聚酰胺(PA、俗稱尼龍)具有良好的綜合性能,包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性,且摩擦系數(shù)低,有一定的阻燃性,易于加工,適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性,提高性能和擴大應(yīng)用范圍。聚酰胺可由二元胺和二元酸制取,也可以用ω-氨基酸或環(huán)內(nèi)酰胺來合成。根據(jù)二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子數(shù)的不同,可制得多種不同的聚酰胺,目前聚酰胺品種多達幾十種,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的應(yīng)用最廣泛。為了提質(zhì)增效,一些生產(chǎn)廠家依據(jù)不同需求進行改性制作的改性尼龍出現(xiàn)在人們的視野中。作為工程塑料的一種,改性尼龍大致包括:增強尼龍,增韌尼龍,耐磨尼龍,無鹵阻燃尼龍,導(dǎo)電尼龍,阻燃尼龍等等。
改性尼龍的優(yōu)點
概括起來,主要在以下幾方面進行改性。
①改善尼龍的吸水性,提高制品的尺寸穩(wěn)定性。
②提高尼龍的阻燃性,以適應(yīng)電子、電氣、通訊等行業(yè)的要求。
③提高尼龍的機械強度,以達到金屬材料的強度,取代金屬
④提高尼龍的抗低溫性能,增強其對耐環(huán)境應(yīng)變的能力。
⑤提高尼龍的耐磨性,以適應(yīng)耐磨要求高的場合。
⑥提高尼龍的抗靜電性,以適應(yīng)礦山及其機械應(yīng)用的要求。
⑦提高尼龍的耐熱性,以適應(yīng)如汽車發(fā)動機等耐高溫條件的領(lǐng)域。
⑧降低尼龍的成本,提高產(chǎn)品競爭力。
其它諸如耐化學(xué)藥品性、耐候性、尺寸安定性佳等等性質(zhì),都是依據(jù)一些生產(chǎn)廠家所需求的不同而進行改性制作的,改性尼龍具有很多的特性,因此,在汽車、電氣設(shè)備、機械部構(gòu)、交通器材、紡織、造紙機械等方面得到廣泛應(yīng)用??傊ㄟ^上述改進,我們可以實現(xiàn)尼龍復(fù)合材料的高性能化與功能化。
幾種尼龍改性案例
玻璃纖維增強PA
在PA 加入30% 的玻璃纖維,PA 的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞強度是未增強的2.5 倍。玻璃纖維增強PA 的成型工藝與未增強時大致相同,但因流動較增強前差,所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高,機筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會沿流動方向取向,引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強,導(dǎo)致制品變形翹曲,因此,模具設(shè)計時,澆口的位置、形狀要合理,工藝上可以提高模具的溫度,制品取出后放入熱水中讓其緩慢冷卻。另外,加入玻纖的比例越大,其對注塑機的塑化元件的磨損越大,最好是采用雙金屬螺桿、機筒。
阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃劑,大部分阻燃劑在高溫下易分解,釋放出酸性物質(zhì),對金屬具有腐蝕作用,因此,塑化元件(螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等)需鍍硬鉻處理。工藝方面,盡量控制機筒溫度不能過高,注射速度不能太快,以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學(xué)性能下降。
透明PA
具有良好的拉伸強度、耐沖擊強度、剛性、耐磨性、耐化學(xué)性、表面硬度等性能,透光率高,與光學(xué)玻璃相近,加工溫度為300-315 ℃,成型加工時,需嚴格控制機筒溫度,熔體溫度太高會因降解而導(dǎo)致制品變色,溫度太低會因塑化不良而影響制品的透明度。模具溫度盡量取低些,模具溫度高會因結(jié)晶而使制品的透明度降低。
耐候PA
在PA 中加入了碳黑等吸收紫外線的助劑,這些對PA的自潤滑性和對金屬的磨損大大增強,成型加工時會影響下料和磨損機件。因此,需要采用進料能力強及耐磨性高的螺桿、機筒、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈組合。聚酰胺分子鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)單無是酰胺基的一類聚合物。
改性尼龍發(fā)展趨勢
改性尼龍未來發(fā)展趨勢如下:
①高強度高剛性尼龍的市場需求量越來越大,新的增強材料如無機晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的品種,主要是用于汽車發(fā)動機部件,機械部件以及航空設(shè)備部件。
②尼龍合金化將成為改性工程塑料發(fā)展的主流。尼龍合金化是實現(xiàn)尼龍高性能的重要途徑,也是制造尼龍、尼龍專用料、提高尼龍性能的主要手段。通過摻混其他高聚物,來改善尼龍的吸水性,提高制品的尺寸穩(wěn)定性,以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而,適用車種不同要求的用途。
③納米尼龍的制造技術(shù)與應(yīng)用將得到迅速發(fā)展。納米尼龍的優(yōu)點在于其熱性能、力學(xué)性能、阻燃性、阻隔性比純尼龍高,而制造成本與普通尼龍相當(dāng)。因而,具有很大的競爭力。
④用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增,綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視。
⑤抗靜電、導(dǎo)電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設(shè)備、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加工助劑的研究與應(yīng)用,將推動改性尼龍的功能化、高性能化的進程。
⑦綜合技術(shù)的應(yīng)用,產(chǎn)品的精細化是推動其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。
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