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尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好,因而容易增强。
但是尼龙染色性差,不易着色。
尼龙的吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。
其中尼龙66的硬度、刚性最高,但韧性最差。
尼龙的燃烧性为UL94V2级,氧指数为24-28。
尼龙的分解温度﹥299℃,在449℃-499℃会发生自燃。
尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。
1.2.性能特点与用途
1.2.1.PA6
物性:
乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物;
可自由着色,韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温,耐细菌、能慢燃,离火慢熄,有滴落、起泡现象。
最高使用温度可达180℃,加抗冲改性剂后会降至160℃;
用15%-50%玻纤增强,可提高至199℃,无机填充PA能提高其热变形温度。
加工:
成型加工性极好,可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。
PA6是吸水率最高的PA,尺寸稳定性差,并影响电性能(击穿电压)。
应用:
轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、储油容器等。
1.2.2.PA66
半透明或不透明的乳白色结晶聚合物,受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光,机械强度较高,耐应力开裂性好,是耐磨性最好的PA,自润滑性优良,仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛,耐热性也较好,属自熄性材料,化学稳定性好,尤其耐油性极佳,但易溶于苯酚,甲酸等极性溶剂,加碳黑可提高耐候性;
吸水性大,因而尺寸稳定性差。
成型加工性好,可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。
与尼龙6基本相同,还可作把手、壳体、支撑架等。
1.2.3.PA610
半透明、乳白色结晶型热塑性聚合物,性能介于PA6和PA66之间,但相对密度小,具有较好的机械强度和韧性;
吸水性小,因而尺寸稳定性好;
耐强碱,比PA6和PA66更耐弱酸,耐有机溶剂,但也溶于酚类和甲酸中;
属自熄性材料。
作为重要的工程塑料,尼龙610(PA610)可用于制作各种结构件,但在高温(≥150℃)、卤水、油类和强的外力冲击下时,结构件会产生形变甚至断裂,所以必须改性。
改性方法有接枝、共聚、共混、原位聚合、填充和交联等,但单一改性不能达到满意的效果。
采用玻纤(GF)增强和辐照来改性PA610,能提高PA610的力学强度,耐温等级,耐油和耐水性能。
机械制造(汽车用齿轮、衬垫、轴承、滑轮等)、精密部件、输油管、储油容器、传动带、仪表壳体、纺织机械部件等。
1.2.4.PA612
除具有一般PA特点外,还具有相对宽度小、吸水性低、尺寸稳定性好的优点,有较高的拉伸强度和冲击强度。
精密机械部件、电线电缆绝缘层、枪托、弹药箱工具架、线圈等。
1.2.5.PA11
白色、半透明结晶型聚合物,相对密度小,熔点低,吸水性低,尺寸稳定性好,柔性好,耐曲折,低温冲击性好,成型温度范围宽,成纤亦好,染色性差,可添加石墨、二硫化钼、玻璃纤维增强改性。
用一般热塑性塑料成型工艺,可烧结成型、流延成膜、金属表面静电粉末涂覆和火焰喷涂,发泡。
输送汽油的硬管和软管、电缆护套、食品包装膜、发泡建材、静电喷涂等。
1.2.6.PA12
尼龙12与尼龙11性能相似,相对密度小,仅1.02,是尼龙系列中最小的;
吸水率低,尺寸稳定性好;
耐低温性优良,可达-70℃;
熔点低,成型加工容易,成型温度范围较宽;
柔软性、化学稳定性、耐油性、耐磨性均较好,且属自熄性材料。
长期使用温度为80℃(经热处理后可达90℃),在油中可于100℃下长期工作,惰性气体中可长期工作温度为110℃。
可采用注塑、挤出等方法加工成单丝、薄膜、板、棒、型材,粉末可采用流动床浸渍法、静电涂装法、旋转成型等方法加工,尤其适宜在金属表面涂覆和喷涂。
轴承、齿轮、精密部件、油管、软管、电线电缆护套等。
1.2.7.PA1010
白色或微黄色半透明颗粒。
质轻且坚硬,具有吸水性小,尺寸稳定性好,无毒,电绝缘性能优异等特点。
在-40℃下仍保持一定韧性。
增强后具有高强度、耐磨等优点,并提高了原树脂的热稳定性和尺寸稳定性,是一种极优良的工程塑料。
广泛应用于航天航空、造船、汽车、纺织、仪表、电气、医疗器械等领域。
增强后可用作泵的叶轮、自动打字机的凸轮、各种高负荷的机械零件、工具把手、电器开关、设备建筑结构件、汽车、船舶的加油孔盖轴承、齿轮等。
1.2.8.其他
为了得到优异的综合性能,尼龙也经常进行改性后再使用,最典型的改性方法为增强和增韧。
1.2.8.1.增强尼龙
用增强材料来提高尼龙性能。
增强材料有玻璃纤维,石棉纤维,碳纤维,钛金属等,其中以玻璃纤维为主,提高尼龙的耐热性、尺寸稳定性、刚性、机械性能(拉伸强度和弯曲强度)等,特别是机械性能提高,使之成为性能优良的工程塑料。
1.2.8.2.增韧尼龙
增韧尼龙又名高抗冲尼龙,以尼龙66、尼龙6为基体,通过与接枝韧性聚合物共混的方法而制得。
虽然强度、刚性、耐热性比母体尼龙有所下降,但冲击强度可提高10倍以上,并具有优异的耐磨性和尺寸稳定性。
1.3.常用聚酰胺品名
PA
聚酰胺(尼龙)
PA-6
聚己内酰胺(尼龙6)
PA-66
聚己二酸己二胺(尼龙66)
PA-1010
聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)
PA-11
聚十一酰胺(尼龙11)
PA-12
聚十二酰胺(尼龙12)
PA-610
聚癸二酰乙二胺(尼龙610)
PA-612
聚十二烷二酰己二胺(尼龙612)
PA-8
聚辛酰胺(尼龙8)
PA-9
聚9-氨基壬酸(尼龙9)
适用于尺寸稳定性、抗冲击,耐磨、强度高、阻燃性能好的制件、尤其是替代某些金属的大型结构制件。
并可用于电子接插件、风扇叶、线圈骨架、开关、继电器、外壳、轴承架、轴套、齿轮、机械零件、阀门配件、水泵配件、钓鱼工具、纺织器材、运动器材、矿山机械、手柄、汽车水箱、发动机气门室罩、汽车电器、正驶齿轮罩、轮护板、电动工具外壳及配件等。
PA6原料,利用新型阻燃体系,为适应国际上高度阻燃安全性、电绝缘安全性和高强度综合性能要求而研制的高档次的注射级品种。
PA6系列产品适用于耐热、绝缘高的电器件及其它电子产品,汽车水箱上下水室,它具有优良的,耐磨性、高强度、高刚性、耐蠕度、磨擦系数低,可用于运动部件、汽车配件、铁路构件、摩托车、运动器材、齿轮、纺织部件等。
2.尼龙材料
2.1.概述
2.1.1.产品定义以及中英文名称
聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide(简称PA)[p?
li'
?
maid],是分子主链上含有重复酰胺基团-[-NHCO-]-的热塑性树脂总称。
包括脂肪族PA,脂肪——芳香族PA和芳香族PA。
其中,脂肪族PA品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
2.1.2.尼龙的种类
尼龙1938年在美国被成功的合成,是世界上出现的第一种合成纤维。
尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,它的合成是合成纤维工业的重大突破,同时也是高分子化学的一个重要里程碑。
尼龙的主要品种是尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(聚己二酸己二胺),占绝对主导地位,其次是尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13,新品种有尼龙6I,尼龙9T和特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等,尼龙的改性品种数量繁多,如增强尼龙,单体浇铸尼龙(MC尼龙),反应注射成型(RIM)尼龙,芳香族尼龙,透明尼龙,高抗冲(超韧)尼龙,电镀尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙,尼龙与其他聚合物共混物和合金等,满足不同特殊要求,广泛用作金属,木材等传统材料代用品,作为各种结构材料。
尼龙是最重要的工程塑料,产量在五大通用工程塑料中居首位。
2.1.3.尼龙的改性
由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。
(1)玻璃纤维增强PA:
在PA加入30%的玻璃纤维,PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。
玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。
由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。
另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆和机筒。
(2)阻燃PA:
由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬铬处理。
在工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。
(3)透明PA:
具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能,透光率高,与光学玻璃相近,加工温度为300~315℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。
模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。
(4)耐候PA:
在PA中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。
因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。
2.1.4.尼龙的用途
聚酰胺(PA)具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。
聚酰胺主要用于合成纤维,其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维,比棉花耐磨性高10倍,比羊毛高20倍,在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维,可大大提高其耐磨性。
聚酰胺用作合成纤维时称为锦纶,用作塑料时称为尼龙。
聚酰胺6,由己内酰胺通过开环聚合而得,根据聚合后分子量的大小,也就是相对粘度的大小,分为民用和工业用。
工业用尼龙6要求相对强度要大,因此相对粘度要大,一般≥3.0才能用来制造工程塑料。
由于聚酰胺具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性,因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。
聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度,主要做合成纤维并可作为医用缝线。
锦纶在民用上可以混纺或纯纺成各种医疗及针织品。
锦纶长丝多用于针织及丝绸工业,如织单丝袜、弹力丝袜等各种耐磨解释的锦纶袜,锦纶纱巾,蚊帐,锦纶花边,弹力
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