尼龍(long)是美國杰出(chu)的(de)科(ke)學家卡羅瑟斯(si)(Carothers)及(ji)其(qi)領導下的(de)一(yi)個科(ke)研小組研制(zhi)出(chu)來的(de),是世界上(shang)出(chu)現的(de)第一(yi)種(zhong)(zhong)合成纖維,尼龍(long)是聚酰(xian)胺纖維(錦綸)的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)說法(fa)。
尼(ni)龍的出現(xian)使紡織(zhi)品(pin)的面(mian)貌煥然一(yi)新(xin),它的合成是合成纖維工業的重大突破,同時也是高分(fen)子化學的一(yi)個非常(chang)重要里程碑。
聚酰胺俗稱尼(ni)龍(Nylon),英文名(ming)稱Polyamide(簡稱PA),是分子主鏈上含有重(zhong)復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑(su)性樹脂(zhi)總稱,包括脂(zhi)肪族(zu)PA,脂(zhi)肪—芳香族(zu)PA和(he)芳香族(zu)PA。其(qi)中脂(zhi)肪族(zu)PA品種多(duo),產量大,應用廣(guang)泛,其(qi)命名(ming)由合成單體具體的碳原子數而定。由美國著名(ming)化學家卡羅瑟(se)斯和(he)他的科研小組發明的。
常用的(de)錦綸纖維可分為兩大類。
一(yi)類是(shi)由二(er)(er)胺和二(er)(er)酸縮(suo)聚(ju)而(er)得的(de)聚(ju)二(er)(er)酸二(er)(er)胺,其長鏈分子的(de)化學結構式為:
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這類錦(jin)綸(lun)的相對(dui)分子(zi)量一般為17000-23000。根據所用二(er)元(yuan)胺和二(er)元(yuan)酸的碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)不同,可(ke)以得到不同的錦(jin)綸(lun)產品,并可(ke)通過加在錦(jin)綸(lun)后(hou)的數(shu)字(zi)區別,其中前一數(shu)字(zi)是(shi)二(er)元(yuan)胺的碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu),后(hou)一數(shu)字(zi)是(shi)二(er)元(yuan)酸的碳(tan)原(yuan)子(zi)數(shu)。例如錦(jin)綸(lun)66,說明(ming)它是(shi)由(you)己二(er)胺和己二(er)酸縮聚制(zhi)得;錦(jin)綸(lun)610,說明(ming)它是(shi)由(you)己二(er)胺和癸二(er)酸制(zhi)得。
另一類是由內(nei)酰胺縮(suo)聚(ju)或開環(huan)聚(ju)合(he)得到的,其長鏈分子的化學結(jie)構式為:
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根(gen)據其單元結構所含碳原(yuan)(yuan)子數目,可得到不同(tong)品種的命名。例如(ru)錦綸6,說明它是由含6個碳原(yuan)(yuan)子的己內酰胺開環(huan)聚合而得。
錦綸(lun)(lun)(lun)6、錦綸(lun)(lun)(lun)66及其他脂肪(fang)族錦綸(lun)(lun)(lun)都(dou)由(you)帶有(you)酰胺(an)鍵(-NHCO-)的(de)線型大分(fen)(fen)子(zi)組(zu)成。錦綸(lun)(lun)(lun)分(fen)(fen)子(zi)中有(you)-CO-、-NH-基團(tuan),可(ke)以在分(fen)(fen)子(zi)間或分(fen)(fen)子(zi)內形(xing)成氫鍵結合,也可(ke)以與(yu)其他分(fen)(fen)子(zi)相結合,所以錦綸(lun)(lun)(lun)吸(xi)濕能力較(jiao)(jiao)好,并(bing)且能夠(gou)形(xing)成較(jiao)(jiao)好的(de)結晶結構。
錦綸(lun)分子中的-CH2-(亞(ya)甲基)之(zhi)間因只能產生較弱的范德華(hua)力,所以(yi)-CH2-鏈段部分的分子鏈卷(juan)曲度較大(da)。各種錦綸(lun)因今-CH2-的個數不同(tong)(tong),使分子間氫鍵(jian)的結合形式不完(wan)全相(xiang)同(tong)(tong),同(tong)(tong)時分子卷(juan)曲的概率也不一樣。另外,有些(xie)錦綸(lun)分子還有方(fang)向(xiang)性(xing)(xing)。分子的方(fang)向(xiang)性(xing)(xing)不同(tong)(tong),纖維的結構性(xing)(xing)質也不完(wan)全相(xiang)同(tong)(tong)。
采(cai)用(yong)熔紡法制得的(de)(de)(de)錦綸(lun)(lun)在顯微鏡中(zhong)觀察(cha)到的(de)(de)(de)形(xing)態結構具(ju)有圓形(xing)的(de)(de)(de)截(jie)面和無(wu)特(te)殊的(de)(de)(de)縱向結構。在電子顯微鏡下可觀察(cha)到絲(si)狀的(de)(de)(de)原纖(xian)組織,錦綸(lun)(lun)66的(de)(de)(de)原纖(xian)寬(kuan)約10-15nm。如用(yong)異形(xing)噴絲(si)板,可制成各種特(te)殊截(jie)面形(xing)狀的(de)(de)(de)錦綸(lun)(lun),如多(duo)角(jiao)形(xing)、多(duo)葉形(xing)、中(zhong)空等異形(xing)截(jie)面。它的(de)(de)(de)聚焦態結構與(yu)紡絲(si)過(guo)程的(de)(de)(de)拉伸(shen)及熱處(chu)理有密切(qie)關系。不同(tong)錦綸(lun)(lun)的(de)(de)(de)大分子主鏈都由(you)碳原子和氮原子相連而成。
異(yi)形(xing)(xing)纖(xian)(xian)(xian)維可改變(bian)纖(xian)(xian)(xian)維的彈性(xing),使纖(xian)(xian)(xian)維具有特殊的光(guang)澤與膨松性(xing),并改善纖(xian)(xian)(xian)維的抱合性(xing)能(neng)與覆蓋(gai)能(neng)力以及抗起(qi)球(qiu)、減少靜(jing)電等(deng)性(xing)能(neng)。如三(san)角形(xing)(xing)纖(xian)(xian)(xian)維有閃光(guang)效應;五葉形(xing)(xing)纖(xian)(xian)(xian)維有肥(fei)光(guang)般光(guang)澤,手感(gan)良(liang)好,并抗起(qi)球(qiu);中(zhong)空纖(xian)(xian)(xian)維由于內部有空腔,密度小,保暖性(xing)好。
聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(PA,俗稱(cheng)尼(ni)龍(long)(long))是美國DuPont公(gong)司最先開發用于纖維的樹(shu)脂,于1939年(nian)實現工(gong)業化。20世紀50年(nian)代開始開發和(he)生產注塑(su)(su)制品,以取(qu)代金屬滿足下游工(gong)業制品輕量化、降低(di)成本(ben)的要(yao)求。聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)主鏈上(shang)含有許多重(zhong)復的酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)基,用作塑(su)(su)料時稱(cheng)尼(ni)龍(long)(long),用作合成纖維時我們(men)稱(cheng)為錦綸,聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)可由二(er)元胺(an)(an)和(he)二(er)元酸制取(qu),也(ye)可以用ω-氨(an)(an)基酸或環內酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)來(lai)合成。根據(ju)二(er)元胺(an)(an)和(he)二(er)元酸或氨(an)(an)基酸中(zhong)(zhong)含有碳原子數的不同,可制得(de)多種不同的聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an),聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)品種多達幾十(shi)種,其(qi)中(zhong)(zhong)以聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-6、聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-66和(he)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-610的應用最廣泛(fan)。
聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的(de)鏈節(jie)結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚酰胺-6和聚酰胺-66主要用于(yu)紡制合成纖維,稱為錦綸-6和錦綸-66。尼(ni)龍-610則是一(yi)種力學性能優良的(de)熱塑(su)性工程塑(su)料。
PA具有良好的綜(zong)合性(xing)(xing)(xing)能,包括力學性(xing)(xing)(xing)能、耐熱性(xing)(xing)(xing)、耐磨損性(xing)(xing)(xing)、耐化學藥品性(xing)(xing)(xing)和自潤滑性(xing)(xing)(xing),且摩擦系數低,有一(yi)定的阻(zu)燃性(xing)(xing)(xing),易于加(jia)工,適于用(yong)玻璃纖維和其他填料填充增強改性(xing)(xing)(xing),提高性(xing)(xing)(xing)能和擴大應用(yong)范(fan)圍。
PA的品種(zhong)繁(fan)多,有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及(ji)近幾年(nian)開(kai)(kai)發(fa)的半芳香(xiang)族尼(ni)(ni)龍PA6T和特種(zhong)尼(ni)(ni)龍等很多新品種(zhong)。尼(ni)(ni)龍-6塑料制品可采用金屬鈉、氫氧化(hua)鈉等為(wei)(wei)主催化(hua)劑(ji),N-乙酰基己內酰胺為(wei)(wei)助催化(hua)劑(ji),使(shi)δ-己內酰胺直接在模(mo)型中通過(guo)負離子(zi)開(kai)(kai)環聚(ju)合而制得,稱為(wei)(wei)澆(jiao)注尼(ni)(ni)龍。用這(zhe)種(zhong)方(fang)法便于制造大型塑料制件。
聚酰胺主(zhu)要用于(yu)(yu)合成纖維,其(qi)最突(tu)出的優(you)點是耐磨(mo)性(xing)高(gao)于(yu)(yu)其(qi)他所(suo)有纖維,比棉花耐磨(mo)性(xing)高(gao)10倍,比羊毛高(gao)20倍,在混紡(fang)織物中(zhong)稍加入(ru)一些聚酰胺纖維,可大大提高(gao)其(qi)耐磨(mo)性(xing);當拉伸(shen)至3-6%時,彈(dan)性(xing)回復率(lv)可達(da)100%;能經(jing)受上(shang)萬次折撓而不斷裂。
聚酰胺(an)(an)纖維(wei)(wei)(wei)的(de)(de)強(qiang)度比(bi)棉(mian)花高(gao)1-2倍、比(bi)羊毛高(gao)4-5倍,是(shi)粘(zhan)膠纖維(wei)(wei)(wei)的(de)(de)3倍。但聚酰胺(an)(an)纖維(wei)(wei)(wei)的(de)(de)耐熱性(xing)(xing)和(he)耐光(guang)性(xing)(xing)較差,保持性(xing)(xing)也不(bu)佳,做成(cheng)的(de)(de)衣服不(bu)如滌綸(lun)挺括。另外,用于衣著(zhu)的(de)(de)錦(jin)綸(lun)-66和(he)錦(jin)綸(lun)-6都存在吸濕(shi)性(xing)(xing)和(he)染色性(xing)(xing)差的(de)(de)缺點(dian)(dian),為此開發(fa)了聚酰胺(an)(an)纖維(wei)(wei)(wei)的(de)(de)新品種——錦(jin)綸(lun)-3和(he)錦(jin)綸(lun)-4的(de)(de)新型聚酰胺(an)(an)纖維(wei)(wei)(wei),具有(you)質(zhi)輕、防皺性(xing)(xing)優良、透氣性(xing)(xing)好(hao)(hao)以及良好(hao)(hao)的(de)(de)耐久性(xing)(xing)、染色性(xing)(xing)和(he)熱定型等特點(dian)(dian),因(yin)此被認為是(shi)很有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)途的(de)(de)。
該類產品用(yong)途(tu)廣,是(shi)以塑代(dai)鋼、鐵、銅等(deng)金(jin)屬(shu)的好材(cai)料,是(shi)重要的工程塑料;鑄(zhu)型尼龍廣泛代(dai)替機械設備(bei)的耐(nai)磨(mo)部件(jian)(jian)(jian)(jian),代(dai)替銅和合金(jin)作(zuo)設備(bei)的耐(nai)磨(mo)損件(jian)(jian)(jian)(jian)。適用(yong)于制作(zuo)耐(nai)磨(mo)零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian),傳動結構(gou)件(jian)(jian)(jian)(jian),家用(yong)電(dian)器零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian),汽車(che)制造(zao)零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian),絲(si)桿防(fang)止機械零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian),化工機械零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian),化工設備(bei)。如渦輪(lun)、齒輪(lun)、軸(zhou)承、葉(xie)輪(lun)、曲柄、儀(yi)表板,驅動軸(zhou),閥門、葉(xie)片、絲(si)桿、高壓墊圈(quan)、螺絲(si)、螺母、密封圈(quan),梭子、套簡,軸(zhou)套連接器等(deng)。
由于聚酰(xian)(xian)胺(an)具(ju)有(you)無毒、質輕、優良的機(ji)械強度、耐(nai)磨(mo)性及較好的耐(nai)腐(fu)蝕性,因此廣(guang)泛應用(yong)(yong)于代替銅等金屬(shu)在機(ji)械、化工、儀表(biao)、汽車等工業(ye)中制(zhi)造軸(zhou)承、齒輪、泵葉及其他零件。聚酰(xian)(xian)胺(an)熔融紡成(cheng)絲后有(you)很(hen)高(gao)的強度,主要做合成(cheng)纖維并(bing)可作為醫用(yong)(yong)縫線。
在(zai)民用(yong)上(shang),可以(yi)混紡或(huo)(huo)純(chun)紡成各(ge)種(zhong)(zhong)醫(yi)療及(ji)針織(zhi)品(pin)(pin)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)長(chang)絲(si)多(duo)用(yong)于針織(zhi)及(ji)絲(si)綢工業(ye),如織(zhi)單(dan)絲(si)襪、彈力絲(si)襪等各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨(mo)(mo)的錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)襪,錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)紗巾,蚊帳,錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)花(hua)邊,彈力錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)外衣(yi)(yi),各(ge)種(zhong)(zhong)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)綢或(huo)(huo)交織(zhi)的絲(si)綢品(pin)(pin)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)短纖維大都用(yong)來與羊毛或(huo)(huo)其他化學纖維的毛型產品(pin)(pin)混紡,制(zhi)成各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨(mo)(mo)經穿的衣(yi)(yi)料(liao)。
在(zai)工業上錦綸大(da)量用(yong)(yong)來制(zhi)造簾(lian)子(zi)線、工業用(yong)(yong)布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁(yu)網等。在(zai)國(guo)防上主要用(yong)(yong)作降落傘(san)及其他軍用(yong)(yong)織物。
1927年美(mei)國(guo)最大的化(hua)學工業公(gong)司決定每年支付25萬(wan)美(mei)元作為研(yan)究費用,并開始聘請化(hua)學研(yan)究人(ren)員。
1928年(nian),該(gai)公司成立了(le)基礎化學研究(jiu)所,年(nian)僅(jin)32歲(sui)的卡羅(luo)瑟斯(si)博士受聘擔任該(gai)所的負(fu)責人。他(ta)主要從事聚(ju)(ju)合反(fan)應方面的研究(jiu)。他(ta)首(shou)先研究(jiu)雙(shuang)官能團分(fen)子的縮(suo)聚(ju)(ju)反(fan)應,通(tong)過二元(yuan)醇和(he)二元(yuan)羧酸的酯(zhi)化縮(suo)合,合成長鏈的、相(xiang)對分(fen)子質(zhi)量(liang)高(gao)(gao)(gao)的聚(ju)(ju)酯(zhi)。在不到兩年(nian)的時間內,卡羅(luo)瑟斯(si)在制備線型聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)(wu)特別是(shi)聚(ju)(ju)酯(zhi)方面,取得了(le)重要的進展,將聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)(wu)的相(xiang)對分(fen)子質(zhi)量(liang)提高(gao)(gao)(gao)到10000~25000,他(ta)把相(xiang)對分(fen)子質(zhi)量(liang)高(gao)(gao)(gao)于10000的聚(ju)(ju)合物(wu)(wu)(wu)稱為(wei)高(gao)(gao)(gao)聚(ju)(ju)物(wu)(wu)(wu)(Superpolymer)。
1930年(nian),卡羅瑟斯的(de)助(zhu)手(shou)發現(xian),二(er)(er)元醇和二(er)(er)元羧酸通過縮聚(ju)反應制取的(de)高(gao)聚(ju)酯,其熔融物能(neng)像制棉(mian)花糖那樣抽出(chu)絲(si)來,而且這種(zhong)纖(xian)維(wei)(wei)狀的(de)細絲(si)即使冷(leng)卻(que)后還(huan)能(neng)繼續(xu)拉(la)(la)伸,拉(la)(la)伸長度可達到原來的(de)幾倍,經過冷(leng)卻(que)拉(la)(la)伸后纖(xian)維(wei)(wei)的(de)強度、彈性、透明度和光澤度都(dou)大大增加。
這種聚(ju)(ju)酯的奇特性質使他們預(yu)感(gan)到可(ke)能具有重大(da)的商業價(jia)值,有可(ke)能用熔融的聚(ju)(ju)合物來紡制(zhi)纖維。然而,繼續研究表明,從聚(ju)(ju)酯得(de)到纖維只(zhi)具有理論上的意(yi)義。因(yin)為(wei)高聚(ju)(ju)酯在100℃以下即熔化,特別(bie)易溶于(yu)各種有機(ji)溶劑(ji),只(zhi)是在水(shui)中還稍穩(wen)定些,因(yin)此不(bu)適合用于(yu)紡織。
隨后卡(ka)羅瑟斯又對一系列的(de)(de)(de)聚(ju)酯和(he)(he)聚(ju)酰胺(an)(an)類化合(he)物進行了(le)(le)深入的(de)(de)(de)研究。經(jing)過多(duo)方(fang)對比,選(xuan)定他在(zai)(zai)1935年2月(yue)28日(ri)首次由己(ji)二(er)胺(an)(an)和(he)(he)己(ji)二(er)酸合(he)成出的(de)(de)(de)聚(ju)酰胺(an)(an)-66(第一個(ge)6表示(shi)二(er)胺(an)(an)中的(de)(de)(de)碳原(yuan)子數(shu),第二(er)個(ge)6表示(shi)二(er)酸中的(de)(de)(de)碳原(yuan)子數(shu))。這種聚(ju)酰胺(an)(an)不溶于普通(tong)溶劑,熔點為263℃,高(gao)于通(tong)常使用的(de)(de)(de)熨燙溫(wen)度,拉制的(de)(de)(de)纖維具有絲的(de)(de)(de)外觀和(he)(he)光(guang)澤,在(zai)(zai)結構和(he)(he)性質(zhi)上(shang)也接近天然絲,其耐磨性和(he)(he)強度超過當時任何一種纖維。從其性質(zhi)和(he)(he)制造成本綜(zong)合(he)考慮,在(zai)(zai)已(yi)知(zhi)聚(ju)酰胺(an)(an)中它是最佳(jia)選(xuan)擇。接著(zhu),又解(jie)決了(le)(le)生(sheng)產聚(ju)酰胺(an)(an)66原(yuan)料(liao)的(de)(de)(de)工業來(lai)源問題。
1938年10月27日正式(shi)宣布世(shi)界上第一種合成(cheng)纖維誕生了,并將聚(ju)酰胺66這(zhe)種合成(cheng)纖維命(ming)名為尼龍(long)(Nylon)。尼龍(long)后(hou)來在(zai)英(ying)語中(zhong)成(cheng)了“從(cong)煤、空氣(qi)、水或其他(ta)物(wu)質合成(cheng)的(de),具有耐磨性和柔韌(ren)性、類(lei)似(si)蛋白(bai)質化學結構(gou)的(de)所有聚(ju)酰胺的(de)總稱”。
1939年(nian)實現工(gong)業化后定(ding)名(ming)為耐(nai)綸(Nylon),是最早實現工(gong)業化的合成纖維品種。
尼龍的(de)(de)(de)合成(cheng)奠定了(le)合成(cheng)纖(xian)(xian)維工業的(de)(de)(de)基礎,尼龍的(de)(de)(de)出現使紡織(zhi)品的(de)(de)(de)面貌煥然一新(xin)。用(yong)這種纖(xian)(xian)維織(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)尼龍絲(si)襪(wa)既透明又比(bi)絲(si)襪(wa)耐穿。
1939年(nian)10月24日公(gong)開(kai)銷售(shou)尼龍絲長(chang)襪時引起轟動(dong),被視為(wei)珍奇之物爭相搶(qiang)購。很(hen)多底層女人因(yin)為(wei)買不(bu)到絲襪,只好用筆在腿(tui)上繪(hui)出紋(wen)路(lu),冒充絲襪。人們(men)曾用“象(xiang)蛛絲一樣細,象(xiang)鋼絲一樣強(qiang),象(xiang)絹絲一樣美”的詞句來贊譽這種纖維(wei),到1940年(nian)5月,尼龍纖維(wei)織品的銷售(shou)遍及美國各地。
從第(di)(di)二次(ci)世界大戰爆發(fa)直到1945年,尼龍(long)(long)工業被轉向制降落(luo)傘、飛(fei)機輪(lun)胎簾子(zi)布、軍服等軍工產品。由(you)于尼龍(long)(long)的特性和廣泛(fan)的用途,第(di)(di)二次(ci)世界大戰后(hou)發(fa)展非常迅速(su),尼龍(long)(long)的各種產品從絲襪、衣服到地毯、繩索、漁網(wang)等,以難以計(ji)數(shu)的方式出現(xian)。尼龍(long)(long)是三大合成纖維(wei)之一。
1958年4月(yue),第一(yi)批中(zhong)國國產己內(nei)酰胺試(shi)驗樣品終于(yu)在(zai)遼(liao)寧(ning)省錦西(現遼(liao)寧(ning)省葫蘆島)化(hua)工廠(chang)試(shi)制(zhi)成(cheng)(cheng)功。產品送到北京纖維(wei)廠(chang)一(yi)次抽絲成(cheng)(cheng)功,從此拉開了中(zhong)國合成(cheng)(cheng)纖維(wei)工業(ye)的(de)(de)序幕(mu)。因為它(ta)誕生(sheng)在(zai)錦西(現遼(liao)寧(ning)省葫蘆島)化(hua)工廠(chang),所(suo)以這種合成(cheng)(cheng)纖維(wei)后來就被命名為“錦綸”,也就是尼龍。由于(yu)錦綸在(zai)當時一(yi)窮(qiong)二白的(de)(de)新中(zhong)國建國初期(qi)具有重要的(de)(de)國防軍事用途,因此錦綸誕生(sheng)的(de)(de)意義不言而喻。
尼龍纖維是多(duo)種人造纖維的(de)原材料。硬的(de)尼龍被用在建(jian)筑業中。用尼龍制成(cheng)的(de)熱氣(qi)球,可以做得很大。
清洗性及防污性
影響這兩種性(xing)能的(de)是纖維(wei)(wei)的(de)截(jie)面形狀及(ji)后道的(de)防污(wu)處理。而纖維(wei)(wei)本(ben)身的(de)強(qiang)度(du)及(ji)硬度(du)對清洗及(ji)防污(wu)性(xing)影響很(hen)小。
熔點及彈性
尼龍6的(de)熔點(dian)為220℃而尼龍66的(de)熔點(dian)為260℃。但對地毯的(de)使用溫度條件而言,這并不是一個差別。而較低(di)的(de)熔點(dian)使得尼龍6與尼龍66相比具有更好的(de)回彈(dan)性,抗疲勞性及熱(re)穩定(ding)性。
色牢度
色牢度并不是(shi)尼(ni)龍(long)的一個(ge)特性,是(shi)尼(ni)龍(long)中的染料而不是(shi)尼(ni)龍(long)本身在(zai)光照下褪色。
耐磨性及抗塵性
美(mei)國Clemson大學曾在Tampa國際機場分別(bie)用(yong)Zeftron500尼龍6地(di)毯(tan)和Antron XL尼龍66地(di)毯(tan)進行了一個長達兩年半的實驗。地(di)毯(tan)處(chu)于(yu)人流量極(ji)高的狀態下,結果表明:巴斯夫Zeftron500尼龍在顏色(se)保持性及(ji)絨頭耐磨性方面要稍(shao)好(hao)于(yu)AntronXL。兩種紗線的抗塵性能沒有差別(bie)。
隨著汽(qi)車的(de)小型化(hua)、電子電氣設備的(de)高性能(neng)化(hua)、機械設備輕量化(hua)的(de)進(jin)程加快(kuai),對尼(ni)龍(long)的(de)需求將(jiang)更(geng)高更(geng)大(da)。特別(bie)是尼(ni)龍(long)作(zuo)為結構(gou)性材料,對其(qi)強度、耐熱性、耐寒性等方面提出(chu)了(le)很高的(de)要(yao)求。尼(ni)龍(long)的(de)固有缺點也(ye)是限制其(qi)應(ying)用的(de)重要(yao)因(yin)素,特別(bie)是對于PA6、PA66兩大(da)品種來說,與PA46、PAl2等品種比具(ju)有很強的(de)價格優(you)勢,雖某些性能(neng)不能(neng)滿足相關行業(ye)發展的(de)要(yao)求。
因此,必(bi)須(xu)針對某一應(ying)用領域(yu)(yu),通(tong)過(guo)改性(xing)(xing),提高其某些性(xing)(xing)能(neng),來(lai)擴大其應(ying)用領域(yu)(yu)。由于PA強(qiang)極(ji)性(xing)(xing)的特點,吸濕性(xing)(xing)強(qiang),尺(chi)寸穩定性(xing)(xing)差,但可以通(tong)過(guo)改性(xing)(xing)來(lai)改善。
在(zai)PA中(zhong)加入30%的玻(bo)(bo)璃(li)纖維(wei),PA的力學性(xing)能、尺寸穩定性(xing)、耐熱(re)性(xing)、耐老化(hua)性(xing)能有明顯提(ti)高,耐疲勞強度(du)是未增(zeng)強的2.5倍。玻(bo)(bo)璃(li)纖維(wei)增(zeng)強PA的成型工(gong)藝與未增(zeng)強時(shi)大致相同,但因流(liu)動(dong)較增(zeng)強前(qian)差,所以(yi)注射(she)壓力和注射(she)速度(du)要適當提(ti)高,機(ji)筒溫度(du)提(ti)高10-40℃。由于玻(bo)(bo)纖在(zai)注塑過程中(zhong)會沿流(liu)動(dong)方向取(qu)向,引起力學性(xing)能和收(shou)縮率在(zai)取(qu)向方向上(shang)增(zeng)強,導致制品(pin)(pin)變(bian)形翹(qiao)曲,因此,模具(ju)設(she)計時(shi),澆口的位(wei)置(zhi)、形狀(zhuang)要合理,工(gong)藝上(shang)可(ke)以(yi)提(ti)高模具(ju)的溫度(du),制品(pin)(pin)取(qu)出后放入熱(re)水中(zhong)讓其(qi)(qi)緩慢冷卻(que)。另外,加入玻(bo)(bo)纖的比(bi)例越(yue)大,其(qi)(qi)對注塑機(ji)的塑化(hua)元件的磨損越(yue)大,最好是采用(yong)雙金屬(shu)螺桿(gan)、機(ji)筒。
由(you)于(yu)在PA中加入了(le)阻燃劑,大部分阻燃劑在高(gao)溫下易分解,釋(shi)放出酸性(xing)物質(zhi),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(ying)鉻處(chu)理。工(gong)藝方面,盡量控制(zhi)機(ji)筒(tong)溫度(du)不(bu)(bu)能過高(gao),注(zhu)射速度(du)不(bu)(bu)能太快(kuai),以避免因膠料溫度(du)過高(gao)而分解引起制(zhi)品變色和力學性(xing)能下降。
具有(you)良好(hao)的拉伸強度(du)(du)(du)(du)(du)、耐(nai)(nai)沖(chong)擊強度(du)(du)(du)(du)(du)、剛性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)化學性(xing)(xing)、表面硬度(du)(du)(du)(du)(du)等性(xing)(xing)能(neng),透(tou)光率(lv)高(gao)(gao),與(yu)光學玻璃(li)相(xiang)近(jin),加工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)為300--315℃,成型(xing)加工(gong)時,需嚴(yan)格控制機(ji)筒溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du),熔體溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)太(tai)高(gao)(gao)會(hui)因降解而導(dao)致制品(pin)變色,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)太(tai)低(di)會(hui)因塑(su)化不良而影響(xiang)制品(pin)的透(tou)明度(du)(du)(du)(du)(du)。模具溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)盡(jin)量(liang)取低(di)些,模具溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)高(gao)(gao)會(hui)因結(jie)晶而使制品(pin)的透(tou)明度(du)(du)(du)(du)(du)降低(di)。
在PA中(zhong)加入了(le)炭黑(hei)等吸(xi)收(shou)紫(zi)外線(xian)的(de)助劑,這(zhe)些對PA的(de)自潤滑性和對金屬的(de)磨(mo)損大大增強(qiang)(qiang),成型(xing)加工(gong)時(shi)會影響下料和磨(mo)損機件(jian)。因此,需要采(cai)用進料能力強(qiang)(qiang)及耐磨(mo)性高的(de)螺桿、機筒、過膠(jiao)頭、過膠(jiao)圈、過膠(jiao)墊圈組(zu)合(he)。聚(ju)酰(xian)胺(an)分子鏈上的(de)重復結構(gou)單(dan)元是(shi)酰(xian)胺(an)基的(de)一類聚(ju)合(he)物。
概括(kuo)起來,主要在以下幾方面進(jin)行改性:
①改善尼龍的(de)吸水性,提(ti)高制(zhi)品的(de)尺寸穩定(ding)性。
②提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)阻燃性,以(yi)適應電子、電氣、通訊等行業的(de)要求。③提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)機械強度(du),以(yi)達到金屬材料(liao)的(de)強度(du),取代(dai)金屬
④提高尼(ni)龍的抗低溫性能,增(zeng)強其(qi)對耐環境應變(bian)的能力。
⑤提高(gao)尼(ni)龍的耐磨(mo)(mo)性(xing),以(yi)適應耐磨(mo)(mo)要(yao)求(qiu)高(gao)的場合。⑥提高(gao)尼(ni)龍的抗(kang)靜(jing)電性(xing),以(yi)適應礦(kuang)山及其(qi)機械應用(yong)的要(yao)求(qiu)。
⑦提高(gao)尼龍的耐(nai)熱性,以適應(ying)如汽車發動機等耐(nai)高(gao)溫(wen)條件的領(ling)域。
⑧降低(di)尼(ni)龍的成本,提高產(chan)品(pin)競爭力。
總之(zhi),通(tong)過上述改進,實現尼龍復合材料(liao)的高性(xing)(xing)能化與功能化,進而促(cu)進相(xiang)關行(xing)業(ye)產品向高性(xing)(xing)能、高質(zhi)量方向發展。
據日本東(dong)麗(li)化學公(gong)司(si)(si)消(xiao)息(xi),該公(gong)司(si)(si)已(yi)經(jing)成功開(kai)發出直(zhi)徑比以(yi)往極細纖(xian)(xian)(xian)維還小兩位數的(de)(de)(de)納米(mi)級單絲結構(gou)的(de)(de)(de)“納米(mi)纖(xian)(xian)(xian)維”新技術,通(tong)過(guo)(guo)控(kong)制納米(mi)構(gou)造技術達到纖(xian)(xian)(xian)維細度的(de)(de)(de)極限(xian)。東(dong)麗(li)化學公(gong)司(si)(si)稱(cheng),該公(gong)司(si)(si)利用這(zhe)項新技術已(yi)經(jing)開(kai)發直(zhi)徑為10μm的(de)(de)(de)單絲140萬根以(yi)上所構(gou)成的(de)(de)(de)納米(mi)尼龍(long)纖(xian)(xian)(xian)維。這(zhe)種纖(xian)(xian)(xian)維與(yu)以(yi)往產品進(jin)行比較(jiao),表面積是過(guo)(guo)去產品的(de)(de)(de)1000倍左(zuo)右,具有很高的(de)(de)(de)表面活性。
Triangle–Raleigh尼龍纖(xian)維(wei)有許多用(yong)途,從服裝(zhuang)、地毯到(dao)繩索到(dao)微機的數據(ju)線都可以利用(yong)該種(zhong)纖(xian)維(wei)。北卡羅(luo)萊納(na)州大學(xue)紡織學(xue)院的研(yan)究員(yuan)正努力改(gai)進這種(zhong)纖(xian)維(wei),據(ju)報道說已經研(yan)制出最強(qiang)脂肪族尼龍纖(xian)維(wei)。
科學(xue)家聚合體教授--托奈里博士(shi)與(yu)紡織工(gong)程、化學(xue)和自然科學(xue)助理(li)教授理(li)查德.克塔克博士(shi)正在研(yan)究一種(zhong)方法,在不需(xu)要昂(ang)貴的(de)費用(yong)(yong)、復(fu)雜(za)的(de)過程的(de)情況下,產生更高強度的(de)尼龍纖(xian)維。他們利用(yong)(yong)脂肪族尼龍或(huo)者尼龍進行研(yan)究,這種(zhong)尼龍的(de)碳援助利用(yong)(yong)直鏈或(huo)者開放(fang)型(xing)支鏈連接在以前(qian),強調不環鏈大。
更(geng)強壯的脂肪族(zu)尼龍能(neng)夠應用于(yu)繩索(suo)、裝卸皮帶、降(jiang)落傘和汽車輪胎,或(huo)者產生能(neng)夠適(shi)合(he)(he)高(gao)溫利用的合(he)(he)成材料(liao)。這個發(fa)現在費(fei)城召開的美(mei)國化學科(ke)學年會上介紹,刊登在聚合(he)(he)體(ti)定期刊物上。
這(zhe)種(zhong)纖維利用(yong)聚(ju)合(he)(he)體(ti)或者包括(kuo)許(xu)多單位的長鏈分(fen)子制作(zuo)而成。當這(zhe)些聚(ju)合(he)(he)體(ti)鏈被整齊的安排,這(zhe)種(zhong)聚(ju)合(he)(he)體(ti)將(jiang)成水晶狀態。
這些盤繞的(de)(de)聚合體需要拉伸,如果他們要制(zhi)作(zuo)成(cheng)更強(qiang)的(de)(de)纖維(wei),需要消(xiao)除他們的(de)(de)彈性(xing)。在尼龍鏈中加(jia)入氫可以(yi)防止拉伸,因此(ci)克服這種結(jie)合對產生(sheng)更強(qiang)的(de)(de)尼龍纖維(wei)來說(shuo)是一個關(guan)鍵因素(su)。
超強纖(xian)(xian)維,以凱夫拉爾纖(xian)(xian)維為例,是(shi)從芳香尼龍聚(ju)合體中制(zhi)作而(er)成(cheng),十分僵硬,長鏈包含環鏈,芳香尼龍制(zhi)作很困難,因此(ci)十分昂貴。
因(yin)此托奈里教授和克塔克博(bo)士利(li)用(yong)聚(ju)酰胺(an)66(尼(ni)龍66)來(lai)進行研(yan)究,這(zhe)種材料是(shi)一種商(shang)業(ye)熱塑性材料,很容易制作,但是(shi)拉伸和排列困(kun)難。同(tong)時,取消尼(ni)龍66的彈(dan)性也(ye)很困(kun)難。
這(zhe)個發現可以(yi)解(jie)決尼(ni)龍66在三氯化(hua)鎵中能夠溶解(jie)的(de)問題(ti),能夠有效的(de)打破氫(qing)粘合的(de)問題(ti)。允許聚合體鏈延(yan)伸。
PA的機械性能中如抗拉抗壓(ya)強(qiang)度(du)隨溫(wen)度(du)和吸(xi)濕量而改變,所以水相對(dui)是(shi)PA的增塑劑,加入(ru)玻纖后,其抗拉抗壓(ya)強(qiang)度(du)可提高(gao)2倍左(zuo)右,耐(nai)(nai)溫(wen)能力也(ye)相應提高(gao),PA本身的耐(nai)(nai)磨能力非(fei)常高(gao),所以可在無潤(run)滑(hua)下不(bu)停(ting)操作,如想(xiang)得到特別的潤(run)滑(hua)效(xiao)果,可在PA中加入(ru)硫化物。
合適的塑料產品:各種齒(chi)輪,渦輪,齒(chi)條,凸(tu)輪,軸(zhou)承(cheng),螺旋槳,傳動皮(pi)帶。
其他:收(shou)縮率1-2%需注意成型后(hou)吸濕的尺寸變(bian)化(hua)。
吸(xi)水率:100%相對吸(xi)濕飽(bao)和時能吸(xi)8%。
合適壁厚:2-3.5mm
疲勞強(qiang)度(du)和(he)鋼性較高,耐熱性較好,摩(mo)擦系數低,耐磨性好,但(dan)吸濕性大,尺寸穩(wen)定性不夠。
應用:中(zhong)等(deng)載荷,使用溫度(du)<100-120度(du)無潤滑或少潤滑條件下工作(zuo)的(de)耐磨(mo)受(shou)力(li)傳動零件。
疲勞強度鋼性(xing),耐(nai)熱性(xing)低于尼龍66,但(dan)彈性(xing)好,有較好的消(xiao)振,降噪能力。白色
應用:輕載荷,中等溫度(80-100)無(wu)潤滑或(huo)少潤滑、要(yao)求噪音低(di)的(de)條件下(xia)工作的(de)耐磨受力傳動零(ling)件。
強度.剛性耐熱性低于尼龍66,但吸(xi)濕性小,耐磨(mo)性好。土黃(huang)色
應用(yong):同尼龍(long)6,宜作要求比較(jiao)精密的齒輪,工作條(tiao)件濕度(du)變化大的零(ling)件。
強度(du),剛性(xing)耐熱性(xing)低(di)于尼(ni)龍66,吸濕性(xing)低(di)于尼(ni)龍610,成(cheng)型工藝(yi)好(hao),耐磨性(xing)好(hao)。
應用(yong):輕載荷,溫度不(bu)高,濕度變化較大,的條件下(xia)無(wu)潤(run)滑或少潤(run)滑的情況(kuang)下(xia)工作的零(ling)件
強度(du),耐疲勞性,耐熱性,剛性均優于PA6及PA66,吸濕性低于PA6及PA66,耐磨性好(hao),能直接(jie)在模型中聚合(he)成型,宜澆鑄大(da)型零(ling)件。應用(yong):高載荷,高使用(yong)溫度(du)(低于120)無潤滑或少潤滑的情(qing)況下。乳白色
鑄造尼(ni)(ni)龍(long)(MC尼(ni)(ni)龍(long))也稱單體澆(jiao)注尼(ni)(ni)龍(long),是用已(yi)內酰胺(an)單體在強堿(如NaOH)和一些助催化(hua)劑的作用下(xia),用模具(ju)直(zhi)接聚(ju)合(he)成(cheng)型(xing)得到制(zhi)品的毛坯件,由于把聚(ju)合(he)和成(cheng)型(xing)過程結(jie)合(he)一起,因而成(cheng)型(xing)方(fang)便、設備投(tou)資少(shao),易于制(zhi)造大型(xing)機(ji)器零件。它的力學(xue)性能和物(wu)理性能都比尼(ni)(ni)龍(long)6高。可(ke)制(zhi)造幾十千克(ke)的齒(chi)輪(lun)、渦(wo)輪(lun)、軸承等。
尼龍(long)1010是我國獨創的一種工程塑料,用蓖麻油做原(yuan)料,提取(qu)癸二胺及癸二酸再縮合而成的。成本低、經濟效果好(hao)、自潤滑性(xing)和耐磨性(xing)極好(hao)、耐油性(xing)好(hao),脆性(xing)轉化溫度低(約在-60℃),機械(xie)強度較高,廣泛用于機械(xie)零件和化工、電氣零件。
改(gai)性(xing)尼龍(long)是(shi)工程塑(su)料中的一類(lei),是(shi)以尼龍(long)原料為基料在(zai)加(jia)以改(gai)變其物理性(xing)質而形成的顆(ke)粒狀產(chan)(chan)(chan)品。此類(lei)產(chan)(chan)(chan)品產(chan)(chan)(chan)出是(shi)依據一些生產(chan)(chan)(chan)廠(chang)家所(suo)需求的不同而進行改(gai)性(xing)制作的。
改性尼(ni)(ni)龍(long)大致包括:增強尼(ni)(ni)龍(long),增韌尼(ni)(ni)龍(long),耐磨尼(ni)(ni)龍(long),無鹵阻燃(ran)尼(ni)(ni)龍(long),導電尼(ni)(ni)龍(long),阻燃(ran)尼(ni)(ni)龍(long)等(deng)等(deng)。
1、熱(re)性(xing)質:玻璃轉移(yi)溫(wen)度(Tg)及(ji)熔(rong)點(dian)(Tm)、熱(re)變(bian)形(xing)溫(wen)度(HDT)高(gao);長期使用(yong)溫(wen)度高(gao)(UL-746B);使用(yong)溫(wen)度范(fan)圍大;熱(re)膨脹系數小。
2、機(ji)械(xie)性質:高強度、高機(ji)械(xie)模數(shu)、低潛變性、強耐(nai)磨損及耐(nai)疲勞性。
3、其他:耐化學藥品性(xing)、抗電(dian)性(xing)、耐燃(ran)性(xing)、耐候性(xing)、尺寸(cun)安定性(xing)佳。
芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族尼(ni)(ni)(ni)龍(long)又稱聚(ju)芳(fang)(fang)酰(xian)胺(an),是20世紀60年代(dai)開發成(cheng)功(gong)的(de)(de)耐(nai)高溫、耐(nai)輻(fu)射、耐(nai)腐蝕的(de)(de)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)新品種。凡(fan)是在(zai)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)分子中含有(you)(you)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)環結構的(de)(de)都屬于(yu)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族尼(ni)(ni)(ni)龍(long)。如果僅(jin)僅(jin)將合成(cheng)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)的(de)(de)二(er)(er)(er)元胺(an)或(huo)二(er)(er)(er)元酸分別以(yi)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)胺(an)或(huo)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)酸代(dai)替,則得到(dao)的(de)(de)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)為半(ban)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)龍(long),以(yi)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)酸和(he)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)胺(an)合成(cheng)得到(dao)的(de)(de)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)為全芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)。芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族尼(ni)(ni)(ni)龍(long)脆化(hua)溫度可(ke)達(da)–70℃,維(wei)(wei)卡(ka)軟(ruan)化(hua)溫度可(ke)達(da)270℃,耐(nai)高溫、耐(nai)輻(fu)射、耐(nai)腐蝕、耐(nai)磨,有(you)(you)自熄(xi)性,在(zai)潮濕的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)下能(neng)(neng)保持較高的(de)(de)電性能(neng)(neng)。芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)族尼(ni)(ni)(ni)龍(long)可(ke)以(yi)擠(ji)出、模(mo)壓(ya)、層壓(ya)、浸漬(zi),可(ke)以(yi)用于(yu)制(zhi)造纖維(wei)(wei)、薄(bo)膜、浸漬(zi)膜、裝(zhuang)飾層壓(ya)板(ban)、玻璃纖維(wei)(wei)增(zeng)強層壓(ya)板(ban)、耐(nai)高溫輻(fu)射線管、防火墻(qiang)等。已經(jing)商業化(hua)應用的(de)(de)半(ban)芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)主(zhu)要有(you)(you)MXD6、PA6T和(he)PA9T,全芳(fang)(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)龍(long)主(zhu)要有(you)(you)聚(ju)對苯(ben)二(er)(er)(er)甲酰(xian)對苯(ben)二(er)(er)(er)胺(an)(PPTA)、聚(ju)間(jian)苯(ben)二(er)(er)(er)甲酰(xian)間(jian)苯(ben)二(er)(er)(er)胺(an)(MPIA)和(he)聚(ju)對苯(ben)甲酰(xian)胺(an)(PBA)等。
全芳香尼龍是二(er)十(shi)世(shi)紀六七十(shi)年代開發成(cheng)功并(bing)實(shi)現了工(gong)業化。全芳香族尼龍由于具有高(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)模量、高(gao)(gao)強度(du)而被廣泛用(yong)于合(he)成(cheng)纖(xian)維的生產。PPTA是以(yi)對苯二(er)胺和對苯二(er)甲酰氯為(wei)原料(liao),采用(yong)低溫溶液(ye)聚合(he)法制得的。PPTA具有高(gao)(gao)強度(du)、高(gao)(gao)模量、耐(nai)(nai)高(gao)(gao)溫、低密度(du)等優良性(xing)(xing)能。主(zhu)要用(yong)于合(he)成(cheng)纖(xian)維紡絲的原材料(liao);PPTA纖(xian)維也(ye)可作為(wei)橡膠增強材料(liao)和塑(su)料(liao)的增強劑使用(yong)。但是PPTA有耐(nai)(nai)疲勞性(xing)(xing)和耐(nai)(nai)壓(ya)性(xing)(xing)能的不足之處(chu),PPTA還不能實(shi)現熔融擠出成(cheng)型(xing)。
MXD6是(shi)Lum等(deng)人(ren)于(yu)20世紀50年(nian)代(dai)以(yi)間苯二甲胺和己二酸(suan)為原料(liao),通過(guo)縮聚(ju)反(fan)應合(he)成(cheng)的(de)一種(zhong)(zhong)結晶性(xing)尼(ni)龍(long)樹脂(zhi)。日本三菱瓦(wa)斯化學公(gong)司(si)采(cai)(cai)用(yong)(yong)直(zhi)接縮聚(ju)法、東洋紡織公(gong)司(si)采(cai)(cai)用(yong)(yong)尼(ni)龍(long)鹽法分別合(he)成(cheng)了(le)MXD6。這兩種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)的(de)聚(ju)合(he)方法得(de)到的(de)MXD6的(de)用(yong)(yong)途也(ye)不(bu)盡相(xiang)同(tong):用(yong)(yong)直(zhi)接縮聚(ju)法合(he)成(cheng)的(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)制造(zao)阻隔性(xing)材(cai)料(liao)或工程結構(gou)材(cai)料(liao);用(yong)(yong)尼(ni)龍(long)鹽法合(he)成(cheng)的(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產纖(xian)維(wei)級(ji)MXD6樹脂(zhi)。作為一種(zhong)(zhong)結晶性(xing)半(ban)芳香尼(ni)龍(long),MXD6具(ju)有(you)吸水率低、熱(re)變(bian)形溫度(du)高(gao)(gao)、拉伸強度(du)和彎曲強度(du)高(gao)(gao)、成(cheng)型(xing)收縮率小(xiao)、對O2、CO2等(deng)氣體的(de)阻隔性(xing)好等(deng)特(te)點。MXD6由于(yu)具(ju)有(you)較寬的(de)加工溫度(du),可以(yi)與(yu)聚(ju)丙烯(PP)共擠(ji)出(chu)、與(yu)高(gao)(gao)密度(du)聚(ju)乙烯(HDPE)共擠(ji)吹塑。在(zai)工業上,MXD6主要用(yong)(yong)于(yu)包(bao)裝材(cai)料(liao)和代(dai)替金屬作工程結構(gou)材(cai)料(liao)。前者包(bao)括食(shi)品與(yu)飲(yin)料(liao)的(de)包(bao)裝、儀(yi)器設(she)備(bei)包(bao)裝(防潮、消振的(de)軟墊和發泡材(cai)料(liao));后者包(bao)括高(gao)(gao)耐熱(re)品級(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)合(he)金、抗振級(ji)Reny等(deng)。除(chu)此(ci)之外,MXD6還應用(yong)(yong)于(yu)磁(ci)性(xing)塑料(liao)、透明膠粘(zhan)劑等(deng)。
PA6T是由(you)芳(fang)香族二酸(suan)與脂(zhi)肪(fang)族二胺合(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種半芳(fang)香尼龍(long)。PA6T具有(you)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)和尺(chi)寸(cun)穩定性(xing)。由(you)于(yu)(yu)PA6T的(de)(de)(de)(de)熔點很(hen)高,可采(cai)用(yong)(yong)固相聚合(he)或界面(mian)聚合(he)的(de)(de)(de)(de)方法制(zhi)備。可以用(yong)(yong)于(yu)(yu)纖維制(zhi)造、機械零件(jian)和薄(bo)膜制(zhi)品(pin)等(deng)。日(ri)本三井化學開發的(de)(de)(de)(de)改性(xing)PA6T,具有(you)高剛性(xing)、高強度、低吸水性(xing)等(deng)特(te)性(xing),主要(yao)用(yong)(yong)于(yu)(yu)汽車內(nei)燃機部件(jian)、耐(nai)熱電器部件(jian)、傳(chuan)動部件(jian)和電子裝配件(jian)等(deng)。正是由(you)于(yu)(yu)PA6T過高的(de)(de)(de)(de)熔點,使得其(qi)不能像一(yi)(yi)般的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)肪(fang)族尼龍(long)一(yi)(yi)樣(yang),進行注射成(cheng)(cheng)型,這就(jiu)使PA6T的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)受到了一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)(de)限制(zhi)。
PA9T是(shi)由壬二(er)胺(an)(an)(an)和(he)對(dui)苯二(er)甲酸熔(rong)融縮聚而得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)。PA9T具有良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)可熔(rong)融加(jia)(jia)(jia)工性(xing)(xing)(xing)能(neng),吸水(shui)率僅為(wei)(wei)0.17%,是(shi)PA46((1.8%)的(de)(de)(de)(de)(de)1/10,尺(chi)寸(cun)穩定性(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao)等(deng)(deng)特(te)點(dian)(dian),迅速在電(dian)(dian)子(zi)電(dian)(dian)氣(qi)、信息設備、汽(qi)車零部(bu)件等(deng)(deng)方(fang)面得(de)(de)到了(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。當重復單元鏈節(jie)中二(er)元胺(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數為(wei)(wei)6時(shi),得(de)(de)到PA6T的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)為(wei)(wei)370℃,超(chao)過(guo)了(le)其(qi)熱(re)(re)(re)分(fen)解(jie)溫(wen)度(du)約350℃,因(yin)此如果不添加(jia)(jia)(jia)第(di)三甚至第(di)四組分(fen)來(lai)降(jiang)低熔(rong)點(dian)(dian),是(shi)不能(neng)獲得(de)(de)實際應用(yong)(尼(ni)龍熔(rong)融加(jia)(jia)(jia)工溫(wen)度(du)一(yi)般在320℃以(yi)下(xia))的(de)(de)(de)(de)(de)尼(ni)龍,但是(shi)如果添加(jia)(jia)(jia)了(le)其(qi)他組分(fen)來(lai)降(jiang)低熔(rong)點(dian)(dian),必然會帶來(lai)PA6T性(xing)(xing)(xing)能(neng)如結(jie)晶度(du)、尺(chi)寸(cun)穩定性(xing)(xing)(xing)和(he)耐藥品性(xing)(xing)(xing)等(deng)(deng)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低。因(yin)此提高二(er)元胺(an)(an)(an)碳原(yuan)子(zi)數目成(cheng)為(wei)(wei)另外一(yi)個(ge)研究的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)點(dian)(dian),PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構成(cheng)為(wei)(wei)了(le)一(yi)種理想的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構,兼有耐熱(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)和(he)可熔(rong)融加(jia)(jia)(jia)工性(xing)(xing)(xing)。但是(shi),合成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)料壬二(er)胺(an)(an)(an)的(de)(de)(de)(de)(de)合成(cheng)路線較為(wei)(wei)復雜:丁(ding)二(er)烯經過(guo)水(shui)合、轉位、羥基化(hua)和(he)氨化(hua)還原(yuan)等(deng)(deng)步驟的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學反應,才能(neng)最終得(de)(de)到壬二(er)胺(an)(an)(an)。這就造(zao)成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)生產成(cheng)本居高不下(xia),進(jin)而限制了(le)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)大規模(mo)生產與應用(yong)。
聚(ju)(ju)苯(ben)二(er)酰胺(PPA)是以間苯(ben)二(er)甲(jia)酸、對(dui)苯(ben)二(er)甲(jia)酸、己(ji)(ji)二(er)酸和己(ji)(ji)二(er)胺之間縮(suo)聚(ju)(ju)形成(cheng)的(de)(de)聚(ju)(ju)合物(wu)的(de)(de)共混物(wu),是一(yi)種(zhong)半(ban)結晶性(xing)(xing)的(de)(de)半(ban)芳香尼龍。PPA樹(shu)脂一(yi)般采用(yong)間歇式生產。PPA具有良好(hao)的(de)(de)耐熱性(xing)(xing)、優良的(de)(de)力學性(xing)(xing)能和尺寸穩定(ding)性(xing)(xing)、較低的(de)(de)吸水率和優良的(de)(de)成(cheng)型(xing)加工(gong)(gong)性(xing)(xing),還具有良好(hao)的(de)(de)電性(xing)(xing)能、耐化學藥品性(xing)(xing)。PPA可(ke)以采用(yong)注射成(cheng)型(xing)和擠出成(cheng)型(xing)進行加工(gong)(gong)。PPA被廣泛用(yong)于汽車(che)、電子(zi)電器(qi)(qi)和一(yi)般產業機(ji)器(qi)(qi)領域。
聚間(jian)(jian)苯二甲酰間(jian)(jian)苯二胺(MPIA)是(shi)20世紀60年代開發成(cheng)功的(de)(de)一種新型聚芳酰胺品種,是(shi)以間(jian)(jian)苯二胺和(he)(he)間(jian)(jian)苯二甲酰氯為原(yuan)料,可采用(yong)低溫溶液縮聚法(fa)(fa)和(he)(he)界面聚合法(fa)(fa)合成(cheng)。MPIA的(de)(de)突出特(te)點是(shi)耐(nai)熱壽命長,此外,它還(huan)具有(you)模量高(gao)、耐(nai)磨、阻燃、高(gao)溫尺寸穩定等(deng)(deng)優點。但MPIA的(de)(de)耐(nai)光性(xing)稍(shao)差(cha),需(xu)加(jia)抗紫外劑。MPIA主要用(yong)于工業(ye)和(he)(he)易燃易爆高(gao)溫環(huan)境下的(de)(de)工作服(fu)、耐(nai)高(gao)溫工業(ye)濾材(cai)、降落傘、高(gao)溫傳送帶(dai)、電氣絕緣材(cai)料等(deng)(deng)。MPIA還(huan)可加(jia)工成(cheng)棒(bang)、板和(he)(he)纖維,靠其優良的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)、滑動性(xing)和(he)(he)耐(nai)放射性(xing)等(deng)(deng)特(te)性(xing),被用(yong)于航空航天、原(yuan)子能工業(ye)、電氣和(he)(he)汽車(che)等(deng)(deng)行業(ye)。
聚對(dui)苯(ben)甲(jia)酰(xian)(xian)胺(poly(p-benzamide,簡稱(cheng)PBA),是20世紀70年(nian)代(dai)開發(fa)成功的(de)。其合成路線為:對(dui)硝(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)苯(ben)經過(guo)液相空氣氧化(hua)得(de)(de)到(dao)對(dui)硝(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)酸(suan),對(dui)硝(xiao)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)酸(suan)經過(guo)氨(an)(an)化(hua)還原反應得(de)(de)到(dao)對(dui)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)甲(jia)酸(suan),把對(dui)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)轉(zhuan)化(hua)為對(dui)氨(an)(an)基(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酰(xian)(xian)氯的(de)鹽酸(suan)鹽或對(dui)亞(ya)硫(liu)酰(xian)(xian)胺苯(ben)甲(jia)酰(xian)(xian)氯,最后(hou)在(zai)經縮(suo)聚制(zhi)得(de)(de)PBA。PBA具(ju)有高(gao)模量、高(gao)強度等特性,在(zai)工業上可用于火箭發(fa)動機殼體(ti)、高(gao)壓(ya)容(rong)器(qi)、體(ti)育用品(pin)和(he)涂(tu)覆織物等。
玻璃纖維增強PA在20世紀50年(nian)代就有研究,但形成產(chan)業化是(shi)20世紀70年(nian)代,自1976年(nian)開(kai)發出超韌PA66后,各國大公司紛(fen)紛(fen)開(kai)發新的(de)改(gai)性PA產(chan)品(pin),美(mei)國、西歐、日本、荷蘭、意大利(li)等(deng)大力開(kai)發增強PA、阻燃PA、填(tian)充PA,大量的(de)改(gai)性PA投放(fang)市場。
20世紀(ji)80年代(dai),相(xiang)(xiang)容劑技術開發(fa)(fa)成功,推動了PA合(he)金(jin)的發(fa)(fa)展,世界各國相(xiang)(xiang)繼開發(fa)(fa)出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等上千種(zhong)合(he)金(jin),廣泛用于汽車(che)、機車(che)、電(dian)(dian)子、電(dian)(dian)氣械(xie)、紡(fang)織、體(ti)育用品、辦(ban)公用品、家(jia)電(dian)(dian)部(bu)件等行業。
20世(shi)紀90年(nian)代,改(gai)性尼龍新(xin)品種不斷增加,這(zhe)個時期(qi)改(gai)性尼龍走(zou)向商品化,形(xing)成了新(xin)的產(chan)業,并得到了迅速發展(zhan),20世(shi)紀90年(nian)代末(mo),世(shi)界(jie)尼龍合(he)金產(chan)量達110萬噸/年(nian)。
在產品(pin)開發(fa)方(fang)(fang)面(mian),主要以高性能尼龍(long)PPO/PA6,PPS/PA66、增韌尼龍(long)、納米尼龍(long)、無(wu)鹵(lu)阻燃(ran)尼龍(long)為主導方(fang)(fang)向;在應用(yong)(yong)方(fang)(fang)面(mian),汽車部(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)、電器部(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)開發(fa)取得(de)了(le)重大進(jin)展,如汽車進(jin)氣(qi)歧管用(yong)(yong)高流(liu)動改(gai)性尼龍(long)已經商品(pin)化,這種結構(gou)復雜的(de)部(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)的(de)塑料化,除在應用(yong)(yong)方(fang)(fang)面(mian)具有重大意義外,更重要的(de)是延長了(le)部(bu)(bu)(bu)件(jian)(jian)的(de)壽命(ming),促進(jin)了(le)工程塑料加工技術的(de)發(fa)展。
尼龍作為工(gong)(gong)程塑(su)料(liao)(liao)中最(zui)大最(zui)重要(yao)的(de)品種,具有很(hen)強的(de)生命力(li),主要(yao)在于(yu)它(ta)改性(xing)后實現高(gao)(gao)性(xing)能化,其次是汽車(che)、電(dian)器(qi)、通訊、電(dian)子(zi)、機械(xie)等產(chan)(chan)業自(zi)身對產(chan)(chan)品高(gao)(gao)性(xing)能的(de)要(yao)求越來(lai)越強烈,相關產(chan)(chan)業的(de)飛速發展(zhan),促進了(le)工(gong)(gong)程塑(su)料(liao)(liao)高(gao)(gao)性(xing)能化的(de)進程,改性(xing)尼龍未來(lai)發展(zhan)趨勢如下。
①高(gao)強度高(gao)剛性尼(ni)龍的(de)市(shi)場需求量越來越大(da),新的(de)增強材料如無機(ji)晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的(de)品種,主要是用于(yu)汽車發(fa)動機(ji)部件,機(ji)械部件以(yi)及航空設備部件。
②尼(ni)龍(long)(long)合金(jin)(jin)化將(jiang)成(cheng)為改(gai)性(xing)(xing)工程(cheng)塑料(liao)發展的主流。尼(ni)龍(long)(long)合金(jin)(jin)化是(shi)實現(xian)尼(ni)龍(long)(long)高性(xing)(xing)能的重要(yao)途(tu)徑(jing),也是(shi)制造尼(ni)龍(long)(long)專用(yong)料(liao)、提(ti)高尼(ni)龍(long)(long)性(xing)(xing)能的主要(yao)手段。通過(guo)摻混(hun)其他高聚物(wu),來改(gai)善尼(ni)龍(long)(long)的吸水性(xing)(xing),提(ti)高制品(pin)的尺寸(cun)穩定性(xing)(xing),以及低(di)溫脆性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)和(he)耐磨(mo)性(xing)(xing)。從而(er),適用(yong)車種不同(tong)要(yao)求(qiu)的用(yong)途(tu)。
③納(na)米尼龍(long)的(de)制造技術與應用將得(de)到迅速發展。納(na)米尼龍(long)的(de)優點在于其熱(re)性能(neng)、力(li)學性能(neng)、阻燃性、阻隔性比純尼龍(long)高,而(er)制造成本與普通尼龍(long)相(xiang)當。因而(er),具有很大的(de)競(jing)爭力(li)。
④用于電(dian)子(zi)、電(dian)氣、電(dian)器的阻燃尼(ni)龍(long)與日俱增(zeng),綠色(se)化(hua)阻燃尼(ni)龍(long)越(yue)來越(yue)受到(dao)市場的重視。
⑤抗靜電(dian)、導電(dian)尼龍以及磁性尼龍將成(cheng)為電(dian)子設(she)備、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加(jia)工(gong)助(zhu)劑的研究與應(ying)用,將推動改性尼龍的功能(neng)化、高性能(neng)化的進程。
⑦綜合(he)技術(shu)的應(ying)用,產品的精細化是推動其(qi)產業發展(zhan)的動力。
聚(ju)酰胺(an)纖維是大分子(zi)鏈上具(ju)有(you)-CO-NH-基(ji)團一類纖維的(de)(de)總稱(cheng)(cheng)。常用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)為脂肪(fang)族聚(ju)酯胺(an)夕主(zhu)要品種(zhong)(zhong)有(you)聚(ju)酰胺(an)6和(he)(he)聚(ju)酰胺(an)66,我國商(shang)品名稱(cheng)(cheng)為錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和(he)(he)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖維以(yi)長(chang)絲(si)為主(zhu),少量的(de)(de)短纖維主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于(yu)和(he)(he)棉(mian)、毛或其他(ta)化纖混紡(fang)。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)長(chang)絲(si)大量用(yong)(yong)(yong)于(yu)變形(xing)加(jia)工制(zhi)造彈力絲(si),作(zuo)為機織或針(zhen)織原料。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖維一般采用(yong)(yong)(yong)熔體(ti)法紡(fang)絲(si)。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和(he)(he)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66纖維的(de)(de)強(qiang)度為4~5.3cN/dtex,高強(qiang)滌綸(lun)(lun)(lun)(lun)可達7.9cN/dtex以(yi)上,伸長(chang)率18%~45%,在(zai)(zai)10%伸長(chang)時的(de)(de)彈性(xing)回(hui)復率在(zai)(zai)90%以(yi)上。據測定,錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖維的(de)(de)耐磨為棉(mian)纖維的(de)(de)20倍、羊毛的(de)(de)20倍、粘膠的(de)(de)50倍。耐疲勞性(xing)能(neng)(neng)居各(ge)種(zhong)(zhong)纖維之首。在(zai)(zai)民用(yong)(yong)(yong)上大量用(yong)(yong)(yong)于(yu)加(jia)工襪子(zi)和(he)(he)其他(ta)混紡(fang)制(zhi)品,提(ti)高織物的(de)(de)耐磨牢度,但錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖維模量低,抗摺皺性(xing)能(neng)(neng)不及(ji)滌綸(lun)(lun)(lun)(lun),限(xian)制(zhi)了錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)在(zai)(zai)衣著領域的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾子(zi)線(xian)的(de)(de)壽命(ming)比粘膠大3倍,沖(chong)擊吸收能(neng)(neng)大,因此(ci)輪胎(tai)(tai)能(neng)(neng)在(zai)(zai)壞的(de)(de)路面(mian)上行駛,但由于(yu)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾子(zi)線(xian)伸長(chang)大,汽車(che)停止時,輪胎(tai)(tai)變形(xing)產生平點,起動(dong)初(chu)期汽車(che)跳動(dong)厲害。因此(ci)只能(neng)(neng)用(yong)(yong)(yong)于(yu)貨車(che)的(de)(de)輪胎(tai)(tai),不宜(yi)作(zuo)客車(che)的(de)(de)輪胎(tai)(tai)簾子(zi)線(xian)之用(yong)(yong)(yong)。
錦(jin)綸(lun)(lun)纖(xian)維表(biao)面(mian)平整(zheng),不(bu)加油(you)(you)劑(ji)的纖(xian)維摩(mo)擦系數很高(gao),錦(jin)綸(lun)(lun)油(you)(you)劑(ji)貯(zhu)存日久易失(shi)效,紡(fang)織加工時還需要重新添加油(you)(you)劑(ji)。
錦綸(lun)纖維(wei)的(de)吸濕(shi)比滌綸(lun)高(gao),錦綸(lun)6與錦綸(lun)66在標準條件下的(de)回潮率為4.5%,在合纖中僅次于維(wei)綸(lun)。染(ran)色性能(neng)好,可用酸性染(ran)料,分(fen)散(san)性染(ran)料及其他染(ran)料染(ran)色。