通用工程塑料PPT課件（PA）

1、通用工程塑料,工程塑料的特點是： 工程塑料具有更高的力學(xué)強度，能經(jīng)受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件，具有較高的尺寸穩(wěn)定性，可在工程中作為結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于機械、電子、汽車及航天航空等領(lǐng)域。 工程塑料中開發(fā)利用最早的品種是聚酰胺，在20世紀(jì)40年代主要用作纖維，50年代后期逐漸用作工程塑料。,聚酰胺 一、聚酰胺的合成與命名 聚酰胺（PA，俗稱尼龍）是指大分子鏈結(jié)構(gòu)單元中含有酰胺基的一類聚合物的總稱。,1、由氨基酸或相應(yīng)的內(nèi)酰胺合成聚酰胺 這類聚酰胺的通式中X為氨基酸或內(nèi)酰胺分子中的碳原子數(shù)，稱為聚酰胺x（PA-x）或尼龍x。該類PA中最常用的是聚己內(nèi)酰胺，它是己內(nèi)酰胺開環(huán)縮聚的產(chǎn)物，稱為

2、聚酰胺6（PA-6）或尼龍6。,什么是氨基酸？,什么內(nèi)酰胺？,2、由二元胺和二元酸縮聚成聚酰胺 這類聚酰胺的結(jié)構(gòu)通式中含有X和Y兩個數(shù)字 ，其中X表示二元胺中的碳原子數(shù)，Y表示二元酸中的碳原子數(shù)，稱為聚酰胺XY（PA-XY），如由己二胺和己二酸合成的聚酰胺稱為聚酰胺66或PA-66，由癸二胺和癸二酸合成的聚酰胺稱為聚酰胺1010或PA-1010。,什么是二元胺？,什么二元酸？,3、由多種二元胺、二元酸或內(nèi)酰胺 進行共縮聚制得聚酰胺 PA的共縮聚常指在內(nèi)酰胺或氨基酸進行的均縮聚中加入第二種單體，以及在二元胺和二元酸進行的混縮聚中加入第三種單體的聚合反應(yīng)。如尼龍-66/6（60：40），表示由60

3、%的66和40%的己內(nèi)酰胺所制得；尼龍-66/610（50：50），表示由等質(zhì)量的66和610所得。,上述共縮聚的產(chǎn)物稱為共聚尼龍，具有獨特的性能。,共聚尼龍: 破壞了尼龍原有的結(jié)構(gòu)，失去結(jié)晶能力，材料具有較好的韌性，是耐磨的彈性材料。,二、聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征 1聚酰胺的分子結(jié)構(gòu) （1）PA分子鏈上具有極性酰胺基（CONH），大分子鏈之間形成氫鍵，使PA分子間的作用力增大，是典型的極性高聚物，具有較高的力學(xué)強度。 （2）PA分子鏈的酰胺基之間嵌有非極性的亞甲基結(jié)構(gòu)，極性和非極性共存的結(jié)構(gòu)使PA宏觀上表出堅而韌的性質(zhì)。,（3）PA雖常用塑料中最易吸水的塑料品種 酰胺基是親水基團，因而PA的吸濕性大

4、，其吸水率隨分子結(jié)構(gòu)中酰胺基的密度增加而增大 。,*吸水后發(fā)生尺寸變化，降低制品尺 寸穩(wěn)定性； *力學(xué)性能對吸水率有較大依賴性； *吸水給成型加工帶來困難。,（2）共聚尼龍因分子鏈規(guī)整性和氫鍵遭到較大程度的破壞，結(jié)晶能力大大下降，結(jié)晶度低，具有較好的韌性和透明性。,PA大分子鏈中極性的酰胺基團空間排列規(guī)整，分子間作用力強，因而具有較高的結(jié)晶能力。結(jié)晶進一步提高了其強度。,2聚酰胺的結(jié)晶性 （1）PA是典型的結(jié)晶塑料品種，結(jié)晶度35%左右。,3相對分子質(zhì)量 PA相對分子質(zhì)量不高，一般不超過5萬，常用的PA品種在1.5 3萬。 增加PA的相對分子質(zhì)量可提高其力學(xué)強度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。但過高的相

5、對分子質(zhì)量會使其合成較困難。 盡管PA的相對分子質(zhì)量不高，但仍具有工程塑料的優(yōu)良性能。？,由于大分子間能形成氫鍵和結(jié)晶,三、聚酰胺的主要性能 1、物理性能 （1）PA無毒、無味、不霉?fàn)€，外觀為半透明或不透明的乳白色或淡黃色結(jié)晶粒料。密度一般在1.021.36g/cm3之間。 （2）不易燃燒，離火自熄，燃燒時伴有角質(zhì)燃燒的味道。 （3）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品種，隨著鏈節(jié)中碳原子數(shù)的增加，密度和吸水率下降。 ？,2力學(xué)性能 （1）PA是典型的硬而韌聚合物，綜合性能優(yōu)于前面介紹的各種通用塑料，是最早使用的工程塑料品種。 幾種PA的綜合力學(xué)性能見表6-1。 （2）不同品種的PA力學(xué)性能有較大

6、差異，這主要取決于大分子鏈中酰胺基團的含量。,如何比較PA66與PA1010及PA6與PA12的力學(xué)強度？,其中尤以PA-1010的耐磨性最佳。它的密度約為銅的1/7，而耐磨性卻是銅的8倍。各種PA的摩擦系數(shù)差別不大，通常在0.10.3之間。因而PA是生產(chǎn)耐磨塑料零件的常用材料。 添加二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯粉末等，可進一步提高PA的耐磨性。,（3） 優(yōu)良的耐磨性是PA力學(xué)性能的一個顯著特點，且具有自潤滑性。,（4） PA具有良好的耐疲勞性，在1240MPa交變循環(huán)應(yīng)力作用下的疲勞壽命達l07次，與鑄鐵和鋁合金等金屬材料相當(dāng)，顯示了適宜于制做承受循環(huán)載荷部件的特性。 若用玻璃纖維增強可以有效

7、地改善其耐疲勞性，增強PA的疲勞強度約為未增強PA的2.5倍。見表6-3 。,3熱性能 （1） PA的熔融溫度范圍窄，具有較明晰的熔點，通常在180280。？,（2）長期使用溫度卻不高，一般不超過100 ，溫度過高易產(chǎn)生氧化 。,PA66的熔點約為260,PA6約為220,PA9約為,PA1010約為,180,175,4、耐侯性 PA的耐侯性一般。通常加入炭黑、胺類和酚類穩(wěn)定劑可明顯提高其耐候性，并使耐熱性也能得到改善。 作為工程塑料品種，一般使用環(huán)境較為溫和，不易老化。,5、電性能 PA在低溫及低濕度條件下是較好的電絕緣體，體積電阻率達1101381014cm，但溫度及濕度增加時，絕緣性能惡

8、化。 因此，PA不適合作為高頻和在潮濕環(huán)境下工作的電絕緣材料。,這主要是PA分子鏈中含有極性酰胺基易吸水所至。,（1） PA易吸水率，吸水率較高的物料，成型中制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲、斑紋，力學(xué)性能和電性能也顯著降低。,成型前必須對樹脂進行干燥，使吸水率降低至0.2%以下。,6成型加工性能,為避免氧化，通常采用真空干燥法，干燥溫度80100，干燥時間6l0h。,（3）熔融伏態(tài)的PA熱穩(wěn)定性差，易降解和氧化，故應(yīng)嚴(yán)格控制物料溫度和在高溫下的停留時間。一般成型加工溫度高于PA熔點550，受熱時間不宜超過半小時。,（2）熔融后，熔體黏度低，流動性大，在成型加工中應(yīng)防止流涎和溢邊現(xiàn)象的發(fā)生。,（4）PA

9、的結(jié)晶性使其具有較大的成型收縮率，一般為1.5%2.5%。 對于使用溫度高于80或精度要求較高的制品，成型后可以進行后處理：,退火處理： 將制品置于高于使用溫度20的非氧化性油中停留適當(dāng)時間，通常不超過半小時；,調(diào)濕處理： 將制品放入水或醋酸鉀水溶濃中進行調(diào)濕處理，調(diào)濕溫度為80121，時間隨制品的厚度而定。,四、聚酰胺的成型加工與應(yīng)用 PA的品種雖多，但都具有相似的成型加工性能，可采用一般熱塑性塑料的加工方法來成型，如注塑、擠出、吹塑、模壓等，也可采用特殊的工藝來成型，如燒結(jié)、澆鑄、涂覆等。其中以注塑成型應(yīng)用最為廣泛，約占其制品總量的65%。,1、注塑成型與制品 通過注塑成型可以制得各種形狀復(fù)雜、尺寸精度較高的PA制品。由于PA的品種較多，各類注塑制品在材料選擇上既要注意其共性，又要了解各種品種的特性，根據(jù)實際使用環(huán)境和條件進行選用。例如，作為耐磨和自潤滑材料，PA齒輪在各方面得到了廣泛應(yīng)用。,除齒輪外，PA還用來制造軸承、軸瓦、凸輪、滑塊、渦輪、接線柱、滑輪、導(dǎo)軌、腳輪、螺栓、螺母等，廣泛用于汽車、機械、電子電器、精密儀器等工業(yè)。,2、擠出成型與制品 擠出制品占PA塑料制品總量的25%左右，產(chǎn)品有薄膜、管材、棒材、單絲、片材等。生產(chǎn)薄膜主要采用PA-6、PA-66以及PA66/PA-6共聚物。 與其它薄膜相比，PA薄膜的力學(xué)強度高，氣密性好，尤其是對香味、油脂和氧的阻隔性能突