尼龍產(chǎn)品調研論文

1、目錄1性能:22尼龍工藝:43尼龍納米復合材料研究進展74尼龍產(chǎn)品用途85結論：86參考文獻：88尼龍產(chǎn)品調研摘要：綜述近年來國內外尼龍產(chǎn)品的應用趨勢。基于現(xiàn)有的尼龍產(chǎn)品。對尼龍進行產(chǎn)品調研，調研尼龍產(chǎn)品的性能，了解尼龍的應用范圍，熟悉尼龍產(chǎn)品的合成所需原料和工藝路線以及流程圖，了解尼龍納米復合材料的研究進展。關鍵詞：尼龍產(chǎn)品 調研 性能 工藝 用途匯總 尼龍是美國杰出的科學家卡羅瑟斯(Carothers)及其領導下的一個科研小組研制出來的，是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新，它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破，同時也是高分子化學的一個重要里程碑?，F(xiàn)在，尼龍及其改性產(chǎn)

2、品成為廣泛應用的材料，具有優(yōu)良的綜合性能。1性能:尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬。尼龍具有很高的機械強度，軟化點高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。值得注意的是,加入玻纖后,尼龍的抗拉強度可提高2 倍左右,耐溫能力也相應得到提高.尼龍的收縮率為1%2%.特性1、尼龍有優(yōu)良的韌性、自潤滑性、耐

3、磨性、耐化學性、氣體透過性、及耐油性、無毒和容易著色等優(yōu)點，所以尼龍在工業(yè)上得到廣泛應用。二、尼龍的工藝特性尼龍的流變特性：尼龍大多數(shù)為結晶性樹脂，當溫度超過其熔點后，其熔體粘度較小，熔體流動性極好，應防止溢邊的發(fā)生。同時由于溶體冷凝速度快，應防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象。模具溢邊值0.03，而且熔體粘度對溫度和剪切力變化都比較敏感，但對溫度更加敏感，降低熔體粘度先從料筒溫度入手。尼龍的吸水與干燥尼龍的吸水性較大，潮濕的尼龍在成型過程中，表現(xiàn)為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現(xiàn)銀絲，所得制品機械強度下降，所以加工前材料必需干燥。結晶性 :除透明尼龍外,尼龍大都為結晶高聚物,結

4、晶度高,制品拉伸強度、耐磨性、硬度、潤滑性等項性能有所提高，熱膨脹系數(shù)和吸水性趨于下降，但對透明度以及抗沖擊性能有所不利。 模具溫度對結晶影響較大 ,模溫高結晶度高,模溫底結晶度底.收縮率:與其他結晶塑料相似，尼龍樹脂存在收縮率較大的問題,一般尼龍的收縮同結晶關系最大,當制品結晶度大時制品收縮也會加大 ,在 成型過程中降低模具溫度加大注射壓力降低料溫都會減小收縮,但制品內應力加大易變形.PA66收縮率1.5-2%尼龍(Nylon,Polyamide,簡稱PA)是指由聚酰胺類樹脂構成的塑料。此類樹脂可由二元胺與二元酸通過縮聚制得，也可由氨基酸脫水后形成的內酰胺通過開環(huán)聚合制得，與PS、PE、PP

5、等不同，PA不隨受熱溫度的升高而逐漸軟化，而是在一個靠近熔點的窄的溫度范圍內軟化，熔點很明顯，熔點：215-225。溫度一旦達到就出現(xiàn)流動。尼龍性能的主要優(yōu)點有：   1.機械強度高，韌性好，有較高的抗拉、抗壓強度。比拉伸強度高于金屬，比壓縮強度與金屬不相上下，但它的剛性不及金屬?？估瓘姸冉咏谇姸龋華BS高一倍多。對沖擊、應力振動的吸收能力強，沖擊強度比一般塑料高了許多，并優(yōu)于縮醛樹脂。  2.耐疲勞性能突出，制件經(jīng)多次反復屈折仍能保持原有機械強度。常見的自動扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明顯的場合經(jīng)常應用PA。  3.軟化點高

6、，耐熱(如尼龍46等,高結晶性尼龍的熱變形溫度高,可在150度下長期使用.PA66經(jīng)過玻璃纖維增強以后,其熱變形溫度達到250度以上)。  4.表面光滑，摩擦系數(shù)小，耐磨。作活動機械構件時有自潤滑性，噪聲低，在摩擦作用不太高時可不加潤滑劑使用；如果確實需要用潤滑劑以減輕摩擦或幫助散熱，則水油、油脂等都可選擇。從而,做為傳動部件其使用壽命長.  5.耐腐蝕，十分耐堿和大多數(shù)鹽液，還耐弱酸、機油、汽油，耐芳烴類化合物和一般溶劑，對芳香族化合物呈惰性，但不耐強酸和氧化劑。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蝕和有很好的抗老化能力。可作潤滑油、燃料等的包裝材料。 

7、60; 6.有自熄性，無毒，無臭，耐候性好,對生物侵蝕呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。  7.有優(yōu)良的電氣性能。電絕緣性好,尼龍的體積電阻很高,耐擊穿電壓高,在干燥環(huán)境下，可作工頻絕緣材料，即使在高濕環(huán)境下仍具有較好的電絕緣性。  8.制件重量輕、易染色、易成型。因有較低的熔融粘度，能快速流動。易于充模，充模后凝固點高，能快速定型，故成型周期短，生產(chǎn)效率高。  PA性能的主要缺點；   1.易吸水。吸水性大，飽和水可以達到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大；吸水亦會大大降低塑料的機械強度。在選材時，應顧及使用

8、環(huán)境及與別的元件的配合精度的影響。纖維增強可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。值得注意的是,加入玻纖后,尼龍的抗拉強度可提高2倍左右,耐溫能力也相應得到提高.   2.耐光性較差。在長期偏高溫環(huán)境下會與空氣中的氧發(fā)生氧化作用,開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。   3.注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩(wěn)定性較難控制；制品中尖角的存在會導致應力集中而降低機械強度；壁厚如果不均勻會導致制

9、件的扭曲、變形；制件后加工時設備精度要求高。   4.會吸收水、醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。生產(chǎn)尼龍的廠家和公司：香港尼龍有限公司，廣州市南方尼龍制品有限公司，浙江華建尼龍有限公司，寧波正邦尼龍有限公司，宜興市華泰尼龍有限公司，廣東科進尼龍管道制品有限公司等。2尼龍工藝:MC尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)技術現(xiàn)狀：MC尼龍化學反應過程簡單，材料性能優(yōu)越，且改性容易，產(chǎn)品成型與材料聚合同步進行，不需要高溫、高壓，且易大型化，具有廣闊的市場前景。但目前MC尼龍未獲得應有的重視，生產(chǎn)技術落后。多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，尚處于手工生產(chǎn)階段，Mc尼龍活性料單釜間歇制備，原料人工計量、人工

10、輸送，關鍵工藝參數(shù)人工控制，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)量低，材料聚合后性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品多為機械軸套、軸瓦等零星產(chǎn)品。因此提高MC尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)技術，實現(xiàn)活性料工業(yè)化制備，開發(fā)大型改性Mc尼龍產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟價值和社會效益。MC尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線為： MC尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線為：尼龍單體熔料脫水加入催化劑脫水取樣檢驗加入助催化劑澆鑄單體聚合產(chǎn)品成型產(chǎn)品后處理產(chǎn)品檢驗、入庫。大部分MC尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的單體熔料、脫水、加入催化劑及助催化劑等步驟都在同一反應釜內進行。也有的廠家集中熔料。人工計量液態(tài)原料，單體脫水，加入催化劑、助催化劑等都在同一反應釜內進行?；钚粤现苽溥^程中，原料計量人工進行，脫水程度靠人工

11、憑經(jīng)驗判斷。產(chǎn)品成型過程中，注料前產(chǎn)品模具溫度未能準確控制，聚合過程中釋放的熱量未能及時排出。聚合時未能排除空氣中氧氣、水分的不利影響。Mc尼龍聚合是一個較為漫長的過程，目前多數(shù)廠家產(chǎn)品脫模后，即改變了外部環(huán)境，終止了MC尼龍的聚合過程。單體活化環(huán)境、脫水后原料含水量、聚合環(huán)境、聚合時間均未得到有效控制，致使產(chǎn)品質量差異很大。原料的人工計量與運輸使產(chǎn)品很難大型化1。Mc尼龍以其制備工藝簡單、力學性能優(yōu)越等特性，被廣泛應用于機械、紡織、石油化工及國防工業(yè)等領域。目前Mc尼龍工業(yè)化生產(chǎn)大都采用間歇法，操作步驟大同小異。雖然各廠家所用催化劑配比和所選擇的工藝條件如加助催化劑的溫度及模具溫度有所差別，

12、但基本上都采用固體氫氧化鈉2作為催化劑。事實證明此工藝存在下述三個重大缺陷：(1)氫氧化鈉顆粒與熔融的己內酰胺之間的反應是固一液相反應，由于非均相反應，直接影響反應速度及反應程度，從而制約了生產(chǎn)效率的提高3。(2)反應在真空條件下進行，劇烈的反應使氫氧化鈉在己內酰胺中劇烈跳動，易導致氫氧化鈉粘附在反應器壁上。在以后的轉移過程中，未反應的氫氧化鈉會與己內酰胺一起傾入到模具中，使制品產(chǎn)生氣泡，從而影響產(chǎn)品的性能3。(3)反應條件波動，如體系反應時間過長，己內酰胺分解為胺類化合物等會引起不聚合現(xiàn)象4。為了克服上述缺點一些廠家以金屬鈉為催化劑5,6，避免了不聚合現(xiàn)象，但由于金屬鈉易氧化且溶解速度慢7，

13、使用危險，故限制了其大規(guī)模使用。還有一些報道以氨氧化鈉溶液為催化劑6,8，雖能提高生產(chǎn)效率，減少制晶產(chǎn)生氣孔的機會且有利于催化劑準確計量，但對脫水工段的負壓、時間、溫度等工藝參數(shù)要求苛刻，不利于實際生產(chǎn)。通常以氫氧化鈉為催化劑制備Mc尼龍的工藝是，將一定量的已內酰胺加入反應器中，加熱熔融，待熔體溫度達130時，開啟真空泵減壓蒸餾l0一20 min(要求體系壓力在133 kPa以內)，加入催化劑固體氫氧化鈉在真空下反應。待熔體溫度加熱至140維持20 min，停止抽真空和加熱。然后加入一定量的TDI，攪勻，迅速注人已預熱至160的模具中，在160170恒溫干燥箱中聚合530 min，冷卻后脫模，

14、得到Mc尼龍制品。甲醇鈉催化制備Mc尼龍的生產(chǎn)工藝有以下幾方面優(yōu)點：9(1)使生產(chǎn)周期明顯縮短，制品的顏色、吸水率、單體轉化率等有所改進，力學性能基本保持不變。(2)減少了制品產(chǎn)生氣孔的幾率，從而提高了產(chǎn)品的性能。(3)固體氫氧化鈉易吸潮且因用量少，不利于準確計量，用30甲醇鈉溶液代替固體氫氧化鈉作催化劑有利于準確計量和自動加料。(4)避免了反應條件波動所引起的不聚合現(xiàn)象。根據(jù)所得尼龍共聚物結構不同，可將改性工藝分為：無規(guī)共聚、嵌段共聚/短嵌段共聚、接枝共聚以及交替共聚等。無規(guī)共聚合尼龍常有如下三個工藝：（1）先制得各鏈接所對應的酞胺鹽，再進行溶液或熔融縮聚；（2）各初始單體（二元羧酸/羧酸酯

15、、二元胺、內酞胺或氨基酸）直接進行熔融縮聚；各初始單體（二元胺和二元酞氯）進行界面縮聚等。同晶型置換共聚合尼龍：早在1952年Edgarzl等發(fā)現(xiàn)用對苯二甲酸部分取代尼龍66中的己二酸時，共聚物的熔點升高而不是降低，并稱這一現(xiàn)象為同晶型置換10。嵌段共聚尼龍中各組分的相結構對制品的性肩值影響大，而且影響相結構的因素很多，如化學組成、反應條件及加工工藝等。ElliS等研究發(fā)現(xiàn)，PA46/PA66的共混物體系存在宏觀相分離，認為即使是結構相近的PA也不相容，但當體系中存在少量嵌段共聚物時，相容性得到極大改變11。尼龍66的制備工藝聚酰胺-66的生產(chǎn)工藝 尼龍-66的生產(chǎn)工藝可以分為間歇溶液縮聚法和

16、連續(xù)溶液縮聚法兩種。間歇溶液縮聚法 ：間歇溶液的主要設備是高壓聚合，它是不銹鋼材質（316），釜外有加熱夾套或盤管，釜內有加熱盤管，底部呈圓錐形，整體呈圓柱形，耐壓。工藝流程圖如下：將66鹽配制成50%到60%的水溶液，加入縮聚釜中，同時，根據(jù)產(chǎn)物相對分子質量要求加入乙酸或己二酸作為相對分子質量調節(jié)劑，控制反應溫度為230度左右，壓力1.7到1.8MPa，保持2h，左右，進行預縮聚成相對分子質量的聚合體。然后逐步泄壓，排出水蒸氣，隨著水分的不斷排出，溫度逐步提高、壓力逐步下降，抽真空達到0.1MPa，保持45min，溫度控制在280度以下，排出水分進行最后縮聚。完成后將物料壓出、鑄帶、切粒、干

17、燥、得聚酰胺-66樹脂?？勺鳛榧徑z或工程塑料的原料。將制備好的63%的66鹽水溶液和相對分子質量調節(jié)劑一起加入靜態(tài)混合器中混合后，送入蒸發(fā)反應器，在溫度232度，壓力1.8MPa下，保壓3h。然后將物料送入管式反應器，溫度從230度升到285度，壓力逐步降到0。28MPa左右，反應3h。再將物料送入后反應器，進行后縮聚反應。制得的聚合物經(jīng)擠壓鑄帶、切粒、干燥，得聚酰胺-66樹脂。3尼龍納米復合材料研究進展尼龍6樹脂是制造光纖、薄膜和工程塑料的原材料。為進一步擴張其應用領域，各種填料已被用來增強尼龍6的硬度和力學性能，而性能的提高依賴于許多因素，如填料的比表面積、在機體中的擴散程度、材料和機體之

18、間的粘結力等。1950年Cater等12用幾種絡合陽離子改性過的無機粘土去增強橡膠彈性體。1976年，F(xiàn)ujiwarat和Sakamoto首次制得了聚酰胺/粘土雜化材料13。十年后，日本豐田研究中心用原位插層聚合法成功的制備出尼龍6/粘土納米復合材料，同時他們報道了該材料與純聚合物相比的優(yōu)越性能：高強度、模量、熱變形溫度、阻隔性、阻燃性等14-17。自此后，人們對尼龍6/粘土納米復合材料的制備方法及其熱力學性能做了大量的研究。如：將聚合物和層狀硅酸鹽簡單的混合在一起一般是不能形成納米復合材料的，如果兩者的相溶性很差，會降低復合材料的機械和熱力學性質，與此相反，如果聚合物和層狀硅酸鹽之間能發(fā)生強

19、烈的相互作用，使其中的一相以納米尺寸分布在另一相中，那么形成的納米復合材料的性質與純聚合物或普通復合物的性質相比將發(fā)生質的變化18-23。為了禮節(jié)納米復合物形成的熱力學因素，Vaia等24-25應用平均場統(tǒng)計層狀模型理論?？蓞㈤單墨I24。Liu等26首先應用雙螺桿擠出機制備尼龍6/C-18MMT納米復合材料，蒙脫土的含量從1%到18%.WAXR和TEM觀察表明，蒙脫土的含量小于10%時能生成剝離態(tài)納米復合材料，超過時則得到的是插層形的納米復合材料，WAXR和DSC的熱分析也進一步表明剝離態(tài)的結構極大的影響尼龍的結晶，除了能生成晶型外還有晶型，這是因為MMT有異相成核的作用。Vands Hast

20、27也用熔融插層法制備了nylon6/MMT納米復合材料，F(xiàn)ornes等28報道，在熔融狀態(tài)用雙螺桿擠出機制備了nylon6/MMT納米復合材料，Hasegawa等29報道了用一種新穎方法制備nylon6/MMT納米復合材料，直接用蒙脫土水溶液而不是用有機改性的MMT，鈉蒙脫土泥漿在擠出機中同熔融的nylon6共混。出料用WAXR和TEM能清晰的觀察到MMT在nylon6基體中是剝離態(tài)，同時nylon6/MMT納米復合材料的性質與通常的nylon6/MMT納米復合材料的性質相同。根據(jù)Li等30研究發(fā)現(xiàn)部分剝離結構使得黏土和聚合物間作用力顯著提高。由于EPR-g-MAH對PA6/PP/黏土的增容

21、作用導致了在低頻范圍添加EPR-g-MAH有利于儲能模量大幅度提高。有學者認為儲能模量大幅度提高也可能是由于插層狀硅酸鹽與EPR-g-MAH間的相互作用所引起的31-36。部分剝離和插層的層狀硅酸鹽阻止了共混物的熔融流動導致PA6/PP黏土的復數(shù)粘度提高。4尼龍產(chǎn)品用途   尼龍主要用于汽車工業(yè),電氣電子工業(yè),交通運輸業(yè),機械制造工業(yè),電線電纜通訊業(yè),薄膜及日常用品.制造各種軸承,齒輪,圓齒輪、凸輪、傘齒輪、輸油管,儲油器,保護罩,支撐架,車輪罩蓋,導流板,風扇,空氣過濾器外殼,散熱器水室,制動管,發(fā)動機罩,車門把手.軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、襯套

22、、輸油管、貯油器、繩索、傳動帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭各種滾子、滑輪、泵葉輪、風扇葉片、蝸輪、推進器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護套、剪切機、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機上各種輸油管、活塞、繩索、傳動皮帶，紡織機械工業(yè)設備零霧料，以及日用品和包裝薄膜等。等。還有包裝用帶、食品用薄膜（熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜）的產(chǎn)量也相當大4.1.汽車工業(yè)   由于尼龍66優(yōu)良的耐熱性、耐化學藥品性、強度和加工方便等，因而在汽車工業(yè)得到了大量應用，目前幾乎已能用于汽車的所有部位，

23、如發(fā)動機部位，電器部位和車體部位。發(fā)動機部位包括進氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)，如發(fā)動機氣缸蓋罩、節(jié)氣門、空氣濾清器機器外殼，車用空氣喇叭、車用空調軟管、冷卻風扇及其外殼、進水管、剎車油罐及灌蓋，等等。車體部位零部件有：汽車擋泥板、后視鏡架、保險杠、儀表盤、行李架、車門手柄、雨刷支架、安全帶扣搭、車內各種裝飾件等等。車內電器方面如電控門窗、連接器、保鮮盒、電纜扎線等。 2.電子電器工業(yè)   PA66可生產(chǎn)電子電器絕緣件、精密電子儀器部件、電工照明器具和電子電器的零部件等，可用于制作電飯鍋、電動吸塵器、高頻電子食品加熱器等。PA66具有優(yōu)良的耐焊錫性，廣泛用作接線盒、

24、開關和電阻器等的生產(chǎn)。阻燃級PA66可用于彩電導線夾、固定夾和聚焦旋鈕。 3機械設備   列車客車的門把手、貨車的制動器接合盤等可用PA66制作。其它如絕緣墊圈、擋板座、船舶上的渦輪、螺旋槳軸、螺旋推進器、滑動軸承等也可以用PA66制作。高抗沖擊性尼龍66還可制作管鉗、塑料模具、無線電控制車身等。未增強級尼龍66通常用于制造低蠕變、無腐蝕的螺母、螺栓、螺釘、噴嘴等；增強級尼龍66用于生產(chǎn)鏈條、傳送帶、扇葉、葉輪和腳手架固定腳扣等。 4.其他行業(yè)   利用PA66耐蠕變特性和耐溶劑性，可以制造一系列的日用品，如以非增韌的尼