～110℃，时间为10～12h。78PA制品成型后需进行调湿处理，以降低吸水对性能的影响，提高尺寸稳定性。调湿处理的条件为在水、熔化石蜡、矿物油或聚乙二醇中进行，温度高于使用温度10～20℃，时间30～6Omin。PA在加工中易产生内应力，应进行退火处理;具体条件为缓慢升温到160～190℃，停留15min后，缓慢冷却即可。CompanyLogo第12页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA加工方法PA可用注塑、挤出及吹塑等方法成型。(1)注塑PA的粘度低、易流动，应用自锁喷嘴，模具要考虑排气。具体的注塑工艺条件为:料筒温度160～280℃，喷嘴温度180～260℃，模具温度40～60℃，注塑压力70～130MPa。(2)挤出选用排气式挤出机，L/D18～22/1，压缩比3.2～4.1。挤出的工艺条件为:料筒温度200～280℃，机头温度210～250℃，口模温度200～210℃，挤出压力3.5MPa，螺杆转速60r/min。CompanyLogo第13页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的应用范围PA主要用于汽车、机械、包装、电子/电器及日用等领域。82(1)汽车工业汽车为PA的第一大市场，主要用于发动机部件、电子配件、车体部件及输油件等。具体产品有:输油管、空调管、喷油嘴、油箱、燃料过滤器、储油槽、罐、捕集器、齿轮、接线柱、车轮盖及汽车外板等。(2)机械工业利用高力学性能、耐磨性和自润滑性，可广泛制造齿轮、涡轮、垫片、螺栓、螺母、轴承等。(3)电子/电器主要用于民用电器的电饭锅、吸尘器、高频食品加热器以及接线柱、开关和电阻器等。CompanyLogo第14页，共18页，2023年，2月20日，星期四PA的应用范围(4)包装材料PA的气体阻隔性好，常于HDPE共混和复合，用于肉、火腿等冷冻食品的包装。(5)日用品PA为第一代拉链材料，目前仍大量使用。此外，PA还可用于一次性打火机壳体、碱性干电池衬垫、头盔、锤柄、锤头、管钳、扳手及办工机器外壳等。(6)体育用品主要有滑雪板、球拍线、球拍框、冲浪板、冰鞋、钓鱼杆及钓鱼线等。(7j医疗器械可用于输血管、取血钳、输液器、手术缝合线及假发等。CompanyLogo第15页，共18页，2023年，2月20日，