聚酰胺(polyamide,PA)通常成为尼龙(Nylon),是主链中含有酰胺基团(-NHCO-)的杂链聚合物,可以分为脂肪族和芳香族两类,是开发最早、使用量最大的热塑性工程材料。
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时为称尼龙,用作合成纤维时称为锦纶。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同,可制得多种不同的聚酰胺,目前聚酰胺品种多达几十种,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最为广泛。
聚酰胺-6是脂肪族聚酰胺,具有质轻、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、容易成型加工等优良的性能,广泛应用在纤维、工程塑料和薄膜等领域,但是PA6的分子链段中含有极性强的酰胺基团,容易与水分子形成氢键,产品具有吸水性大、尺寸稳定性差、干态和低温时冲击强度低、耐强酸强碱性差等缺点。
性能优点&缺点
尼龙6的优点:
机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。
耐疲劳性能突出,制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。软化点高,耐热。
表面光滑,摩擦系数小,耐磨。作活动机械构件时有自润滑性,噪声低,在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用。
耐腐蚀,十分耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油,耐芳烃类化合物和一般溶剂,对芳香族化合物呈惰性,但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。
有自熄性,无毒,无臭,耐候性好,对生物侵蚀呈惰性,有良好的抗菌、抗霉能力。
有优良的电气性能,电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下,可作工频绝缘材料,即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。
制件重量轻、易染色、易成型,因有较低的熔融粘度,能快速流动。易于充模,充模后凝固点高,能快速定型,故成型周期短,生产效率高。
尼龙6的缺点:
易吸水,吸水性大,饱和水可以达到3%以上。一定的程度上影响尺寸稳定性和电性能,特别是薄壁件增厚影响较大,吸水亦会大大降低塑料的机械强度。
耐光性较差,在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐,继而破碎开裂。
注塑技术要求较严,微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制;制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度;壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形;制件后加工时设备精度要求高。
会吸收水、醇而溶胀,不耐强酸及氧化剂,不能作耐酸材料使用。
改性方向
玻纤增强PA6具有质轻、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、容易成型加工等优良的性能,广泛应用在纤维、工程塑料和薄膜等领域,但是PA6的分子链段中含有极性强的酰胺基团,容易与水分子形成氢键,产品具有吸水性大、尺寸稳定性差、干态和低温时冲击强度低、耐强酸强碱性差等缺点。随着科技的发展及生活质量水平的提高,传统PA6材料在某些性能方面的缺陷已经限制了其在一些领域的发展。为了改善PA6的性能,扩展其应用领域,应对PA6进行改性。
1. 共混改性
共混改性是通过将尼龙6与PP、PE、ABS、PET、PC、POM、PPO等塑料或热塑性聚氨酯弹性体、三元乙丙橡胶等弹性体或其他材料共混,而对尼龙6进行改性的一种常用方法。通过共混改性,将尼龙6与其它材料优势互补,可以有效地提高尼龙6的力学性能和尺寸稳定性、降低吸水率等。
2. 填充增强改性
填充增强改性是对PA6进行物理 改性的一种常用方法,指的是通过在基体中添加玻璃纤维、碳纤维、晶须、硅灰石、碳酸钙、滑石粉、稀土、云母、二氧化硅等填料对PA6进行改性,显著地提高材料的力学性能、阻燃性能、导热性能、尺寸稳定性等。
3. 共聚改性
PA6共聚改性主要包括酰胺和酰胺单体之间、酰胺和非酰胺单体之间的共聚,通过共聚改性可以对分子链进行改造设计,将其他官能团或高聚物接枝、嵌段到PA6分子链上,提高其各方面的性能,制备出满足特定要求的 PA6 共聚新产品。
4. 纳米复合改性
目前主要用来改性PA6的纳米材料有碳纤维、碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、无机纳米粒子等。利用纳米材料比表面积大、良好的力学性能、导电性能、导热性能等独特优势,将PA6与纳米材料通过熔融共混和原位聚合等方式进行复合改性,从而增强PA6各方面的性能。
产品应用
纤维级切片
可用于纺民用丝,做内衣、袜子、衬衣等;用于纺工业丝,做轮胎帘线、帆布线、降落伞、绝缘材料、渔网丝、安全带等。
工程塑料级切片
可用于生产精密机器的齿轮、外壳、软管、耐油容器、电缆护套、纺织工业的设备零件等。
拉膜级切片
可用于包装工业,如食品包装、医用包装等
尼龙复合材料
包括抗冲击尼龙、增强耐高温尼龙等,用于制作有特殊需求的用具,如增强耐高温尼龙可用于制造冲击钻、剪草机等。
汽车制品
目前PA6汽车制品种类繁多,如散热器箱、加热器箱、散热器叶片、转向柱罩、尾灯罩、定时齿轮外罩、风扇叶片、各种齿轮、散热器水室、空气滤清器外壳、进气歧管、控制开关、进气导管、真空连接管、安全气囊、电气仪表外壳、刮水器、泵叶轮、轴承、衬套、阀座、车门把手、车轮罩等,总之,涉及汽车发动机部件、电气部件、车身部件和安全气囊等多部位。
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时为称尼龙,用作合成纤维时称为锦纶。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同,可制得多种不同的聚酰胺,目前聚酰胺品种多达几十种,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最为广泛。
聚酰胺-6是脂肪族聚酰胺,具有质轻、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、容易成型加工等优良的性能,广泛应用在纤维、工程塑料和薄膜等领域,但是PA6的分子链段中含有极性强的酰胺基团,容易与水分子形成氢键,产品具有吸水性大、尺寸稳定性差、干态和低温时冲击强度低、耐强酸强碱性差等缺点。
性能优点&缺点
尼龙6的优点:
机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。
耐疲劳性能突出,制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。软化点高,耐热。
表面光滑,摩擦系数小,耐磨。作活动机械构件时有自润滑性,噪声低,在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用。
耐腐蚀,十分耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油,耐芳烃类化合物和一般溶剂,对芳香族化合物呈惰性,但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。
有自熄性,无毒,无臭,耐候性好,对生物侵蚀呈惰性,有良好的抗菌、抗霉能力。
有优良的电气性能,电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下,可作工频绝缘材料,即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。
制件重量轻、易染色、易成型,因有较低的熔融粘度,能快速流动。易于充模,充模后凝固点高,能快速定型,故成型周期短,生产效率高。
尼龙6的缺点:
易吸水,吸水性大,饱和水可以达到3%以上。一定的程度上影响尺寸稳定性和电性能,特别是薄壁件增厚影响较大,吸水亦会大大降低塑料的机械强度。
耐光性较差,在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐,继而破碎开裂。
注塑技术要求较严,微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制;制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度;壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形;制件后加工时设备精度要求高。
会吸收水、醇而溶胀,不耐强酸及氧化剂,不能作耐酸材料使用。
改性方向
玻纤增强PA6具有质轻、强度大、抗磨损、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、容易成型加工等优良的性能,广泛应用在纤维、工程塑料和薄膜等领域,但是PA6的分子链段中含有极性强的酰胺基团,容易与水分子形成氢键,产品具有吸水性大、尺寸稳定性差、干态和低温时冲击强度低、耐强酸强碱性差等缺点。随着科技的发展及生活质量水平的提高,传统PA6材料在某些性能方面的缺陷已经限制了其在一些领域的发展。为了改善PA6的性能,扩展其应用领域,应对PA6进行改性。
1. 共混改性
共混改性是通过将尼龙6与PP、PE、ABS、PET、PC、POM、PPO等塑料或热塑性聚氨酯弹性体、三元乙丙橡胶等弹性体或其他材料共混,而对尼龙6进行改性的一种常用方法。通过共混改性,将尼龙6与其它材料优势互补,可以有效地提高尼龙6的力学性能和尺寸稳定性、降低吸水率等。
2. 填充增强改性
填充增强改性是对PA6进行物理 改性的一种常用方法,指的是通过在基体中添加玻璃纤维、碳纤维、晶须、硅灰石、碳酸钙、滑石粉、稀土、云母、二氧化硅等填料对PA6进行改性,显著地提高材料的力学性能、阻燃性能、导热性能、尺寸稳定性等。
3. 共聚改性
PA6共聚改性主要包括酰胺和酰胺单体之间、酰胺和非酰胺单体之间的共聚,通过共聚改性可以对分子链进行改造设计,将其他官能团或高聚物接枝、嵌段到PA6分子链上,提高其各方面的性能,制备出满足特定要求的 PA6 共聚新产品。
4. 纳米复合改性
目前主要用来改性PA6的纳米材料有碳纤维、碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、无机纳米粒子等。利用纳米材料比表面积大、良好的力学性能、导电性能、导热性能等独特优势,将PA6与纳米材料通过熔融共混和原位聚合等方式进行复合改性,从而增强PA6各方面的性能。
产品应用
纤维级切片
可用于纺民用丝,做内衣、袜子、衬衣等;用于纺工业丝,做轮胎帘线、帆布线、降落伞、绝缘材料、渔网丝、安全带等。
工程塑料级切片
可用于生产精密机器的齿轮、外壳、软管、耐油容器、电缆护套、纺织工业的设备零件等。
拉膜级切片
可用于包装工业,如食品包装、医用包装等
尼龙复合材料
包括抗冲击尼龙、增强耐高温尼龙等,用于制作有特殊需求的用具,如增强耐高温尼龙可用于制造冲击钻、剪草机等。
汽车制品
目前PA6汽车制品种类繁多,如散热器箱、加热器箱、散热器叶片、转向柱罩、尾灯罩、定时齿轮外罩、风扇叶片、各种齿轮、散热器水室、空气滤清器外壳、进气歧管、控制开关、进气导管、真空连接管、安全气囊、电气仪表外壳、刮水器、泵叶轮、轴承、衬套、阀座、车门把手、车轮罩等,总之,涉及汽车发动机部件、电气部件、车身部件和安全气囊等多部位。