塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件

第六章：聚酰胺第一節(jié)：概述一、定義

聚酰胺（PA，Polyamide）也稱(chēng)尼龍，是主鏈上含有酰胺基（—CONH—）的聚合物，按其主鏈結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、半芳香族、全芳香族、含雜環(huán)芳香族及脂環(huán)族聚酰胺，適合作塑料材料的主要是脂肪族聚酰胺。第六章：聚酰胺第一節(jié)：概述1二、生產(chǎn)方法生產(chǎn)脂肪族聚酰胺的方法很多，但工業(yè)化的主要方法有以下幾種：1.由二元胺和二元酸合成PA：這類(lèi)PA用兩位數(shù)字命名（聚酰胺-XY），分子通式：

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)，如：PA-66，PA-610，PA-1010二、生產(chǎn)方法生產(chǎn)脂肪族聚酰胺的方法很多，但工業(yè)化的主要方法有22.由ω-氨基酸自身縮聚或由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合合成PA：（聚酰胺X），分子通式：

X表示ω-氨基酸或內(nèi)酰胺分子中碳原子數(shù)，例如：PA-63.有多種單體共縮聚合成PA：由兩種以上己內(nèi)酰胺或氨基酸、由兩種以上的二元胺與一種或多種二元酸共縮聚。

如：PA-66/6，PA-6/66/1010等。2.由ω-氨基酸自身縮聚或由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合3三、發(fā)展簡(jiǎn)史聚酰胺是塑料工業(yè)中發(fā)展最早的品種，目前產(chǎn)量居工程塑料之首。1939年，PA-66，由美國(guó)杜邦公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1941年，PA-610，由美國(guó)杜邦公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1943年，PA-6，由德國(guó)法本公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1959年，PA-1010，由我國(guó)首先工業(yè)化生產(chǎn)三、發(fā)展簡(jiǎn)史4第二節(jié)：PA的結(jié)構(gòu)與性能一、聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征1.脂肪族PA都是線(xiàn)型聚合物，是熱塑性塑料。2.其分子鏈中含有空間規(guī)則排列的酰胺基極性基（—CONH—），在適當(dāng)條件下可形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。3．—CONH—的存在使聚合物在分子內(nèi)或分子間可形成氫鍵，分子間作用力進(jìn)一步增強(qiáng)，故這類(lèi)聚合物具有較高的熔點(diǎn)及力學(xué)強(qiáng)度，酰胺基具有一定的反應(yīng)活性，可進(jìn)行大分子官能團(tuán)的反應(yīng)。第二節(jié)：PA的結(jié)構(gòu)與性能一、聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征54.非極性的亞甲基結(jié)構(gòu)可在晶區(qū)，也可在非晶區(qū)。

晶區(qū)的結(jié)構(gòu)提供較強(qiáng)的分子間力無(wú)定型區(qū)的碳鏈結(jié)構(gòu)則賦予聚合物材料一定的柔性

使PA既具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，又具有良好的柔性及明顯的Tg。5.盡管PA的熔點(diǎn)很高（＞200℃），但其在熔點(diǎn)以上的熔體粘度則較低。4.非極性的亞甲基結(jié)構(gòu)可在晶區(qū)，也可在非晶區(qū)。6（一）、PA的分子結(jié)構(gòu)1.亞甲基/酰胺基的比例不同PA分子中此比例不同，即極性酰胺基之間的碳原子數(shù)不同。

分子鏈長(zhǎng)度相同時(shí)，隨比值增加，分子間形成的氫鍵數(shù)目減少，分子間作用力減弱，柔性增加。（一）、PA的分子結(jié)構(gòu)1.亞甲基/酰胺基的比例72.亞甲基含量的奇-偶效應(yīng)

亞甲基含量為偶數(shù)時(shí)，PA的熔點(diǎn)較亞甲基為奇數(shù)時(shí)的熔點(diǎn)高。

例如：PA-7的熔點(diǎn)（~227℃）較PA-6（~215℃）和PA-8（~180℃）高存在這種差異的主要原因：

⑴含有偶數(shù)亞甲基的PA分子間形成的氫鍵密度大⑵含有偶數(shù)亞甲基的PA與含有奇數(shù)亞甲基的PA所形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同。

例如：PA-6的γ型晶體內(nèi)分子相互平行排列，導(dǎo)致沿分子鏈方向的重復(fù)性較低，晶體密度較低，故熔點(diǎn)低于亞甲基為偶數(shù)的PA-7。2.亞甲基含量的奇-偶效應(yīng)8塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件9塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件103.氫鍵和取代基

PA分子間的氫鍵是賦予這類(lèi)聚合物材料高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的重要因素，若用—CH3或—CH2OCH3

等基團(tuán)取代酰胺基中的氫原子，導(dǎo)致大分子鏈間的距離增大，作用力減弱，破壞分子鏈的規(guī)整性，降低PA的結(jié)晶性及軟化點(diǎn)，甚至可以制得橡膠制品。4.分子量：增加PA分子量可提高其耐熱性和制品的尺寸穩(wěn)定性。5.共縮聚：共縮聚將導(dǎo)致結(jié)晶能力下降，形成無(wú)定型聚合物，因此通過(guò)共縮聚可得到堅(jiān)韌、柔軟、透明的皮革狀制品。3.氫鍵和取代基11（二）、PA的結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.分子結(jié)構(gòu)及氫鍵對(duì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)會(huì)影響PA的性能；2.加工條件對(duì)結(jié)晶形態(tài)及結(jié)晶度的影響而隨加工條件不同，會(huì)影響結(jié)晶度和結(jié)晶尺寸；3.吸水性及成核劑對(duì)結(jié)晶度的影響PA的吸濕會(huì)導(dǎo)致Tg降低，會(huì)發(fā)生緩慢結(jié)晶，導(dǎo)致制品后收縮；加入成核劑可獲得微晶成核PA，具有較高的拉伸強(qiáng)度、耐磨性及硬度，但斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度略有下降。（二）、PA的結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.分子結(jié)構(gòu)及氫鍵對(duì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響12塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件13（三）、取向結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中由于流動(dòng)和剪切作用，會(huì)產(chǎn)生一定程度的分子取向，導(dǎo)致制品性能各向異性（即沿取向方向的強(qiáng)度優(yōu)于非取向方向）工藝上常用雙軸取向方法提高PA薄膜的總強(qiáng)度，此外，取向也有利于結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行。（三）、取向結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中由于流動(dòng)和剪切作用，會(huì)產(chǎn)生一定程14二、聚酰胺的性能

1.物理性能:無(wú)毒、無(wú)味，不霉?fàn)€，外觀(guān)為半透明或透明的乳白色或淡黃色粒料,密度：1.04~1.36g/cm3二、聚酰胺的性能1.物理性能:152.力學(xué)性能⑴拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度：PA在室溫下具有較高的拉伸強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度，隨溫度及吸水性增加，PA的拉伸強(qiáng)度急劇下降，而沖擊強(qiáng)度則明顯提高；PA品種不同，強(qiáng)度受溫度和吸水性的影響也不同。隨酰胺基之間亞甲基增加，對(duì)溫度和吸水性的敏感性減弱。玻纖增強(qiáng)的聚酰胺強(qiáng)度受溫度和吸水性的影響更小。2.力學(xué)性能⑴拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度：PA在室溫下具有較高的16塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件17⑵疲勞強(qiáng)度：PA的疲勞強(qiáng)度約為其拉伸強(qiáng)度的20%~30%；PA的疲勞強(qiáng)度隨分子量的增加而增大，但隨吸水性的增加而下降。玻纖增強(qiáng)PA的疲勞強(qiáng)度可提高50%左右。⑵疲勞強(qiáng)度：18⑶抗蠕變性：PA的抗蠕變性較差，故不適于制造精密制品。PA的抗蠕變性與應(yīng)力、溫度及吸水性有關(guān)，應(yīng)力增大或吸水性增大，其抗蠕變性降低。PA的抗蠕變性隨溫度的變化受時(shí)間的制約，施加應(yīng)力初，隨溫度增高，PA的抗蠕變性下降，隨后不受溫度影響。玻纖增強(qiáng)PA的抗蠕變性?xún)?yōu)于普通PA。

⑷耐摩擦性和耐磨耗性：耐摩擦性能和耐磨耗性能是尼龍制品突出的主要性能。PA無(wú)油潤(rùn)滑的摩擦因數(shù)通常為0.1~0.3，且各種PA的μ無(wú)明顯差異。其中PA-1010為最佳，它的比重約為Cu的1/7，但其耐磨耗性卻是Cu的8倍。⑶抗蠕變性：PA的抗蠕變性較差，故不適于制造精193.熱性能與其它熱塑性樹(shù)脂不同，PA具有如下特點(diǎn)：⑴

它不隨溫度上升而逐漸軟化，而是具有明顯的熔點(diǎn)。⑵PA的長(zhǎng)期使用溫度在80℃左右，短期內(nèi)使用溫度可達(dá)120℃，若溫度高于120℃以上長(zhǎng)期使用，制品會(huì)接觸氧發(fā)生緩慢的熱分解反應(yīng)變?yōu)楹稚?，為提高其耐熱性，可在其中添加抗氧劑?.熱性能與其它熱塑性樹(shù)脂不同，PA具有如下特點(diǎn)：20塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件21⑶線(xiàn)膨脹系數(shù)：依賴(lài)于晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及結(jié)晶度

a.結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，線(xiàn)膨脹系數(shù)越?。籦.極性基團(tuán)[CONH]間的碳原子越多，分子間力就越小，線(xiàn)膨脹系數(shù)越大；c.非晶部分所占比例越大，線(xiàn)膨脹系數(shù)越大⑷熱導(dǎo)率：未加填料的PA熱導(dǎo)率變化范圍很窄（0.21~0.32W/m·k），受聚合物品種、結(jié)構(gòu)及溫度的影響都很小。⑶線(xiàn)膨脹系數(shù)：依賴(lài)于晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及結(jié)晶度22塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件23塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件24⑸負(fù)荷變形溫度：加入玻纖可明顯提高其負(fù)荷變形溫度，因此玻纖填充PA可作為高溫剛性材料。

⑹阻燃性：PA分子結(jié)構(gòu)中含有酰胺基團(tuán)，故具有一定的阻燃性能，燃燒時(shí)火焰為藍(lán)色，上端呈黃色，PA屬自熄性材料，且有較高的極限氧指數(shù)。

PA-662230%玻纖增強(qiáng)PA-6638⑸負(fù)荷變形溫度：加入玻纖可明顯提高其負(fù)荷變形25高聚物的電性能主要是指它的介電性能和導(dǎo)電性能。聚合物的介電性能是指它在電場(chǎng)中的作用下對(duì)電能的貯存和損耗的性能，通常用介電常數(shù)和介電損耗角正切來(lái)表示介電常數(shù)是指含有電介質(zhì)的電容器的電容和該真空電容器的電容之比。是表征電介質(zhì)貯存電能大小的物理量。

介電損耗是指在交變電場(chǎng)中電介質(zhì)會(huì)損耗部分能量而發(fā)熱。高聚物的電性能主要是指它的介電性能和導(dǎo)電性能。26介電強(qiáng)度：是指物質(zhì)能抗擊穿（材料結(jié)構(gòu)遭到破壞）和放電的最高電壓梯度。

高聚物作為電絕緣材料，要求電阻率和介電強(qiáng)度要高，介電常數(shù)和介電損耗要小。介電強(qiáng)度：是指物質(zhì)能抗擊穿（材料結(jié)構(gòu)遭到274.電性能PA在低溫及低濕度條件下是極好的電絕緣體，但當(dāng)溫度及濕度增加時(shí)，電絕緣性能惡化。（PA-11的電絕緣性對(duì)濕度的敏感性較小，PA-6則較大）⑴

體積電阻率：在干燥條件下，各種PA的體積電阻律基本相同，但在平衡水分狀態(tài)下，酰胺基密度高的PA品種的體積電阻率下降較大，PA的體積電阻率隨溫度的升高而降低，隨吸水性的增加而下降。4.電性能PA在低溫及低濕度條件下是極好的電絕緣體，但28塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件29塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件30⑵介電性能：各種PA在干燥條件下的介電常數(shù)和介電損耗角正切差異很小。但在吸水狀態(tài)下PA的介電性能明顯變化，其中酰胺基密度越大，變化越明顯。⑶介電強(qiáng)度：隨制品厚度和吸水性的增加以及溫度的升高而有所降低，其中尤以溫度的影響最大。（PA-6的吸水性最強(qiáng)，水分對(duì)其介電強(qiáng)度的影響最顯著）⑵介電性能：各種PA在干燥條件下的介電常315.吸水性及氣體和液體的滲透性:⑴吸水性：PA的吸水性比其它熱塑性塑料大得多，且受以下因素影響：

a.環(huán)境中的相對(duì)濕度或水蒸氣的蒸汽壓；b.PA的結(jié)構(gòu)（主要是分子中極性基團(tuán)間的碳原子數(shù)或CH2/CONH比）；c.PA的結(jié)晶度。隨極性基團(tuán)間碳原子數(shù)增加，吸水性明顯下降，結(jié)晶度越大，吸水性較小。5.吸水性及氣體和液體的滲透性:32尼龍的吸水性是由非晶部分極性酰胺基（親水基團(tuán)）的作用，其大小由它的分子主鏈段結(jié)構(gòu)決定，吸水性是隨尼龍分子主鏈段上亞甲基含量增加而下降。主要原因是極性酰胺基團(tuán)的密度降低。吸水性PA6PA11PA12PA46PA66PA610PA612PA1212PA1313%1.50.30.251.81.30.40.40.20.137~0.175⑵氣體和液體的滲透性：取決于PA的類(lèi)型及結(jié)晶度尼龍的吸水性是由非晶部分極性酰胺基（親水33塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件34塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件356.耐老化性：PA在不受陽(yáng)光照射的條件下使用時(shí)，具有優(yōu)良的耐老化性能，但在成型加工和露天使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生降解，使性能變壞。⑴熱降解；⑵光降解；⑶高能輻射降解6.耐老化性：36塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件377.化學(xué)性能：PA具有較高結(jié)晶能力及較大的內(nèi)聚能密度，故其溶劑很少，耐化學(xué)性能優(yōu)良。⑴有機(jī)溶劑與PA的溶解性：一般而言，隨溫度升高，有機(jī)溶劑與PA的作用加劇；PA結(jié)晶度越高，分子中CH2/CONH比值越大，與有機(jī)溶劑作用越小。除甲酸外，酚類(lèi)化合物（如苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚或間苯二酚）是PA的有效溶劑，若在這些溶劑中加入甲醇或乙醇可提高溶解性。塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件38塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件39⑵耐酸、堿或鹽的腐蝕性：不同濃度的無(wú)機(jī)酸、堿或鹽均可導(dǎo)致PA的溶脹、溶解或水解。（由于硝酸具有氧化性能，與PA產(chǎn)生特殊作用，因此PA-11和PA-12可溶于硝酸而不溶于硫酸或鹽酸）通過(guò)PA的稀酸溶解粘度可測(cè)定其分子量，但高濃度或高溫將導(dǎo)致PA水解而使分子鏈破壞（可從溶液粘度下降觀(guān)察）。低于溶解或水解濃度的稀酸也可導(dǎo)致聚酰胺的腐蝕（制品表面產(chǎn)生不同深度的細(xì)裂紋或網(wǎng)狀裂紋）

PA在一些無(wú)機(jī)鹽中也會(huì)發(fā)生腐蝕，危害最大的無(wú)機(jī)鹽是ZnCl2。⑵耐酸、堿或鹽的腐蝕性：不同濃度的無(wú)機(jī)酸、堿40第三節(jié)：主要的尼龍品種一、PA-6（Polycaprolactam,聚己內(nèi)酰胺）1.合成制備PA-6的單體為己內(nèi)酰胺或ε-氨基己酸；一般用己內(nèi)酰胺.

己內(nèi)酰胺分子中有酰胺基，故易發(fā)生水解或脫水等反應(yīng)。在高溫及引發(fā)劑作用下，己內(nèi)酰胺易發(fā)生開(kāi)環(huán)聚和反應(yīng)，形成PA-6。第三節(jié)：主要的尼龍品種一、PA-6（Polycaprol41工業(yè)上——PA-6通常由己內(nèi)酰胺水解聚合而得，即將單體和5%~10%的水加熱到250℃~270℃，使己內(nèi)酰胺水解先得到氨基己酸，隨后縮聚和加成反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行即得PA-6。基本反應(yīng)如下：工業(yè)上——42塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件432.物性特征密度：1.13g/cm3

熔點(diǎn)：215℃

熱變形溫度：68℃耐寒溫度：-30℃外觀(guān)：乳白色或微黃色透明到不透明，角質(zhì)狀結(jié)晶性聚合物。具有良好的柔韌性、耐磨性、自潤(rùn)滑性，剛度小，耐蒸煮能緩慢燃燒，離火慢熄，有滴落、起泡現(xiàn)象。2.物性特征44化學(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐細(xì)菌；成型加工性極好，可注塑、擠出、吹塑、滾塑、噴涂、粉末成型等。

最高使用溫度達(dá)180℃，若加入沖擊改性劑會(huì)降至160℃，若用15%~50%玻纖增強(qiáng)，可高達(dá)199℃。3.用途：軸承、齒輪、凸輪、滑輪、螺帽、墊片、高壓油管、儲(chǔ)油容器等。化學(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐細(xì)菌；成型加工性極好，可注塑、擠出、吹45二、MC尼龍1.合成

是在常壓下將熔融的原料己內(nèi)酰胺單體用強(qiáng)堿性的物質(zhì)作催化劑，與活性劑等助劑一起，直接注入預(yù)熱到一定溫度的模具中，物料在模具內(nèi)很快地進(jìn)行聚合反應(yīng)，凝結(jié)成白色堅(jiān)韌的固體坯料。用這種方法成型的尼龍，稱(chēng)為單體澆鑄尼龍，又叫單體鑄塑尼龍、鑄型尼龍，簡(jiǎn)稱(chēng)MC尼龍（MonomerCastingNylon）從原料開(kāi)始到聚合成型，整個(gè)操作只需0.5~2h。此法僅適合己內(nèi)酰胺二、MC尼龍1.合成46塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件472.物性特征性能指標(biāo)：密度：1.15~1.16g/cm3

平均分子質(zhì)量：（5~10）×104熔點(diǎn)：223~225℃

熱變形溫度：150~190℃

拉伸強(qiáng)度：75~100MPa

沖擊強(qiáng)度：5~9kJ/m2

彎曲強(qiáng)度：140~170MPa

吸水性：0.7~1.2%（24h），5.5~6.5%（飽和）2.物性特征48特點(diǎn)：⑴具有尼龍6的通性：強(qiáng)度、剛性、韌性好，耐磨，化學(xué)穩(wěn)定性好；⑵分子量和結(jié)晶度高于尼龍6，故吸水性較低，尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度也高于尼龍6；⑶有自熄性，持續(xù)耐熱溫度可達(dá)100℃；⑷制品可機(jī)加工，焊接、粘接等，適宜澆鑄大型制品或用量少、品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件。特點(diǎn)：49三、PA-66PA-66是杜邦公司推出的第一個(gè)尼龍品種和第一個(gè)縮聚類(lèi)高聚物。PA-66時(shí)PA最重要的品種，產(chǎn)量約占PA工程塑料總量的70%，其原料是己二胺和己二酸。三、PA-66501.合成

工業(yè)上PA-66的合成方法是將等摩爾比的己二胺和己二酸在270~275℃下進(jìn)行熔融縮聚而成。PA化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)較大，因此不需要催化劑，反應(yīng)初期也不需要考慮平衡移動(dòng)問(wèn)題。為了保證己二胺和己二酸等摩爾，通常采用先中和成鹽再縮聚的方法，即利用66鹽在冷熱乙醇中溶解度的顯著差別，經(jīng)重結(jié)晶，可以提純，保證胺和羧酸官能團(tuán)的等摩爾，雜質(zhì)則留在母液中。1.合成51反應(yīng)式為：H2N

(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH[NH3+(CH2)6NH3+

-OOC(CH2)4COO-]

另外縮聚時(shí)，可加少量單官能團(tuán)的醋酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2~0.3%）或己二酸封端，以控制分子量。n[NH3+(CH2)6NH3+

-OOC(CH2)4COO-]+CH3COOH

CH3CO[NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO]nOH+2nH2O反應(yīng)式為：522.物性特征性能指標(biāo)：

30%玻纖增強(qiáng)50%玻纖增強(qiáng)分子量：（1.5~2.2）×104

（短）（長(zhǎng)）密度：1.13~1.151.371.371.37拉伸強(qiáng)度：60~80MPa190200225彎曲強(qiáng)度：≥100MPa267327327缺口沖擊強(qiáng)度：≥5~6kJ/m210.91914脆化溫度：-35℃熱變形溫度：75℃254℃257℃260℃成型收縮率：1.5~2.2%0.6~0.9%0.5~0.6%0.4~0.6%體積電阻：1.83×105Ω·cm介電常數(shù)：（1MHz）1.632.物性特征53特點(diǎn)：⑴半透明或不透明的乳白色結(jié)晶聚合物，受紫外線(xiàn)照射會(huì)發(fā)出紫白光或藍(lán)白色光；⑵機(jī)械強(qiáng)度大，耐應(yīng)力開(kāi)裂性好，耐磨性在聚酰胺中最好，自潤(rùn)滑性?xún)H次于PTFE和POM；⑶化學(xué)穩(wěn)定性好，但溶于甲酸等極性溶劑，加碳黑可提高耐候性；⑷吸水性大，因此尺寸穩(wěn)定性差；⑸成型加工性好，可擠塑、注塑、吹塑、機(jī)加、焊接、粘接，加工溫度高（熔點(diǎn)：238~248℃）特點(diǎn)：54四、PA-1010

（Nylon1010，Polydecamethylenesebacamide）

PA-1010是我國(guó)開(kāi)發(fā)出的品種，它是由蓖麻油為原料制得癸二酸和癸二胺縮聚而成的。1.合成首先將癸二胺和癸二酸中合成PA-1010鹽，然后再加熱熔融，經(jīng)脫水縮聚反應(yīng)制得PA-1010。PA-1010的熔點(diǎn)較低（194℃），故熔融縮聚可在較低溫度（240~250℃）下進(jìn)行。反應(yīng)式：四、PA-1010552.物性特征性能指標(biāo)：25~30%玻纖增強(qiáng)密度：1.07g/cm3

熔點(diǎn)：198~210℃拉伸強(qiáng)度：≥40MPa≥90MPa斷裂伸長(zhǎng)率：150%彎曲強(qiáng)度：≥70MPa≥160MPa缺口沖擊強(qiáng)度：≥17kJ/m2≥15.0kJ/m22.物性特征56特點(diǎn)：⑴呈半透明結(jié)晶型熱塑性聚合物，無(wú)毒，耐霉菌，耐低溫，脆化溫度為-60℃；⑵優(yōu)異的耐磨性，自潤(rùn)滑性，良好的消音性；⑶吸水性小，介電性能好，化學(xué)穩(wěn)定性好，但溶于強(qiáng)極性溶劑，如苯酚、濃硫酸等；⑷成型加工性能好。3.成型加工及用途可擠出、注塑、吹塑、噴涂等加工方法成型，加工前需要在80~100℃下干燥數(shù)小時(shí)。用途：小模塑齒輪、軸承保持架、軸套、高壓閥襯墊、油箱襯里、輸油管、工業(yè)慮布、篩網(wǎng)、毛刷、電線(xiàn)電纜保護(hù)層特點(diǎn)：57九、玻纖增強(qiáng)尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的種類(lèi)與特征——

具有增強(qiáng)作用的材料有纖維類(lèi)、片狀、針狀超細(xì)（納米）無(wú)機(jī)填料以及有機(jī)高聚物等。用于PA增強(qiáng)的主要品種有下列幾種：⑴玻璃纖維⑵碳纖維⑶芳綸⑷硼纖維⑸晶須⑹云母、滑石粉、蒙脫土九、玻纖增強(qiáng)尼龍?jiān)鰪?qiáng)材料的種類(lèi)與特征——58玻纖增強(qiáng)尼龍

為了改善尼龍性能（如拉伸強(qiáng)度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、

硬度和抗蠕變性等），用玻纖添加可取得良好的效果。

（一）、生產(chǎn)過(guò)程玻纖增強(qiáng)尼龍59（二）、玻纖增強(qiáng)尼龍的控制因素⑴玻纖單纖直徑——對(duì)GFPA力學(xué)性能影響很大

一般情況下應(yīng)控制在10~20μm范圍內(nèi)。

太粗——與PA粘結(jié)性較差，導(dǎo)致力學(xué)性能下降；

太細(xì)——易被螺桿剪切成細(xì)微粉末，失去纖維的增強(qiáng)作用。（二）、玻纖增強(qiáng)尼龍的控制因素60⑵玻纖長(zhǎng)度的影響

長(zhǎng)度一般控制在2~3mm為宜。

理論上，玻纖長(zhǎng)度越長(zhǎng)其增強(qiáng)效果越好，但也將帶來(lái)制品表面粗糙以及翹曲等問(wèn)題。（玻纖的長(zhǎng)度與其原始長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，而與螺桿組合結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速有關(guān)。因此，要控制玻纖長(zhǎng)度，應(yīng)從調(diào)整螺桿結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)速入手）⑵玻纖長(zhǎng)度的影響61⑶玻纖含水量的影響玻纖表面的水分在熔融擠出過(guò)程中將使PA發(fā)生水解反應(yīng)，導(dǎo)致PA發(fā)生降解，從而降低增強(qiáng)PA的力學(xué)性能。⑶玻纖含水量的影響62⑷玻纖表面處理的影響玻纖的表面浸潤(rùn)劑主要成分是偶聯(lián)劑和成膜劑。⑷玻纖表面63⑸玻纖含量的影響①隨玻纖含量增加，產(chǎn)品熔體流動(dòng)性下降；②隨玻纖含量增加，力學(xué)性能明顯提高；⑸玻纖含量的影響64塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件65③

隨玻纖含量增加，熱變形溫度隨之提高；

④隨玻纖含量增加,GFPA的成型收縮率隨之減小。

③隨玻纖含量增加，熱變形溫度隨之提高；

④66

玻纖含量:

隨玻纖含量增加，PA的力學(xué)強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性及耐熱性能均有明顯提高。當(dāng)含量為40~50%時(shí)，由于熔體粘度過(guò)大，給成型帶來(lái)困難；而含量小于10%時(shí)，增強(qiáng)效果不明顯，因此一般含量以30%為宜。

67塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件68塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件69塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件70成型加工:玻纖增強(qiáng)PA的成型加工工藝與未增強(qiáng)PA大致相同，但其流動(dòng)性較差，因而在注塑時(shí)，注塑壓力和注塑速度適當(dāng)提高，料筒溫度也應(yīng)提高10~40℃，同時(shí)由于熔融狀態(tài)下玻纖會(huì)發(fā)生取向，尺寸變化產(chǎn)生各向異性，制品容易變形和翹曲，因此在成型工藝條件下，

模具設(shè)計(jì)、澆口位置和形狀等方面，必須引起足夠重視并做出適當(dāng)調(diào)整。

成型加工:71十、填充尼龍

用無(wú)機(jī)填料與PA6、PA66等共混，能提高尼龍的剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，降低成型收縮率、制品翹曲及生產(chǎn)成本。1.尼龍用填料種類(lèi)⑴碳酸鈣（CaCO3）:按來(lái)源分為重質(zhì)和輕質(zhì)兩種⑵滑石粉（3MgO·4SiO2·H2O）；⑶硅灰石（CaSiO3）；⑷高嶺土（Al2O3·SiO2·nH2O）；⑸云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2；⑹玻璃微珠.滑石粉、硅灰石、高嶺土、云母屬于硅酸鹽類(lèi)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有針狀、棒狀、層狀特征，不僅可以作為填充劑降低成本，而具有一定的增強(qiáng)作用。十、填充尼龍722.填料的物理特性與該性功能的關(guān)系⑴纖維狀、柱狀、片狀等縱橫面比較大的填料，有利于提高PA的力學(xué)強(qiáng)度；⑵球狀、粒狀填料可提高加工性能，但會(huì)降低材料的力學(xué)性能；⑶填料的粒徑較大時(shí)，材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都下降；粒徑越小，材料的強(qiáng)度越高；（作為填料適宜的粒徑為1~10μm為好）⑷填料表面具有表面活性基團(tuán)有利于提高填料與聚合物的粘結(jié)性；⑸填料表面硬度高，則復(fù)合材料的表面硬度提高。2.填料的物理特性與該性功能的關(guān)系73第四節(jié)：尼龍的加工及應(yīng)用一、尼龍的加工工藝特性⑴PA易吸濕，因此成型前必須進(jìn)行干燥處

理，使其水含量小于0.1%，另外PA對(duì)氧敏感，高溫下易氧化降解，為此采用真空干燥：100℃~110℃，10h~12h；（尼龍吸水后對(duì)其力學(xué)性能有較大的影響：在熔融狀態(tài)下，水分的存在會(huì)引起尼龍的水解而導(dǎo)致分子量下降，從而使制品機(jī)械性能下降；成型過(guò)程中，水分的存在還會(huì)使制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲和斑紋等缺陷，所以成行前必須充分干燥處理）第四節(jié)：尼龍的加工及應(yīng)用一、尼龍的加工工藝特性74⑵有明顯的熔點(diǎn)，且熔點(diǎn)較高，熔限較窄，因此加工溫度較高；⑶PA熔體粘度具有較高的溫度敏感性和剪切速率敏感性，且熔體粘度低（10～100Pa·s），熔體流動(dòng)性好；（尼龍熔體粘度低，流動(dòng)性大，噴嘴會(huì)產(chǎn)生“流延”現(xiàn)象。浪費(fèi)原料，污染噴嘴，如果用螺桿式注射機(jī)成型，注射時(shí)，熔體會(huì)在螺桿和料筒壁之間出現(xiàn)逆流，使注料不準(zhǔn)，所以，尼龍?jiān)诼輻U式注射機(jī)成型時(shí)，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。）⑵有明顯的熔點(diǎn)，且熔點(diǎn)較高，熔限較窄，75⑷PA熔融狀態(tài)的熱穩(wěn)定性較差，高溫下易降解，使制品性能惡化；（尼龍是結(jié)晶性高聚物，熔點(diǎn)明顯而且較高，所以，尼龍需要在較高溫度下成型。熔融狀態(tài)下的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易分解，因此，必須嚴(yán)格控制工藝條件）⑸熔體冷卻速度對(duì)制品的結(jié)構(gòu)及型能有明顯的影響；⑹PA的成型過(guò)程中伴隨著結(jié)晶的產(chǎn)生，故PA的成型收縮率較大。（尼龍的成型收縮率大，對(duì)于制造高精度的制品，模具設(shè)計(jì)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定其尺寸，成型工藝應(yīng)嚴(yán)格控制。）⑷PA熔融狀態(tài)的熱穩(wěn)定性較差，高溫下易降解，使76二、尼龍的成型加工

尼龍可用多種方法成型加工，包括：

注塑、擠出、吹塑、澆注、壓塑、旋轉(zhuǎn)模塑、熱成型等。（一）、尼龍的注塑設(shè)備及工藝條件是尼龍工程塑料的主要成型方法1.注塑設(shè)備二、尼龍的成型加工尼龍可用多種方法成型加工，包括：77⑴注塑機(jī)：柱塞式和螺桿式注塑機(jī)均可用于尼龍的制品成型，但螺桿式注塑機(jī)更具優(yōu)勢(shì)。用螺桿式注塑機(jī)成型尼龍時(shí)，通常采用帶有止逆環(huán)的單頭、等距、全螺紋螺桿；長(zhǎng)徑比為12~20，壓縮比3~4。⑵噴嘴：熔融狀態(tài)的PA的粘度較低，極易流動(dòng)，故注塑時(shí)需要帶有自鎖裝置的噴嘴（如用彈簧式噴嘴或滑動(dòng)側(cè)向關(guān)閉噴嘴）以克服熔體流淌或流延問(wèn)題。⑶模具：采用較高的注射速率，所以必須考慮排氣問(wèn)題。通常在模具上開(kāi)設(shè)排氣槽（寬為3mm，深為0.04~0.05mm）⑴注塑機(jī)：柱塞式和螺桿式注塑機(jī)均可用于尼龍的制品成型，但螺782.成型工藝尼龍注塑所要控制的因素主要包括：水分含量、成型溫度、注塑壓力、成型周期、對(duì)制品的后處理等。

典型尼龍注塑工藝條件：螺桿轉(zhuǎn)速：20~50r/min；料筒溫度：160~280℃；噴嘴溫度：180~260℃；模具溫度：40~60℃；注塑壓力：70~130MPa.

由于尼龍的成型溫度較其它熱塑性塑料高，而且冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，導(dǎo)致較高的收縮率（1.6~1.7%），因此成型時(shí)需

較高的后續(xù)壓力。大多數(shù)尼龍的加工溫度范圍很窄，故成型機(jī)械應(yīng)具有嚴(yán)格的溫度控制裝置，但溫度超過(guò)其成型允許溫度范圍，均會(huì)加速材料的熱降解而使性能變壞。濕度對(duì)尼龍的成型加工影響較大，使用前應(yīng)對(duì)物料進(jìn)行干燥處理（使水分含量不超過(guò)0.1%）加料斗密閉，保證物料與空氣接觸時(shí)間不超過(guò)1h.2.成型工藝79（二）、尼龍的擠出設(shè)備及工藝擠出成型所選用的尼龍分子量較大1.擠出機(jī)：選用突變式排氣式螺桿擠出機(jī)，長(zhǎng)徑比為18~22：1，壓縮比：3.2~4：1，螺距等與直徑。2.成型工藝條件：必須按照其品種及擠出制品的類(lèi)型等因素合理地加以確定。一般口模溫度200~210℃，機(jī)頭溫度210~250℃，料筒溫度范圍為200~280℃。（二）、尼龍的擠出設(shè)備及工藝80塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件81（三）、尼龍的其它成型加工方法1.吹塑成型：

得到中空制品。對(duì)于小型中空制品，可采用普通的雙螺桿擠出吹塑成型機(jī)；而較大型的中空制品，宜選用可高速擠出的儲(chǔ)壓式擠出吹塑成型機(jī)，螺桿為突變型。模具無(wú)死角，不形成熔接痕，且嚴(yán)格控制模具溫度。2.鑄塑成型：可分為如下兩種方法⑴單體鑄塑成型（MC尼龍）此法僅適合己內(nèi)酰胺，采用堿為催化劑，將己內(nèi)酰胺單體直接鑄塑入模具中聚合成型，所得MC尼龍的分子量比一般尼龍6約高一倍，因此拉伸、沖擊、耐熱性、吸水性及電性能均優(yōu)于一般尼龍6；（三）、尼龍的其它成型加工方法1.吹塑成型：82⑵聚合物鑄塑成型將片狀尼龍?jiān)跀D出機(jī)中熔融后置于定模，隨后加壓并冷卻成型。此方法工業(yè)應(yīng)用僅限于尼龍6和尼龍12。

此外，尼龍還可以進(jìn)行粉料加工，即硫化床浸漬涂布、火焰噴涂金屬、靜電涂布、壓塑和燒結(jié)等。⑵聚合物鑄塑成型83（四）、尼龍的成型后處理

由于尼龍成型過(guò)程中必須造成一定分子取向；同時(shí)，熔體從高溫冷卻到室溫經(jīng)過(guò)結(jié)晶溫度，勢(shì)必產(chǎn)生結(jié)晶，兩種因素共同作用的結(jié)果使得尼龍制品中存在一定的內(nèi)應(yīng)力，在隨后的使用或貯存期間，制品尺寸及形狀會(huì)發(fā)生一定變化。通過(guò)退火或調(diào)濕處理可減少上述影響。（四）、尼龍的成型后處理841.退火通常將尼龍制品浸入非氧化油或酯中，根據(jù)尼龍類(lèi)型及制品厚度確定退火時(shí)間及溫度。例如：壁厚3mm的尼龍制品的退火條件為：緩慢升溫至160~190℃，退火時(shí)間為15min，隨后緩慢冷卻。若制品最高使用溫度低于上述溫度，則可在最高使用溫度之上20℃進(jìn)行退火處理。1.退火852.調(diào)濕有些類(lèi)型的尼龍?jiān)诳諝庵芯哂休^高的平衡吸水性，因此除退火外，還應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，以加快制品達(dá)到平衡吸水性，提高尺寸穩(wěn)定性，減少制品的脆性。常用的調(diào)濕方法有兩種：⑴

制品如需在RH為100%的條件下使用，則可把制品泡在熱水中，直到達(dá)到所需平衡含濕量為止（一般測(cè)量尺寸不再變化時(shí)，即為已經(jīng)達(dá)到RH為100%的含濕量）⑵

對(duì)RH為50%的增濕處理，把制品浸在沸騰的濃度為65.5%醋酸鉀水溶液中1~2天即可（注意不能接觸鐵器），此溶液在121℃沸騰，這時(shí)的飽和蒸汽壓為0.2MPa，溶液對(duì)應(yīng)的RH值正好為50%。2.調(diào)濕86三、尼龍的應(yīng)用1.汽車(chē)制造：汽車(chē)制造業(yè)是尼龍工程塑料最大的消費(fèi)市場(chǎng)。⑴發(fā)動(dòng)機(jī)部件；⑵電器部件；⑶車(chē)體部件

2.機(jī)械設(shè)備

3.電器、電子工業(yè)

4.醫(yī)療器械及精密儀器

5.其他領(lǐng)域三、尼龍的應(yīng)用1.汽車(chē)制造：汽車(chē)制造業(yè)是尼龍工程塑料最大的87電動(dòng)車(chē)尼龍輪轂?zāi)猃堓S承電動(dòng)車(chē)尼龍輪轂?zāi)猃堓S承88尼龍滑輪尼龍滑輪89尼龍齒輪尼龍齒輪90尼龍輪尼龍輪91汽車(chē)零部件汽車(chē)零部件92汽車(chē)零部件汽車(chē)零部件93阻燃尼龍軟管阻燃尼龍軟管94尼龍電纜固定頭尼龍電纜接頭尼龍電纜固定頭尼龍電纜接頭95尼龍接線(xiàn)柱尼龍螺絲尼龍接線(xiàn)柱尼龍螺絲96砂輪尼龍磨片尼龍皮帶刷砂輪尼龍磨片尼龍皮帶刷97尼龍門(mén)把手尼龍合頁(yè)尼龍門(mén)把手尼龍合頁(yè)98尼龍伸縮管尼龍伸縮管99尼龍片尼龍棒尼龍片尼龍棒100尼龍廚具尼龍水龍頭尼龍廚具尼龍水龍頭101尼龍手套透明尼龍扣子尼龍手套透明尼龍扣子102尼龍飛盤(pán)尼龍筆袋尼龍飛盤(pán)尼龍筆袋103彩色尼龍線(xiàn)尼龍降落傘繩彩色尼龍線(xiàn)尼龍降落傘繩104尼龍網(wǎng)可清洗尼龍濾網(wǎng)尼龍網(wǎng)可清洗尼龍濾網(wǎng)105車(chē)用6L尼龍袋小冰箱尼龍包車(chē)用6L尼龍袋小冰箱尼龍包106尼龍吊管帶尼龍織帶尼龍手機(jī)繩尼龍吊管帶尼龍織帶尼龍手機(jī)繩107尼龍雨衣尼龍拉鏈尼龍雨衣尼龍拉鏈108尼龍?jiān)鷰猃堈婵沾猃堅(jiān)鷰猃堈婵沾?09第六章：聚酰胺第一節(jié)：概述一、定義

聚酰胺（PA，Polyamide）也稱(chēng)尼龍，是主鏈上含有酰胺基（—CONH—）的聚合物，按其主鏈結(jié)構(gòu)可分為脂肪族、半芳香族、全芳香族、含雜環(huán)芳香族及脂環(huán)族聚酰胺，適合作塑料材料的主要是脂肪族聚酰胺。第六章：聚酰胺第一節(jié)：概述110二、生產(chǎn)方法生產(chǎn)脂肪族聚酰胺的方法很多，但工業(yè)化的主要方法有以下幾種：1.由二元胺和二元酸合成PA：這類(lèi)PA用兩位數(shù)字命名（聚酰胺-XY），分子通式：

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)，如：PA-66，PA-610，PA-1010二、生產(chǎn)方法生產(chǎn)脂肪族聚酰胺的方法很多，但工業(yè)化的主要方法有1112.由ω-氨基酸自身縮聚或由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合合成PA：（聚酰胺X），分子通式：

X表示ω-氨基酸或內(nèi)酰胺分子中碳原子數(shù)，例如：PA-63.有多種單體共縮聚合成PA：由兩種以上己內(nèi)酰胺或氨基酸、由兩種以上的二元胺與一種或多種二元酸共縮聚。

如：PA-66/6，PA-6/66/1010等。2.由ω-氨基酸自身縮聚或由內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合112三、發(fā)展簡(jiǎn)史聚酰胺是塑料工業(yè)中發(fā)展最早的品種，目前產(chǎn)量居工程塑料之首。1939年，PA-66，由美國(guó)杜邦公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1941年，PA-610，由美國(guó)杜邦公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1943年，PA-6，由德國(guó)法本公司首先工業(yè)化生產(chǎn)1959年，PA-1010，由我國(guó)首先工業(yè)化生產(chǎn)三、發(fā)展簡(jiǎn)史113第二節(jié)：PA的結(jié)構(gòu)與性能一、聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征1.脂肪族PA都是線(xiàn)型聚合物，是熱塑性塑料。2.其分子鏈中含有空間規(guī)則排列的酰胺基極性基（—CONH—），在適當(dāng)條件下可形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。3．—CONH—的存在使聚合物在分子內(nèi)或分子間可形成氫鍵，分子間作用力進(jìn)一步增強(qiáng)，故這類(lèi)聚合物具有較高的熔點(diǎn)及力學(xué)強(qiáng)度，酰胺基具有一定的反應(yīng)活性，可進(jìn)行大分子官能團(tuán)的反應(yīng)。第二節(jié)：PA的結(jié)構(gòu)與性能一、聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征1144.非極性的亞甲基結(jié)構(gòu)可在晶區(qū)，也可在非晶區(qū)。

晶區(qū)的結(jié)構(gòu)提供較強(qiáng)的分子間力無(wú)定型區(qū)的碳鏈結(jié)構(gòu)則賦予聚合物材料一定的柔性

使PA既具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，又具有良好的柔性及明顯的Tg。5.盡管PA的熔點(diǎn)很高（＞200℃），但其在熔點(diǎn)以上的熔體粘度則較低。4.非極性的亞甲基結(jié)構(gòu)可在晶區(qū)，也可在非晶區(qū)。115（一）、PA的分子結(jié)構(gòu)1.亞甲基/酰胺基的比例不同PA分子中此比例不同，即極性酰胺基之間的碳原子數(shù)不同。

分子鏈長(zhǎng)度相同時(shí)，隨比值增加，分子間形成的氫鍵數(shù)目減少，分子間作用力減弱，柔性增加。（一）、PA的分子結(jié)構(gòu)1.亞甲基/酰胺基的比例1162.亞甲基含量的奇-偶效應(yīng)

亞甲基含量為偶數(shù)時(shí)，PA的熔點(diǎn)較亞甲基為奇數(shù)時(shí)的熔點(diǎn)高。

例如：PA-7的熔點(diǎn)（~227℃）較PA-6（~215℃）和PA-8（~180℃）高存在這種差異的主要原因：

⑴含有偶數(shù)亞甲基的PA分子間形成的氫鍵密度大⑵含有偶數(shù)亞甲基的PA與含有奇數(shù)亞甲基的PA所形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同。

例如：PA-6的γ型晶體內(nèi)分子相互平行排列，導(dǎo)致沿分子鏈方向的重復(fù)性較低，晶體密度較低，故熔點(diǎn)低于亞甲基為偶數(shù)的PA-7。2.亞甲基含量的奇-偶效應(yīng)117塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件118塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件1193.氫鍵和取代基

PA分子間的氫鍵是賦予這類(lèi)聚合物材料高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的重要因素，若用—CH3或—CH2OCH3

等基團(tuán)取代酰胺基中的氫原子，導(dǎo)致大分子鏈間的距離增大，作用力減弱，破壞分子鏈的規(guī)整性，降低PA的結(jié)晶性及軟化點(diǎn)，甚至可以制得橡膠制品。4.分子量：增加PA分子量可提高其耐熱性和制品的尺寸穩(wěn)定性。5.共縮聚：共縮聚將導(dǎo)致結(jié)晶能力下降，形成無(wú)定型聚合物，因此通過(guò)共縮聚可得到堅(jiān)韌、柔軟、透明的皮革狀制品。3.氫鍵和取代基120（二）、PA的結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.分子結(jié)構(gòu)及氫鍵對(duì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)會(huì)影響PA的性能；2.加工條件對(duì)結(jié)晶形態(tài)及結(jié)晶度的影響而隨加工條件不同，會(huì)影響結(jié)晶度和結(jié)晶尺寸；3.吸水性及成核劑對(duì)結(jié)晶度的影響PA的吸濕會(huì)導(dǎo)致Tg降低，會(huì)發(fā)生緩慢結(jié)晶，導(dǎo)致制品后收縮；加入成核劑可獲得微晶成核PA，具有較高的拉伸強(qiáng)度、耐磨性及硬度，但斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度略有下降。（二）、PA的結(jié)晶結(jié)構(gòu)1.分子結(jié)構(gòu)及氫鍵對(duì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響121塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件122（三）、取向結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中由于流動(dòng)和剪切作用，會(huì)產(chǎn)生一定程度的分子取向，導(dǎo)致制品性能各向異性（即沿取向方向的強(qiáng)度優(yōu)于非取向方向）工藝上常用雙軸取向方法提高PA薄膜的總強(qiáng)度，此外，取向也有利于結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行。（三）、取向結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中由于流動(dòng)和剪切作用，會(huì)產(chǎn)生一定程123二、聚酰胺的性能

1.物理性能:無(wú)毒、無(wú)味，不霉?fàn)€，外觀(guān)為半透明或透明的乳白色或淡黃色粒料,密度：1.04~1.36g/cm3二、聚酰胺的性能1.物理性能:1242.力學(xué)性能⑴拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度：PA在室溫下具有較高的拉伸強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度，隨溫度及吸水性增加，PA的拉伸強(qiáng)度急劇下降，而沖擊強(qiáng)度則明顯提高；PA品種不同，強(qiáng)度受溫度和吸水性的影響也不同。隨酰胺基之間亞甲基增加，對(duì)溫度和吸水性的敏感性減弱。玻纖增強(qiáng)的聚酰胺強(qiáng)度受溫度和吸水性的影響更小。2.力學(xué)性能⑴拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度：PA在室溫下具有較高的125塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件126⑵疲勞強(qiáng)度：PA的疲勞強(qiáng)度約為其拉伸強(qiáng)度的20%~30%；PA的疲勞強(qiáng)度隨分子量的增加而增大，但隨吸水性的增加而下降。玻纖增強(qiáng)PA的疲勞強(qiáng)度可提高50%左右。⑵疲勞強(qiáng)度：127⑶抗蠕變性：PA的抗蠕變性較差，故不適于制造精密制品。PA的抗蠕變性與應(yīng)力、溫度及吸水性有關(guān)，應(yīng)力增大或吸水性增大，其抗蠕變性降低。PA的抗蠕變性隨溫度的變化受時(shí)間的制約，施加應(yīng)力初，隨溫度增高，PA的抗蠕變性下降，隨后不受溫度影響。玻纖增強(qiáng)PA的抗蠕變性?xún)?yōu)于普通PA。

⑷耐摩擦性和耐磨耗性：耐摩擦性能和耐磨耗性能是尼龍制品突出的主要性能。PA無(wú)油潤(rùn)滑的摩擦因數(shù)通常為0.1~0.3，且各種PA的μ無(wú)明顯差異。其中PA-1010為最佳，它的比重約為Cu的1/7，但其耐磨耗性卻是Cu的8倍。⑶抗蠕變性：PA的抗蠕變性較差，故不適于制造精1283.熱性能與其它熱塑性樹(shù)脂不同，PA具有如下特點(diǎn)：⑴

它不隨溫度上升而逐漸軟化，而是具有明顯的熔點(diǎn)。⑵PA的長(zhǎng)期使用溫度在80℃左右，短期內(nèi)使用溫度可達(dá)120℃，若溫度高于120℃以上長(zhǎng)期使用，制品會(huì)接觸氧發(fā)生緩慢的熱分解反應(yīng)變?yōu)楹稚瑸樘岣咂淠蜔嵝?，可在其中添加抗氧劑?.熱性能與其它熱塑性樹(shù)脂不同，PA具有如下特點(diǎn)：129塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件130⑶線(xiàn)膨脹系數(shù)：依賴(lài)于晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及結(jié)晶度

a.結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，線(xiàn)膨脹系數(shù)越?。籦.極性基團(tuán)[CONH]間的碳原子越多，分子間力就越小，線(xiàn)膨脹系數(shù)越大；c.非晶部分所占比例越大，線(xiàn)膨脹系數(shù)越大⑷熱導(dǎo)率：未加填料的PA熱導(dǎo)率變化范圍很窄（0.21~0.32W/m·k），受聚合物品種、結(jié)構(gòu)及溫度的影響都很小。⑶線(xiàn)膨脹系數(shù)：依賴(lài)于晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及結(jié)晶度131塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件132塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件133⑸負(fù)荷變形溫度：加入玻纖可明顯提高其負(fù)荷變形溫度，因此玻纖填充PA可作為高溫剛性材料。

⑹阻燃性：PA分子結(jié)構(gòu)中含有酰胺基團(tuán)，故具有一定的阻燃性能，燃燒時(shí)火焰為藍(lán)色，上端呈黃色，PA屬自熄性材料，且有較高的極限氧指數(shù)。

PA-662230%玻纖增強(qiáng)PA-6638⑸負(fù)荷變形溫度：加入玻纖可明顯提高其負(fù)荷變形134高聚物的電性能主要是指它的介電性能和導(dǎo)電性能。聚合物的介電性能是指它在電場(chǎng)中的作用下對(duì)電能的貯存和損耗的性能，通常用介電常數(shù)和介電損耗角正切來(lái)表示介電常數(shù)是指含有電介質(zhì)的電容器的電容和該真空電容器的電容之比。是表征電介質(zhì)貯存電能大小的物理量。

介電損耗是指在交變電場(chǎng)中電介質(zhì)會(huì)損耗部分能量而發(fā)熱。高聚物的電性能主要是指它的介電性能和導(dǎo)電性能。135介電強(qiáng)度：是指物質(zhì)能抗擊穿（材料結(jié)構(gòu)遭到破壞）和放電的最高電壓梯度。

高聚物作為電絕緣材料，要求電阻率和介電強(qiáng)度要高，介電常數(shù)和介電損耗要小。介電強(qiáng)度：是指物質(zhì)能抗擊穿（材料結(jié)構(gòu)遭到1364.電性能PA在低溫及低濕度條件下是極好的電絕緣體，但當(dāng)溫度及濕度增加時(shí)，電絕緣性能惡化。（PA-11的電絕緣性對(duì)濕度的敏感性較小，PA-6則較大）⑴

體積電阻率：在干燥條件下，各種PA的體積電阻律基本相同，但在平衡水分狀態(tài)下，酰胺基密度高的PA品種的體積電阻率下降較大，PA的體積電阻率隨溫度的升高而降低，隨吸水性的增加而下降。4.電性能PA在低溫及低濕度條件下是極好的電絕緣體，但137塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件138塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件139⑵介電性能：各種PA在干燥條件下的介電常數(shù)和介電損耗角正切差異很小。但在吸水狀態(tài)下PA的介電性能明顯變化，其中酰胺基密度越大，變化越明顯。⑶介電強(qiáng)度：隨制品厚度和吸水性的增加以及溫度的升高而有所降低，其中尤以溫度的影響最大。（PA-6的吸水性最強(qiáng)，水分對(duì)其介電強(qiáng)度的影響最顯著）⑵介電性能：各種PA在干燥條件下的介電常1405.吸水性及氣體和液體的滲透性:⑴吸水性：PA的吸水性比其它熱塑性塑料大得多，且受以下因素影響：

a.環(huán)境中的相對(duì)濕度或水蒸氣的蒸汽壓；b.PA的結(jié)構(gòu)（主要是分子中極性基團(tuán)間的碳原子數(shù)或CH2/CONH比）；c.PA的結(jié)晶度。隨極性基團(tuán)間碳原子數(shù)增加，吸水性明顯下降，結(jié)晶度越大，吸水性較小。5.吸水性及氣體和液體的滲透性:141尼龍的吸水性是由非晶部分極性酰胺基（親水基團(tuán)）的作用，其大小由它的分子主鏈段結(jié)構(gòu)決定，吸水性是隨尼龍分子主鏈段上亞甲基含量增加而下降。主要原因是極性酰胺基團(tuán)的密度降低。吸水性PA6PA11PA12PA46PA66PA610PA612PA1212PA1313%1.50.30.251.81.30.40.40.20.137~0.175⑵氣體和液體的滲透性：取決于PA的類(lèi)型及結(jié)晶度尼龍的吸水性是由非晶部分極性酰胺基（親水142塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件143塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件1446.耐老化性：PA在不受陽(yáng)光照射的條件下使用時(shí)，具有優(yōu)良的耐老化性能，但在成型加工和露天使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生降解，使性能變壞。⑴熱降解；⑵光降解；⑶高能輻射降解6.耐老化性：145塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件1467.化學(xué)性能：PA具有較高結(jié)晶能力及較大的內(nèi)聚能密度，故其溶劑很少，耐化學(xué)性能優(yōu)良。⑴有機(jī)溶劑與PA的溶解性：一般而言，隨溫度升高，有機(jī)溶劑與PA的作用加??；PA結(jié)晶度越高，分子中CH2/CONH比值越大，與有機(jī)溶劑作用越小。除甲酸外，酚類(lèi)化合物（如苯酚、2-甲基苯酚、4-甲基苯酚或間苯二酚）是PA的有效溶劑，若在這些溶劑中加入甲醇或乙醇可提高溶解性。塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件147塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件148⑵耐酸、堿或鹽的腐蝕性：不同濃度的無(wú)機(jī)酸、堿或鹽均可導(dǎo)致PA的溶脹、溶解或水解。（由于硝酸具有氧化性能，與PA產(chǎn)生特殊作用，因此PA-11和PA-12可溶于硝酸而不溶于硫酸或鹽酸）通過(guò)PA的稀酸溶解粘度可測(cè)定其分子量，但高濃度或高溫將導(dǎo)致PA水解而使分子鏈破壞（可從溶液粘度下降觀(guān)察）。低于溶解或水解濃度的稀酸也可導(dǎo)致聚酰胺的腐蝕（制品表面產(chǎn)生不同深度的細(xì)裂紋或網(wǎng)狀裂紋）

PA在一些無(wú)機(jī)鹽中也會(huì)發(fā)生腐蝕，危害最大的無(wú)機(jī)鹽是ZnCl2。⑵耐酸、堿或鹽的腐蝕性：不同濃度的無(wú)機(jī)酸、堿149第三節(jié)：主要的尼龍品種一、PA-6（Polycaprolactam,聚己內(nèi)酰胺）1.合成制備PA-6的單體為己內(nèi)酰胺或ε-氨基己酸；一般用己內(nèi)酰胺.

己內(nèi)酰胺分子中有酰胺基，故易發(fā)生水解或脫水等反應(yīng)。在高溫及引發(fā)劑作用下，己內(nèi)酰胺易發(fā)生開(kāi)環(huán)聚和反應(yīng)，形成PA-6。第三節(jié)：主要的尼龍品種一、PA-6（Polycaprol150工業(yè)上——PA-6通常由己內(nèi)酰胺水解聚合而得，即將單體和5%~10%的水加熱到250℃~270℃，使己內(nèi)酰胺水解先得到氨基己酸，隨后縮聚和加成反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行即得PA-6?；痉磻?yīng)如下：工業(yè)上——151塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件1522.物性特征密度：1.13g/cm3

熔點(diǎn)：215℃

熱變形溫度：68℃耐寒溫度：-30℃外觀(guān)：乳白色或微黃色透明到不透明，角質(zhì)狀結(jié)晶性聚合物。具有良好的柔韌性、耐磨性、自潤(rùn)滑性，剛度小，耐蒸煮能緩慢燃燒，離火慢熄，有滴落、起泡現(xiàn)象。2.物性特征153化學(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐細(xì)菌；成型加工性極好，可注塑、擠出、吹塑、滾塑、噴涂、粉末成型等。

最高使用溫度達(dá)180℃，若加入沖擊改性劑會(huì)降至160℃，若用15%~50%玻纖增強(qiáng)，可高達(dá)199℃。3.用途：軸承、齒輪、凸輪、滑輪、螺帽、墊片、高壓油管、儲(chǔ)油容器等?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐細(xì)菌；成型加工性極好，可注塑、擠出、吹154二、MC尼龍1.合成

是在常壓下將熔融的原料己內(nèi)酰胺單體用強(qiáng)堿性的物質(zhì)作催化劑，與活性劑等助劑一起，直接注入預(yù)熱到一定溫度的模具中，物料在模具內(nèi)很快地進(jìn)行聚合反應(yīng)，凝結(jié)成白色堅(jiān)韌的固體坯料。用這種方法成型的尼龍，稱(chēng)為單體澆鑄尼龍，又叫單體鑄塑尼龍、鑄型尼龍，簡(jiǎn)稱(chēng)MC尼龍（MonomerCastingNylon）從原料開(kāi)始到聚合成型，整個(gè)操作只需0.5~2h。此法僅適合己內(nèi)酰胺二、MC尼龍1.合成155塑料資料第六章章節(jié)尼龍資料課件1562.物性特征性能指標(biāo)：密度：1.15~1.16g/cm3

平均分子質(zhì)量：（5~10）×104熔點(diǎn)：223~225℃

熱變形溫度：150~190℃

拉伸強(qiáng)度：75~100MPa

沖擊強(qiáng)度：5~9kJ/m2

彎曲強(qiáng)度：140~170MPa

吸水性：0.7~1.2%（24h），5.5~6.5%（飽和）2.物性特征157特點(diǎn)：⑴具有尼龍6的通性：強(qiáng)度、剛性、韌性好，耐磨，化學(xué)穩(wěn)定性好；⑵分子量和結(jié)晶度高于尼龍6，故吸水性較低，尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度也高于尼龍6；⑶有自熄性，持續(xù)耐熱溫度可達(dá)100℃；⑷制品可機(jī)加工，焊接、粘接等，適宜澆鑄大型制品或用量少、品種多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制件。特點(diǎn)：158三、PA-66PA-66是杜邦公司推出的第一個(gè)尼龍品種和第一個(gè)縮聚類(lèi)高聚物。PA-66時(shí)PA最重要的品種，產(chǎn)量約占PA工程塑料總量的70%，其原料是己二胺和己二酸。三、PA-661591.合成

工業(yè)上PA-66的合成方法是將等摩爾比的己二胺和己二酸在270~275℃下進(jìn)行熔融縮聚而成。PA化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)較大，因此不需要催化劑，反應(yīng)初期也不需要考慮平衡移動(dòng)問(wèn)題。為了保證己二胺和己二酸等摩爾，通常采用先中和成鹽再縮聚的方法，即利用66鹽在冷熱乙醇中溶解度的顯著差別，經(jīng)重結(jié)晶，可以提純，保證胺和羧酸官能團(tuán)的等摩爾，雜質(zhì)則留在母液中。1.合成160反應(yīng)式為：H2N

(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH[NH3+(CH2)6NH3+

-OOC(CH2)4COO-]

另外縮聚時(shí)，可加少量單官能團(tuán)的醋酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2~0.3%）或己二酸封端，以控制分子量。n[NH3+(CH2)6NH3+

-OOC(CH2)4COO-]+CH3COOH

CH3CO[NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO]nOH+2nH2O反應(yīng)式為：1612.物性特征性能指標(biāo)：

30%玻纖增強(qiáng)50%玻纖增強(qiáng)分子量：（1.5~2.2）×104

（短）（長(zhǎng)）密度：1.13~1.151.371.371.37拉伸強(qiáng)度：60~80MPa190200225彎曲強(qiáng)度：≥100MPa