塑料材料学课件第八章聚酰胺类塑料

1、第八章聚酰胺粉类塑料，主要内容是1 .脂肪族聚酰胺粉2 .聚芳酰胺3 .透明聚酰胺粉，聚酰胺粉的定义和合成方法，定义聚酰胺粉(通称尼龙)是分子主链交替出现酰胺化学基(-NHCO-)的聚合物。 英语是polyamide，缩写为PA。 在聚酰胺粉最初的30年作为合成纤维材料，尼龙(Nylon )的俗称由此而来。 尼龙的第一个发明商美国杜邦公司宣传，尼龙比蜘蛛丝还细，比钢铁元素还强。 1960年左右，聚酰胺粉开始被用作“工程塑料”。 总的来说，聚酰亚胺(PA )是种类繁多、应用最广泛的工程塑料之一。 (1)二胺与二羧酸反应，反应产物为“尼龙盐”。 (2)-氨基酸的自缩聚。 (3)内酰胺的开环聚合。P

2、A的分类、PA的分类、脂肪族PA、芳香族PA、透明PA、p型聚酰胺粉、mp型聚酰胺粉、8.1脂肪族聚酰胺粉、脂肪族聚酰胺粉分子链由亚甲基化学基和酰胺化学基组成。 脂肪族聚酰胺粉根据单体类型分为p型和mp型。 由8.1.1 p型多胺和mp型聚酰胺粉一、p型聚酰胺粉氨基酸的自缩聚或内酰胺开环聚合得到的聚酰胺粉为p型聚酰胺粉，聚酰胺粉p、p表示单体中含有的碳原子数。 在p型聚酰胺粉中，酰胺化学基沿分子链的分布规律是在两个酰胺化学基之间包括p-1个连续的亚甲基化学基。 聚酰胺粉6制造过程通过聚酰胺粉9制造过程、二、mp型聚酰胺粉二胺与二羧酸的缩聚得到的聚酰胺粉为被称为聚酰胺粉mp的mp型聚酰胺粉，m表

3、示所使用的二胺中含有的碳数，p表示所使用的二羧酸的碳数。 在聚酰胺粉66的制造过程中，常用聚酰胺粉名称PA聚酰胺粉(尼龙) PA-1010聚皮脂酸癸二胺(尼龙1010) PA-11聚正十一烷酰胺(尼龙11) PA-12聚月桂酰胺(尼龙12) PA-6聚己内酰胺(尼龙6 ) pa- PA-66聚二大头针酸己二胺(聚己二酰己二胺) pa-8聚辛酰胺(尼龙8) PA-9聚9氨基壬酸(尼龙9 )、8.1.2脂肪族聚酰胺粉的结构和性能，另一方面，在结构全部的脂肪族聚酰胺粉分子链为线状结构的分子链中有规律地交替强的极性极性的酰胺化学基可以在分子链之间形成氢键。 这是因为在一个分子链上的酰胺化学基上与氮原子

4、结合的氢原子为质子供体，在另一个分子链上的酰胺化学基上与碳原子结合的氧原子为质子接纳体，两者之间相互吸引形成氢键。 氢键的形成使分子链间的作用力增大，使聚合物的结晶能力一头地增强，同时也使聚合物的熔点上升。 另一方面，分子链的柔软性使材料具有良好的韧性。 聚酰胺粉中的氢键结构对其凝聚态结构和最终性能起到了决定性作用。 不同聚酰胺粉形成氢键的规则与p型或mp型聚酰胺粉无关，只要单体中含有双位数个亚甲基化学基，则该聚合物分子链上的酰胺化学基可以在100处形成氢键，只要单体中含有奇数个亚甲基化学基，则聚合物的酰胺化学基仅为50 二、性能对脂肪族聚酰胺粉的性能有很大影响： (1)重复化学基-CONH-

5、间的距离(2)原料中间体中甲基化学基的数量(3)分子量(4)N-取代(5)共聚(6) PA的密度为1.011.16g.cm-3。 产品坚硬有光泽的PA吸水率大：几乎随着酰胺化学基密度的提高而增大。 吸水率： PA6PA66PA610PA1010PA11PA12、力学性能、软质PVC、硬质PVC、PS、PA、PA为良好的力学性能：极限拉伸强度、刚性、耐冲击性均良好。但受温度和吸水率的影响：温度和吸水率有所提高：极限拉伸强度、硬度降低了冲击强度提高了。 PA耐磨性优异，是自润滑材料。 在吸水率对尼龙力学性能的影响、硬度、屈服强度、温度对PA力学性能的影响、屈服强度、电性能PA的电绝缘性干燥条件下良

6、好。 但是，PA容易吸湿，绝缘性降低。 热性能PA的熔融温度比较高，但热变形温度不高，如80oC。 PA的热传导率相对于金属来说比较低。 PA的线膨胀系数大。 耐药性PA具有良好的化学稳定性和耐溶剂性，PA溶解于易与强极性或酰胺化学基氢键的溶剂或溶液中。 其他特性PA的耐候性一般PA无毒、无味、不易燃烧。8.1.3强化聚酰胺粉和单体浇铸聚酰胺粉，一、强化聚酰胺粉的各种脂肪类聚酰胺粉，通过纤维玻璃可以强化，力学性能，包含强度、刚性、硬度大幅提高，抗蠕变性改善，耐热性提高，收缩率降低，尺寸稳定性改善。 (1)mc聚酰胺粉成形原理(2)工艺(1)氮瓦斯气体法(2)真空法、成形原理、二、单体模具聚酰胺

7、粉将单体模具聚酰胺粉简称为MC(Monomer Cast )聚酰胺粉，将单体直接浇铸到模具内进行聚合，(3)单体铸造聚酰胺粉的性能、力学性能， 耐热性高于一般聚酰胺粉，8.1.4脂肪族聚酰胺粉的加工与性能，一方面加工技术特点(1)吸湿性强，加工前必须在一盏茶干燥。 (2)熔融黏度低。 注射过程中有唾液流动的现象，所以有必要用自摇滾乐式喷嘴防止唾液流动。 (3)成型过程中分子链取向对剪切速度不敏感，因此模塑压力对产品性能的影响较小。 (4)聚酰胺粉在高温下容易氧化分解，超过300时分解。 (5)聚酰胺粉为半晶体型多聚体，产品成型中工艺残奥表的变化对产品的结晶度、收缩率及产品性能有很大影响。 二、

8、加工方法1注射成型工艺2挤制成型、3、应用(1)机械设备如轴承、金属、小组件齿轮、蜗轮、瓦斯气体座、活塞环、泵叶轮、螺栓、螺母柱等连接件、冲压机的立柱导向、阀座、风扇叶片等。 (2)汽车工业主要采用纤维玻璃强化聚酰胺粉，可用于皮带轮、峡谷星空卫视、暖气片壳体、雨刮器、机油泵齿轮等。 (3)电子设备的各种线圈骨架、罩、IC集成电路基板、扭转、电视调谐零配件、电气线圈。 (4)化工厂的耐油性管道，输油管道，储油容器，过滤烟嘴。 (五)建筑和民用窗、门、窗帘轨道、滑轮、自动门横向隔离栅、实心帽、绳索、打字机信息帧。 聚酰胺粉11和12的双向拉伸薄膜也用于食品包装。 PA的优点、机械设备：轴承、轴瓦、

9、齿轮、泵叶轮、螺栓、风扇叶片等。 电子设备：各种线轴、发动机罩、IC集成电路基板等。 化工设备：耐腐蚀耐油管路、容器、过滤烟嘴等。 建筑和民生：窗、门、窗帘轨道滑轮、头盔、绳索等。 PA的缺点是耐热性不高，将芳香族PA 1.分子骨架中含有芳香环的聚酰胺粉定义为聚芳酰胺。 目前工业化的有聚间苯二甲酸二胺(Nomex )、聚对苯二甲酸二胺-1414、Kevlax、聚残奥间苯二甲酸酰胺- 14、b纤维、8.2聚芳酰胺、8.2.1聚二、结构和性能1结构2性能、三、三Nomex层压品主要用作h级电绝缘材料，也可以作为耐高温的装饰板、防火墙或蜂窝抢先版产品用于航空器。芳酰胺纤维生产的防弹衣、芳酰胺纤维用于

10、轮胎生产，手套、结构特点、苯环本身具有刚性，苯环与酰胺化学基的共轭作用(在残奥芳族聚酰胺中更强)、酰胺化学基间的氢耦合作用、性能特点高，不允许进行高型、耐高温、耐腐蚀、阻燃、电绝缘热塑性加工。 聚间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度，常温时为60。 脂肪族PA、芳香族PA、更高的力学性能和耐热性、8.2.2全残奥聚芳酰胺、全残奥聚芳酰胺是酰胺化学基位于苯环残奥位置的聚芳酰胺。 一、制备方法1对苯二胺和对苯二甲酸氯的缩聚2对氨基苯甲酸的自缩聚、二、结构和性能1结构的全残奥聚芳酰胺分子链交替由苯甲酰化学基和极性酰胺化学基组成。 二者在分子链上高密度分布，酰胺化学基和苯环还可以形成大的共轭类，

11、这些个的三个因素都决定了聚合物分子链极其刚性，特别是亚苯基化学基对分子链的变化影响大于间苯基化学基。 2性能全残奥聚芳酰胺具有超高强度、超高弹性模数、耐高温、耐腐蚀、阻燃、膨胀系数小等一系列优良的性能。 三、加工和应用1加工的全残奥聚芳酰胺可以用浸渍的方法制备薄膜。 2应用全残奥聚芳酰胺主要用于(1)高性能的帘子线和橡胶制品补强材料。 (2)特殊绳索和机织物。 (3)用于高强度、高弹性模数复合材料、增强塑料、航天器、导弹盒材料。 8.3透明聚酰胺粉、透明聚酰胺粉为较新的聚酰胺粉，通常的聚酰胺粉为结晶型聚合物，因此材料呈乳白色不透明状。 为了使聚合物得到透明性，必须从分子链结构开始，抑制结晶的生

12、成，一般以在分子链中导入侧化学基的方法破坏分子链的规定性为目的，产生透明聚酰胺粉。 常见的透明聚酰胺粉有(1)聚残奥二甲苯三甲基二胺(TrogamidT) (2) PACP-9/6 (商品名)、8.3.1聚残奥二甲苯三甲基二胺(Trogamid-T )两种，二、结构和性能1结构2性能3、加工和应用8.3.2 PACP-9/6 (商品名)，一、制造为2，2 -双(4-氨基环己基)二、结构和性能1、结构2、性能、比Trogamid-T高的光透射率、优异的力学性能、耐热性等，具有良好的成形加工性。 本章探讨了1MP型和p型脂肪族聚酰胺粉的分子结构特征。 两者分别是用什么样的方法制造的？ 在制造mp型

13、聚酰胺粉时，为什么要先调制酰胺盐？ 2 mp型、p型聚酰胺粉分子链上的酰胺化学基形成氢键分别有什么规律？ 有什么共同的法则？ 氢键的形成会对材料的性能产生什么样的影响呢？ 试制了3脂肪族聚酰胺粉的结构特征和性能特征。 4聚酰胺粉强化后的性能有什么变化？ MC聚酰胺粉6和一般聚酰胺粉的性能有什么不同？ 原因是什么？ 5用什么溶剂可以溶解聚酰胺粉？ 说明原因。 说明一下Nomex的构造特征，并说明一下为什么具有高强度、高耐热性。 7我们来说明一下全残奥位的聚芳酰胺有两种制造途径，写出两种途径获得的产物的结构，并进一步说明全残奥聚芳酰胺的结构特征和性能特征。 8聚芳酰胺可以用什么方法加工成产品？ 9

14、说明透明聚酰胺粉具有透明性的理由。 七、聚酰胺粉(Polyamide，PA )、包装材料学、聚酰胺粉(Polyamide，PA )聚酰胺粉的商品名尼龙(Nylon )、分子主链上含有酰胺化学基的线状结晶聚合物，内酰胺或尼龙为直线状且具有热塑性的缩聚聚酰胺粉，氨基化合物均匀分布于分子链上。 识别特征：坚韧、不透明角质材料、无毒、无味； 燃烧时有烧焦的羊毛气味。特性：通常具有透明性、热成型、高强度和在宽温度范围内保持高硬度的能力。 但由于其结构组成，尼龙显示出较强的水蒸气易感性。 力学性能优异，表面硬度大，耐磨耗性，有自润滑性和高冲击韧性，耐低温性能好，具有一定耐热性，吸水性大，环境大气湿度变化容易影响尼龙制品的尺寸稳定性和阻隔性能，具有优异的瓦斯气体阻隔性，但水阻隔性差，无毒、无臭、耐候性好，染色性差，化学稳定性好聚酰胺粉应用、包装材料学、尼龙在包装方面主要作为薄膜应用，为了提高薄膜性能，