聚酰胺加工技術(shù)進(jìn)展ppt課件

1、聚酰胺加工技術(shù)進(jìn)展,苑會林 北京化工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,1、聚酰胺及加工性能簡介 2、聚酰胺的吹膜加工成型 3、聚酰胺的共擠復(fù)合成膜 共擠吹塑 共擠流延 4、聚酰胺的擠出管材 5、聚酰胺的紡絲 6、結(jié)束語,一、 聚酰胺及加工應(yīng)用簡介,聚酰胺是分子中含有酰胺鍵（CONH）的線形高分子，從合成方法上可采用己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合生成尼龍6或由二酸和二胺類縮合而得到不同的聚酰胺產(chǎn)品，如尼龍66、尼龍6/12、尼龍11、尼龍12等。聚酰胺屬于結(jié)晶型材材料，有明顯的熔點(diǎn)，尼龍6的熔點(diǎn)為215，隨著二酸和二胺單體碳原子數(shù)的增加，熔點(diǎn)有下降的趨勢，共聚尼龍的熔點(diǎn)可達(dá)178左右。由于尼龍有較高的熔點(diǎn)，因此具有較

2、好的耐熱性，此外尼龍還有優(yōu)良的耐油性能、氣體阻隔性能等，因此被廣泛應(yīng)用于特殊場合的產(chǎn)品上,1、注射成型(injection mold) 2、擠出成型 吹膜成型(bubble film process) 空氣冷卻法(air cooled) 水冷法(water cooled) 中空吹塑成型(hollow process) 流延成型（casting process） 紡絲加工（filament process） 3、單體澆鑄成型（CMC,聚酰胺的加工方法可分為以下幾種,聚酰胺的吹塑薄膜加工成型,聚酰胺在膜產(chǎn)品的應(yīng)用中有良好的耐熱性、耐油性、阻氧性、透明性、耐針穿刺性好、強(qiáng)度高和韌性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在包

3、裝行業(yè)中被廣泛應(yīng)用于厭氧食品、防銹零件、絕緣電子電訊器材的真空包裝上,吹塑薄膜的加工方法分為:上吹法（風(fēng)冷式）下吹法（水冷式）風(fēng)冷式吹膜方式和聚乙烯吹膜方式一樣水冷式吹膜方式和聚丙烯吹膜方式一樣,圖1.風(fēng)冷式吹膜示意圖（上吹法,風(fēng)冷式加工的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 易操作 膜制品的屈服強(qiáng)度高 生產(chǎn)速度快 缺點(diǎn) 透明度較差,圖2. 水冷式吹膜示意圖,圖2. 水冷式吹膜示意圖,水冷式加工的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 透明度優(yōu)良 膜制品柔軟 拉伸斷裂伸長率較大 采用定型套冷卻泡管，膜制品折徑尺寸穩(wěn)定 缺點(diǎn) 操作較難 膜制品屈服強(qiáng)度較低 需要經(jīng)過二次干燥處理提高結(jié)晶度以增加強(qiáng)度，或者再經(jīng)二次吹脹拉伸制成熱收縮膜,水冷法吹膜（下吹二

4、次吹脹法,吹塑加工的聚酰胺樹脂,按特性粘度分類 粘數(shù)在2.504.20之間適用于下吹法吹塑 粘數(shù)在2.7以上的樹脂可用于上吹法加工,表1. 上吹（空氣冷卻）法用尼龍原料（宇部）及性能,表2. 下吹（水冷）法用尼龍原料（宇部）及性能,尼龍膜的氧氣阻隔性,聚酰胺有優(yōu)良的氧氣阻隔性，但是由于聚酰胺有酰胺官能團(tuán)的存在，所以有極強(qiáng)的吸濕能力和水蒸氣透過性。尼龍膜的阻隔性與濕度的關(guān)系，如果尼龍薄膜在吸濕后，其他性能也有所變化，如阻隔性能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長、介電性能均有所變化，特別是作為肉類保鮮包裝時，會使包裝物的水分含量有減少現(xiàn)象，表現(xiàn)在外表面起鄒折,多層尼龍復(fù)合膜的三層結(jié)構(gòu)示意圖,多層尼龍復(fù)合膜的五層

5、結(jié)構(gòu)示意圖,多層尼龍復(fù)合膜的七層結(jié)構(gòu)示意圖,五層套桶式復(fù)合共擠出模頭,五層塔式共擠復(fù)合膜模頭,等溫流線型共擠出模頭流道分布圖,等溫流線型共擠出模頭流道（后背）分布,共擠出現(xiàn)場,表3.采用傳統(tǒng)的帶有螺旋流道的套筒式復(fù)合機(jī)頭生產(chǎn)尼龍復(fù)合膜的工藝參數(shù)（水冷式,表4.采用傳統(tǒng)的帶有螺旋流道的套筒式復(fù)合機(jī)頭生產(chǎn)尼龍復(fù)合膜的工藝參數(shù)（水冷式,表5. 五層共擠復(fù)合膜的物理性能,表6.相同尼龍材料用上吹法和下吹法得到的膜的物理性能比較,3.聚酰胺的中空成型,聚酰胺由于具有極好的氣體阻隔性和耐油性所以可以用來生產(chǎn)特殊用途的中空容器，如涂改液筆囊，汽油油箱等。由于一些物理和阻隔性能的需要，往往采用多層共擠出的方法

6、，先行擠出料坯，然后在進(jìn)行吹脹成型。生產(chǎn)用的機(jī)頭設(shè)計與吹膜機(jī)頭設(shè)計大體相同，只不過在吹制大型容器時往往需要有較大的儲料室，在儲料室的物料在柱塞的壓力下通過管式機(jī)頭擠出成料坯,4.聚酰胺的流延加工成型,聚酰胺經(jīng)流延加工成型成尼龍單膜或多層復(fù)合薄膜，尼龍單膜往往還經(jīng)雙向拉伸生產(chǎn)雙向拉伸尼龍薄膜（BOPA）。尼龍薄膜經(jīng)雙向拉伸后其物理性能會大幅度提高,表7. 未拉伸及雙向拉伸尼龍6薄膜的物理性能比較,聚酰胺的流延加工成型使用T型機(jī)頭，幅寬可達(dá)2000毫米，尼龍單層薄膜機(jī)頭?？p厚度在0.5毫米，多層薄膜機(jī)頭?？p厚度在1.2毫米左右。牽引速度可達(dá)120米/分。流延冷卻輥的溫度在20100，輥溫和輥速能影

7、響尼龍膜的力學(xué)性能和透明度等性能,圖8.聚酰胺流延加工成型生產(chǎn)線,表8 T 型機(jī)頭流延用尼龍樹脂特性表,表9. 尼龍流延膜生產(chǎn)工藝條件,表10. T型機(jī)頭尼龍流延膜的物理性能,圖9. 三層共擠復(fù)合膜機(jī)頭,圖10. 七層共擠復(fù)合膜機(jī)頭,五.聚酰胺的管材擠出成型,聚酰胺的管材擠出需要樹脂具有較高的分子量（粘數(shù)），由于尼龍12具有較好的耐低溫性能、較低的吸濕性和尺寸變化率，所以大多使用尼龍12來擠出成管，用于氣體的快速接頭用管。尼龍管材擠出采用真空定徑法生產(chǎn)，生產(chǎn)線速度可達(dá)1030米/分，表11列出宇部尼龍12（3030LUX）管材的成型工藝條件，表12列出其管材的物理性能指標(biāo),表11.宇部尼龍12

8、管材的成型工藝條件,表12.尼龍管材的物理性能指標(biāo),以上數(shù)據(jù)測試根據(jù) SAE J844標(biāo)準(zhǔn) （a）在23下，將水壓逐漸增加，使一段300 mm長的管子爆破的壓強(qiáng)。 （b） 環(huán)應(yīng)力=管內(nèi)流體表壓（外徑-壁厚）/（2壁厚） （c）使用200mm長的管子，夾緊裝置相距100mm，測試段50mm,在拉伸速度50mm/min.下的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長。 （d）拉伸強(qiáng)度和形變是在樣品放置于1103環(huán)境下3星期后，在23下測得的數(shù)據(jù)。 （e）280管子置于1103環(huán)境下24小時后30分鐘內(nèi)，在233環(huán)境下測得。 （f）在自由條件下，測出沒有扭曲的最小彎曲半徑。 （g）干燥條件：1103空氣爐中置24小時，-40下置4小時進(jìn)行測量。 濕式條件：沸水中置2小時，-40下置4小時進(jìn)行測量。 a: 樣品破裂的數(shù)目, b: 試驗樣品數(shù),結(jié)束語,由于尼龍具有親水性的酰胺基團(tuán)，所以具有極強(qiáng)的吸濕性，尼龍切片的含水量應(yīng)小于0.07%，如果包裝開口后必須在80110的真空箱內(nèi)干燥4小時以上方可使用。尼龍具有極明顯的熔點(diǎn)和結(jié)晶溫度，如果達(dá)不到此溫度，物料不會軟化，因此需要有準(zhǔn)確的溫度控制，才能保證擠出設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),尼龍加工一般采用單螺桿擠出機(jī)，長徑比不低于20，最好在24以上。螺桿的壓縮比在34之間。壓縮比太小會將氣泡包裹在內(nèi)，使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量