尼龍是(shi)美(mei)國杰(jie)出的(de)(de)(de)科學家(jia)卡(ka)羅(luo)瑟斯(Carothers)及(ji)其領導下的(de)(de)(de)一個科研小(xiao)組研制出來(lai)的(de)(de)(de),是(shi)世界上出現(xian)的(de)(de)(de)第一種(zhong)合成纖維,尼龍是(shi)聚酰胺纖維(錦綸(lun))的(de)(de)(de)一種(zhong)說法。
尼龍(long)的出現(xian)使紡織品的面貌煥然一新,它的合成(cheng)是合成(cheng)纖維工(gong)業的重大突破,同時也(ye)是高(gao)分子化學的一個非常重要里程碑。
聚酰胺(an)(an)俗稱尼龍(Nylon),英文(wen)名(ming)(ming)稱Polyamide(簡稱PA),是(shi)分子主鏈上含有重復酰胺(an)(an)基(ji)團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱,包(bao)括脂肪(fang)族(zu)PA,脂肪(fang)—芳(fang)(fang)香族(zu)PA和芳(fang)(fang)香族(zu)PA。其中脂肪(fang)族(zu)PA品種多,產量大,應(ying)用(yong)廣泛,其命名(ming)(ming)由合成單體具體的碳原子數而(er)定(ding)。由美國著(zhu)名(ming)(ming)化學家卡羅瑟斯(si)和他的科研小(xiao)組發明的。
常(chang)用的錦綸纖(xian)維可分為兩大類。
一(yi)類是由(you)二(er)胺和二(er)酸縮聚(ju)而得的聚(ju)二(er)酸二(er)胺,其長(chang)鏈分子的化(hua)學結構式為:
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這類錦綸(lun)(lun)(lun)的(de)(de)相對分子(zi)量一(yi)般為17000-23000。根據所用二(er)(er)(er)元胺和二(er)(er)(er)元酸的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數不(bu)同,可以得到不(bu)同的(de)(de)錦綸(lun)(lun)(lun)產品,并(bing)可通過加在錦綸(lun)(lun)(lun)后的(de)(de)數字區別,其中前一(yi)數字是(shi)二(er)(er)(er)元胺的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數,后一(yi)數字是(shi)二(er)(er)(er)元酸的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數。例如錦綸(lun)(lun)(lun)66,說(shuo)明它是(shi)由己二(er)(er)(er)胺和己二(er)(er)(er)酸縮聚制得;錦綸(lun)(lun)(lun)610,說(shuo)明它是(shi)由己二(er)(er)(er)胺和癸二(er)(er)(er)酸制得。
另一類是(shi)由內酰(xian)胺(an)縮聚或開環聚合(he)得到的,其長鏈分子(zi)的化(hua)學結構式為:
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根(gen)據其單元結構(gou)所含碳原子數(shu)目(mu),可得(de)(de)到不同品種的命名(ming)。例如錦綸6,說(shuo)明它(ta)是由含6個碳原子的己內酰胺開環(huan)聚合而(er)得(de)(de)。
錦綸6、錦綸66及其他(ta)脂肪族錦綸都由帶(dai)有酰胺鍵(jian)(-NHCO-)的線(xian)型大分(fen)(fen)子組成。錦綸分(fen)(fen)子中(zhong)有-CO-、-NH-基(ji)團(tuan),可以在(zai)分(fen)(fen)子間或分(fen)(fen)子內形成氫鍵(jian)結合(he),也可以與(yu)其他(ta)分(fen)(fen)子相(xiang)結合(he),所以錦綸吸(xi)濕能力較好,并(bing)且能夠形成較好的結晶(jing)結構。
錦綸(lun)分(fen)(fen)子(zi)中的(de)(de)-CH2-(亞(ya)甲基)之(zhi)間因只能產生(sheng)較(jiao)(jiao)弱的(de)(de)范德華(hua)力,所以-CH2-鏈段部分(fen)(fen)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)鏈卷(juan)(juan)曲(qu)度較(jiao)(jiao)大。各種錦綸(lun)因今-CH2-的(de)(de)個數不同(tong)(tong),使(shi)分(fen)(fen)子(zi)間氫鍵的(de)(de)結合形式不完全(quan)相同(tong)(tong),同(tong)(tong)時分(fen)(fen)子(zi)卷(juan)(juan)曲(qu)的(de)(de)概率也不一樣。另(ling)外(wai),有些(xie)錦綸(lun)分(fen)(fen)子(zi)還有方(fang)向性(xing)。分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)方(fang)向性(xing)不同(tong)(tong),纖維的(de)(de)結構性(xing)質(zhi)也不完全(quan)相同(tong)(tong)。
采用(yong)熔紡法制得的(de)(de)(de)錦(jin)(jin)綸在顯微鏡(jing)中觀察到的(de)(de)(de)形(xing)(xing)態(tai)結構(gou)具有圓形(xing)(xing)的(de)(de)(de)截(jie)面(mian)(mian)和(he)無特(te)(te)殊的(de)(de)(de)縱向結構(gou)。在電子顯微鏡(jing)下(xia)可觀察到絲(si)狀(zhuang)的(de)(de)(de)原(yuan)纖組織(zhi),錦(jin)(jin)綸66的(de)(de)(de)原(yuan)纖寬約(yue)10-15nm。如用(yong)異形(xing)(xing)噴絲(si)板,可制成各種特(te)(te)殊截(jie)面(mian)(mian)形(xing)(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)錦(jin)(jin)綸,如多(duo)角(jiao)形(xing)(xing)、多(duo)葉形(xing)(xing)、中空等(deng)異形(xing)(xing)截(jie)面(mian)(mian)。它(ta)的(de)(de)(de)聚焦態(tai)結構(gou)與(yu)紡絲(si)過程的(de)(de)(de)拉(la)伸及熱處理有密切關系。不同錦(jin)(jin)綸的(de)(de)(de)大分子主鏈都(dou)由碳(tan)原(yuan)子和(he)氮原(yuan)子相連而成。
異(yi)形(xing)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)可改變纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)的(de)彈性(xing)(xing)(xing),使纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)具有(you)特(te)殊的(de)光(guang)澤與(yu)膨松性(xing)(xing)(xing),并(bing)改善纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)的(de)抱合性(xing)(xing)(xing)能與(yu)覆(fu)蓋能力(li)以及抗(kang)起(qi)球、減(jian)少(shao)靜電(dian)等(deng)性(xing)(xing)(xing)能。如三角(jiao)形(xing)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)有(you)閃(shan)光(guang)效應(ying);五(wu)葉形(xing)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)有(you)肥光(guang)般光(guang)澤,手感良(liang)好(hao),并(bing)抗(kang)起(qi)球;中空(kong)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)由于內部有(you)空(kong)腔,密度小,保暖性(xing)(xing)(xing)好(hao)。
聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(PA,俗稱尼(ni)龍)是美國DuPont公司最(zui)先開(kai)(kai)發用于纖維的(de)樹脂,于1939年實現(xian)工業(ye)化。20世(shi)紀50年代(dai)開(kai)(kai)始(shi)開(kai)(kai)發和(he)生產注(zhu)塑制(zhi)品,以取代(dai)金屬滿足下游工業(ye)制(zhi)品輕量化、降(jiang)低成本(ben)的(de)要求。聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)主鏈(lian)上(shang)含(han)(han)有許(xu)多重(zhong)復(fu)的(de)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)基,用作(zuo)塑料時稱尼(ni)龍,用作(zuo)合成纖維時我們稱為錦綸,聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)可由二元(yuan)(yuan)胺(an)(an)和(he)二元(yuan)(yuan)酸制(zhi)取,也(ye)可以用ω-氨基酸或環內酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)來合成。根據(ju)二元(yuan)(yuan)胺(an)(an)和(he)二元(yuan)(yuan)酸或氨基酸中含(han)(han)有碳原子數的(de)不同,可制(zhi)得多種(zhong)不同的(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an),聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)品種(zhong)多達幾十種(zhong),其中以聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-6、聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-66和(he)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)酰(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)-610的(de)應用最(zui)廣泛。
聚(ju)酰(xian)胺(an)-6、聚(ju)酰(xian)胺(an)-66和聚(ju)酰(xian)胺(an)-610的(de)鏈節結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚(ju)酰(xian)胺(an)-6和聚(ju)酰(xian)胺(an)-66主要用(yong)于(yu)紡制合成纖維,稱為錦綸-6和錦綸-66。尼龍-610則是一種力學性能優(you)良的(de)熱塑(su)性工(gong)程(cheng)塑(su)料。
PA具有良好(hao)的(de)綜合性(xing)(xing)能,包括力學性(xing)(xing)能、耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)磨損性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)化(hua)學藥品性(xing)(xing)和(he)自(zi)潤滑性(xing)(xing),且(qie)摩擦系數(shu)低,有一定的(de)阻燃性(xing)(xing),易(yi)于(yu)加工,適于(yu)用(yong)玻璃纖維和(he)其他填料填充增強改性(xing)(xing),提高性(xing)(xing)能和(he)擴大應用(yong)范圍。
PA的品(pin)種(zhong)繁多(duo),有(you)PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及近幾年開發的半芳(fang)香族尼龍(long)PA6T和特種(zhong)尼龍(long)等很多(duo)新品(pin)種(zhong)。尼龍(long)-6塑料制品(pin)可(ke)采用(yong)金屬鈉、氫氧化鈉等為主催化劑(ji),N-乙酰基己(ji)內酰胺為助催化劑(ji),使δ-己(ji)內酰胺直(zhi)接在(zai)模型中通(tong)過負離(li)子開環聚合而制得,稱為澆注尼龍(long)。用(yong)這種(zhong)方法便于制造大型塑料制件。
聚酰(xian)胺主要用于(yu)合成纖(xian)維,其(qi)最(zui)突出(chu)的優點是耐磨(mo)性(xing)高于(yu)其(qi)他所有纖(xian)維,比棉(mian)花耐磨(mo)性(xing)高10倍,比羊毛高20倍,在混(hun)紡織物(wu)中稍加入(ru)一些聚酰(xian)胺纖(xian)維,可(ke)大(da)大(da)提高其(qi)耐磨(mo)性(xing);當拉伸(shen)至3-6%時,彈(dan)性(xing)回復率可(ke)達100%;能經受上萬(wan)次折(zhe)撓而不斷裂。
聚(ju)酰(xian)胺纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)強度比棉花高(gao)(gao)1-2倍、比羊毛高(gao)(gao)4-5倍,是(shi)粘(zhan)膠纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)3倍。但聚(ju)酰(xian)胺纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)和耐(nai)光性(xing)較差(cha),保持性(xing)也(ye)不佳,做成的(de)(de)(de)(de)(de)衣服不如滌綸挺括。另(ling)外,用于(yu)衣著的(de)(de)(de)(de)(de)錦綸-66和錦綸-6都存在吸濕(shi)性(xing)和染(ran)色(se)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)缺點(dian),為(wei)此開發了聚(ju)酰(xian)胺纖(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)新品種——錦綸-3和錦綸-4的(de)(de)(de)(de)(de)新型聚(ju)酰(xian)胺纖(xian)維(wei)(wei),具有(you)質(zhi)輕、防皺性(xing)優良(liang)、透氣性(xing)好以及(ji)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)久性(xing)、染(ran)色(se)性(xing)和熱定型等特點(dian),因(yin)此被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)很(hen)有(you)發展前途(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)。
該(gai)類(lei)產(chan)品(pin)用途廣,是以塑代(dai)鋼、鐵、銅等金(jin)屬的好材料,是重(zhong)要的工(gong)程塑料;鑄型尼龍廣泛代(dai)替機(ji)械設備的耐(nai)(nai)磨部件(jian)(jian)(jian),代(dai)替銅和合金(jin)作(zuo)(zuo)設備的耐(nai)(nai)磨損件(jian)(jian)(jian)。適用于制(zhi)作(zuo)(zuo)耐(nai)(nai)磨零(ling)件(jian)(jian)(jian),傳動結構件(jian)(jian)(jian),家用電器(qi)零(ling)件(jian)(jian)(jian),汽車制(zhi)造零(ling)件(jian)(jian)(jian),絲(si)桿防止機(ji)械零(ling)件(jian)(jian)(jian),化工(gong)機(ji)械零(ling)件(jian)(jian)(jian),化工(gong)設備。如渦輪(lun)、齒輪(lun)、軸承(cheng)、葉輪(lun)、曲柄、儀表(biao)板,驅動軸,閥(fa)門(men)、葉片、絲(si)桿、高壓墊圈、螺(luo)絲(si)、螺(luo)母、密封(feng)圈,梭(suo)子、套簡,軸套連接(jie)器(qi)等。
由于聚酰胺(an)(an)具有(you)無毒、質輕(qing)、優良(liang)的(de)機(ji)械(xie)強度、耐(nai)磨性及較(jiao)好的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性,因此廣泛應用于代(dai)替銅(tong)等金屬在機(ji)械(xie)、化工、儀表(biao)、汽(qi)車(che)等工業中制造(zao)軸承、齒輪、泵葉及其他零(ling)件。聚酰胺(an)(an)熔融紡(fang)成(cheng)絲后有(you)很高的(de)強度,主要(yao)做合(he)成(cheng)纖維(wei)并可作為(wei)醫用縫線(xian)。
在(zai)民用(yong)(yong)上,可以(yi)混(hun)紡或純紡成各(ge)種(zhong)(zhong)醫療及(ji)針織品(pin)(pin)。錦(jin)綸(lun)(lun)長絲(si)多用(yong)(yong)于針織及(ji)絲(si)綢工業,如織單(dan)絲(si)襪、彈力絲(si)襪等各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨(mo)的(de)(de)錦(jin)綸(lun)(lun)襪,錦(jin)綸(lun)(lun)紗巾,蚊(wen)帳,錦(jin)綸(lun)(lun)花邊,彈力錦(jin)綸(lun)(lun)外衣,各(ge)種(zhong)(zhong)錦(jin)綸(lun)(lun)綢或交織的(de)(de)絲(si)綢品(pin)(pin)。錦(jin)綸(lun)(lun)短纖維大都用(yong)(yong)來與羊毛或其他化學(xue)纖維的(de)(de)毛型產(chan)品(pin)(pin)混(hun)紡,制(zhi)成各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨(mo)經穿的(de)(de)衣料。
在工(gong)業(ye)(ye)上(shang)錦綸大量(liang)用來制造簾(lian)子線、工(gong)業(ye)(ye)用布、纜繩、傳送(song)帶、帳篷、漁網等。在國防(fang)上(shang)主要(yao)用作降落傘及其他軍用織物。
1927年美(mei)國(guo)最(zui)大的化學(xue)工業(ye)公司決定每(mei)年支付(fu)25萬美(mei)元(yuan)作(zuo)為研究費用,并開(kai)始聘請化學(xue)研究人員。
1928年,該公司成立了(le)基礎化(hua)學(xue)研究(jiu)(jiu)所(suo),年僅32歲的(de)卡羅瑟斯博士受聘(pin)擔任(ren)該所(suo)的(de)負責(ze)人(ren)。他主要(yao)從事聚(ju)(ju)(ju)合(he)反應方面的(de)研究(jiu)(jiu)。他首先研究(jiu)(jiu)雙官能團分(fen)子(zi)的(de)縮(suo)聚(ju)(ju)(ju)反應,通過二(er)元醇(chun)和二(er)元羧(suo)酸(suan)的(de)酯(zhi)(zhi)化(hua)縮(suo)合(he),合(he)成長鏈的(de)、相對分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)高(gao)(gao)(gao)的(de)聚(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)。在(zai)不到兩年的(de)時間內(nei),卡羅瑟斯在(zai)制備線(xian)型聚(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)特別(bie)是(shi)聚(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)方面,取得(de)了(le)重要(yao)的(de)進展,將聚(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)的(de)相對分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)提高(gao)(gao)(gao)到10000~25000,他把相對分(fen)子(zi)質(zhi)量(liang)高(gao)(gao)(gao)于10000的(de)聚(ju)(ju)(ju)合(he)物(wu)稱為高(gao)(gao)(gao)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)(Superpolymer)。
1930年,卡(ka)羅瑟斯(si)的(de)助手發現(xian),二(er)元(yuan)醇和二(er)元(yuan)羧酸通(tong)過縮(suo)聚(ju)(ju)反應(ying)制(zhi)取的(de)高聚(ju)(ju)酯,其熔(rong)融物(wu)能像制(zhi)棉(mian)花糖那樣抽(chou)出絲(si)來,而且這種纖(xian)維狀的(de)細(xi)絲(si)即使冷(leng)卻(que)后還(huan)能繼續拉伸,拉伸長度可(ke)達(da)到原來的(de)幾(ji)倍,經過冷(leng)卻(que)拉伸后纖(xian)維的(de)強度、彈性、透明(ming)度和光(guang)澤度都大(da)大(da)增加。
這種聚酯的(de)(de)奇特性質使他們預(yu)感(gan)到(dao)可能具(ju)有(you)重大的(de)(de)商業價值,有(you)可能用(yong)熔融的(de)(de)聚合物(wu)來紡制纖維。然而,繼(ji)續研究表明,從聚酯得到(dao)纖維只(zhi)(zhi)具(ju)有(you)理論上的(de)(de)意義。因為高聚酯在(zai)100℃以下即熔化(hua),特別(bie)易溶于各(ge)種有(you)機(ji)溶劑,只(zhi)(zhi)是在(zai)水中還稍穩定些,因此不適合用(yong)于紡織(zhi)。
隨后(hou)卡(ka)羅瑟(se)斯又對(dui)一系列(lie)的(de)(de)聚(ju)(ju)酯和(he)(he)聚(ju)(ju)酰胺類(lei)化合(he)物進行了深入的(de)(de)研究。經過多方對(dui)比,選(xuan)定他在1935年(nian)2月28日首次由己二胺和(he)(he)己二酸合(he)成出的(de)(de)聚(ju)(ju)酰胺-66(第(di)一個6表示二胺中的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)(zi)數(shu)(shu),第(di)二個6表示二酸中的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)(zi)數(shu)(shu))。這種聚(ju)(ju)酰胺不(bu)溶于普通溶劑,熔點為263℃,高于通常(chang)使用的(de)(de)熨燙溫度,拉制(zhi)的(de)(de)纖維(wei)具(ju)有絲的(de)(de)外觀和(he)(he)光澤(ze),在結構和(he)(he)性質(zhi)上也(ye)接近天然絲,其耐磨性和(he)(he)強度超過當時任何一種纖維(wei)。從其性質(zhi)和(he)(he)制(zhi)造(zao)成本綜合(he)考慮(lv),在已知聚(ju)(ju)酰胺中它是最佳選(xuan)擇。接著,又解決了生產(chan)聚(ju)(ju)酰胺66原(yuan)料的(de)(de)工業來(lai)源(yuan)問題(ti)。
1938年10月27日(ri)正(zheng)式宣布世(shi)界上第一種合(he)成(cheng)纖(xian)維誕生了(le),并將(jiang)聚酰胺66這種合(he)成(cheng)纖(xian)維命名為尼龍(long)(Nylon)。尼龍(long)后來(lai)在英語中成(cheng)了(le)“從(cong)煤、空氣、水(shui)或其(qi)他物(wu)質合(he)成(cheng)的(de),具有(you)耐磨性(xing)和柔(rou)韌性(xing)、類似蛋白(bai)質化學結構的(de)所有(you)聚酰胺的(de)總(zong)稱”。
1939年(nian)實(shi)現工(gong)業化后(hou)定名(ming)為耐(nai)綸(Nylon),是(shi)最(zui)早實(shi)現工(gong)業化的合成纖維(wei)品種。
尼(ni)龍(long)的(de)(de)合成(cheng)奠定(ding)了合成(cheng)纖(xian)維工業(ye)的(de)(de)基礎,尼(ni)龍(long)的(de)(de)出(chu)現使(shi)紡(fang)織品的(de)(de)面(mian)貌煥然一新。用這種纖(xian)維織成(cheng)的(de)(de)尼(ni)龍(long)絲襪既透明又比絲襪耐穿。
1939年10月(yue)24日公開銷(xiao)售尼(ni)龍絲(si)長(chang)襪(wa)時引起轟動,被視為珍奇(qi)之物爭(zheng)相搶(qiang)購。很多底層女人(ren)因為買不(bu)到(dao)絲(si)襪(wa),只(zhi)好用(yong)(yong)筆在腿(tui)上(shang)繪出紋路,冒充絲(si)襪(wa)。人(ren)們曾用(yong)(yong)“象蛛絲(si)一(yi)樣(yang)(yang)細,象鋼絲(si)一(yi)樣(yang)(yang)強,象絹絲(si)一(yi)樣(yang)(yang)美”的(de)詞句來贊譽這種(zhong)纖維,到(dao)1940年5月(yue),尼(ni)龍纖維織品的(de)銷(xiao)售遍及美國各地。
從第(di)二次(ci)世界(jie)大戰爆發直到1945年,尼龍工業被轉向制降落傘、飛機輪胎簾子布、軍(jun)(jun)服(fu)等軍(jun)(jun)工產品(pin)(pin)。由(you)于(yu)尼龍的特(te)性(xing)和廣泛(fan)的用(yong)途,第(di)二次(ci)世界(jie)大戰后(hou)發展非(fei)常迅速,尼龍的各種產品(pin)(pin)從絲襪、衣服(fu)到地毯、繩索(suo)、漁網等,以(yi)難以(yi)計數的方式(shi)出(chu)現。尼龍是三大合成纖維之一。
1958年4月,第(di)一(yi)批中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)產己內(nei)酰胺試驗樣品(pin)終于在(zai)遼寧(ning)(ning)省(sheng)(sheng)錦(jin)西(xi)(現遼寧(ning)(ning)省(sheng)(sheng)葫(hu)蘆島(dao))化工廠(chang)試制成(cheng)(cheng)(cheng)功。產品(pin)送到北京纖維廠(chang)一(yi)次抽(chou)絲成(cheng)(cheng)(cheng)功,從此拉開了(le)中(zhong)國(guo)(guo)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)纖維工業的序幕。因為(wei)它誕(dan)生在(zai)錦(jin)西(xi)(現遼寧(ning)(ning)省(sheng)(sheng)葫(hu)蘆島(dao))化工廠(chang),所以這(zhe)種合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)纖維后來就被命名為(wei)“錦(jin)綸(lun)”,也(ye)就是(shi)尼龍(long)。由于錦(jin)綸(lun)在(zai)當時一(yi)窮二白(bai)的新中(zhong)國(guo)(guo)建國(guo)(guo)初期具有重要的國(guo)(guo)防軍事用途,因此錦(jin)綸(lun)誕(dan)生的意義不(bu)言而喻(yu)。
尼(ni)龍纖維(wei)是多種人(ren)造(zao)纖維(wei)的原材料(liao)。硬的尼(ni)龍被用在建筑業(ye)中。用尼(ni)龍制(zhi)成(cheng)的熱氣球,可(ke)以做得(de)很大。
清洗性及防污性
影響這兩種性能的是纖(xian)維(wei)的截面形狀及(ji)后(hou)道的防污(wu)處理。而纖(xian)維(wei)本(ben)身(shen)的強(qiang)度及(ji)硬度對(dui)清洗及(ji)防污(wu)性影響很(hen)小。
熔點及彈性
尼(ni)龍(long)6的熔點為(wei)(wei)220℃而(er)尼(ni)龍(long)66的熔點為(wei)(wei)260℃。但對地毯的使(shi)用(yong)溫度條件而(er)言,這并不(bu)是一個差別。而(er)較低的熔點使(shi)得(de)尼(ni)龍(long)6與尼(ni)龍(long)66相(xiang)比具有更(geng)好的回彈性,抗疲勞性及熱穩定性。
色牢度
色牢度并(bing)不是(shi)尼龍(long)的一個特性,是(shi)尼龍(long)中的染料而(er)不是(shi)尼龍(long)本身在光照(zhao)下褪色。
耐磨性及抗塵性
美國Clemson大學曾在(zai)Tampa國際機場分(fen)別用Zeftron500尼龍(long)6地(di)毯和(he)Antron XL尼龍(long)66地(di)毯進(jin)行了(le)一個長(chang)達兩(liang)年半的(de)實驗(yan)。地(di)毯處(chu)于人流量極高的(de)狀態下(xia),結果(guo)表(biao)明:巴斯夫Zeftron500尼龍(long)在(zai)顏色(se)保持性及絨頭耐磨(mo)性方面要(yao)稍好于AntronXL。兩(liang)種紗線的(de)抗塵性能沒有差別。
隨(sui)著(zhu)汽車的(de)(de)小型化、電(dian)子電(dian)氣(qi)設備的(de)(de)高性(xing)能(neng)化、機械設備輕量化的(de)(de)進程加快,對尼(ni)龍的(de)(de)需(xu)求(qiu)將更高更大。特別(bie)是(shi)尼(ni)龍作為(wei)結構性(xing)材料,對其強度、耐熱性(xing)、耐寒性(xing)等方面提(ti)出了很高的(de)(de)要(yao)求(qiu)。尼(ni)龍的(de)(de)固(gu)有(you)缺點也是(shi)限制其應用的(de)(de)重要(yao)因素,特別(bie)是(shi)對于PA6、PA66兩大品(pin)種來說,與PA46、PAl2等品(pin)種比具有(you)很強的(de)(de)價格優勢,雖某些性(xing)能(neng)不(bu)能(neng)滿(man)足相關行(xing)業(ye)發(fa)展的(de)(de)要(yao)求(qiu)。
因(yin)此,必須(xu)針對(dui)某一應(ying)用領域(yu),通過改(gai)性,提高其某些(xie)性能,來擴(kuo)大其應(ying)用領域(yu)。由于PA強(qiang)極性的特點,吸濕性強(qiang),尺寸穩定性差,但可以(yi)通過改(gai)性來改(gai)善(shan)。
在(zai)PA中加入(ru)(ru)30%的玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維,PA的力(li)學性(xing)(xing)(xing)能、尺(chi)寸穩定性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)(nai)老化性(xing)(xing)(xing)能有明顯(xian)提高(gao)(gao),耐(nai)(nai)疲勞強(qiang)度是未增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)的2.5倍。玻(bo)璃(li)(li)纖(xian)(xian)維增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)PA的成型工(gong)藝與未增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)時大致相同,但因流動較增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)前(qian)差,所以注(zhu)射(she)壓力(li)和注(zhu)射(she)速度要適當(dang)提高(gao)(gao),機筒(tong)溫度提高(gao)(gao)10-40℃。由于玻(bo)纖(xian)(xian)在(zai)注(zhu)塑過(guo)程中會沿(yan)流動方(fang)向(xiang)取(qu)向(xiang),引起力(li)學性(xing)(xing)(xing)能和收縮(suo)率在(zai)取(qu)向(xiang)方(fang)向(xiang)上增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang),導致制品(pin)變形翹曲,因此,模(mo)具(ju)(ju)設計時,澆口(kou)的位置、形狀要合理,工(gong)藝上可以提高(gao)(gao)模(mo)具(ju)(ju)的溫度,制品(pin)取(qu)出(chu)后(hou)放(fang)入(ru)(ru)熱(re)水(shui)中讓其緩(huan)慢冷卻。另外,加入(ru)(ru)玻(bo)纖(xian)(xian)的比例(li)越大,其對注(zhu)塑機的塑化元件的磨損越大,最好是采用雙金屬螺桿、機筒(tong)。
由(you)于(yu)在(zai)PA中加入了阻(zu)燃劑,大部分阻(zu)燃劑在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)易(yi)分解,釋放出酸(suan)性(xing)物(wu)質(zhi),對(dui)金屬具有腐蝕作用,因此(ci),塑化元(yuan)件(jian)(螺(luo)桿、過(guo)膠(jiao)頭、過(guo)膠(jiao)圈、過(guo)膠(jiao)墊圈、法蘭(lan)等)需鍍硬鉻處理(li)。工藝(yi)方面,盡量(liang)控制機(ji)筒溫(wen)度不(bu)能(neng)過(guo)高(gao),注射速度不(bu)能(neng)太快,以避(bi)免因膠(jiao)料溫(wen)度過(guo)高(gao)而分解引起(qi)制品變(bian)色(se)和力(li)學性(xing)能(neng)下(xia)降。
具有良好(hao)的(de)拉(la)伸強(qiang)度(du)、耐(nai)沖擊強(qiang)度(du)、剛性、耐(nai)磨性、耐(nai)化(hua)學(xue)性、表面硬度(du)等性能,透光(guang)率高(gao),與光(guang)學(xue)玻璃相近(jin),加工溫度(du)為300--315℃,成型加工時,需嚴格控制(zhi)機筒溫度(du),熔體溫度(du)太高(gao)會(hui)因(yin)降(jiang)解而(er)導致制(zhi)品變色,溫度(du)太低(di)會(hui)因(yin)塑化(hua)不良而(er)影響(xiang)制(zhi)品的(de)透明度(du)。模(mo)(mo)具溫度(du)盡量取低(di)些,模(mo)(mo)具溫度(du)高(gao)會(hui)因(yin)結晶(jing)而(er)使(shi)制(zhi)品的(de)透明度(du)降(jiang)低(di)。
在PA中加入了(le)炭(tan)黑(hei)等吸(xi)收紫外線的(de)(de)助(zhu)劑,這些對PA的(de)(de)自潤滑性(xing)和對金屬的(de)(de)磨損大大增強(qiang),成型加工時會(hui)影(ying)響下料和磨損機(ji)件。因此,需要采(cai)用(yong)進料能力強(qiang)及耐磨性(xing)高的(de)(de)螺桿、機(ji)筒、過(guo)膠頭、過(guo)膠圈、過(guo)膠墊圈組合。聚酰(xian)胺(an)分子鏈上的(de)(de)重復結構單元是酰(xian)胺(an)基的(de)(de)一(yi)類聚合物。
概括起來,主要在以下幾方面進行改性(xing):
①改善尼龍的吸水性(xing),提高(gao)制品(pin)的尺寸穩定性(xing)。
②提高(gao)尼(ni)龍(long)的(de)阻燃性,以適應電(dian)子、電(dian)氣、通訊(xun)等行(xing)業的(de)要(yao)求。③提高(gao)尼(ni)龍(long)的(de)機(ji)械強(qiang)度(du),以達到金屬材料(liao)的(de)強(qiang)度(du),取代(dai)金屬
④提高尼龍的(de)抗低溫性(xing)能,增強其(qi)對耐環(huan)境應(ying)變(bian)的(de)能力。
⑤提高尼(ni)龍的耐磨性,以適應(ying)耐磨要求高的場合(he)。⑥提高尼(ni)龍的抗靜電(dian)性,以適應(ying)礦山及其(qi)機械應(ying)用的要求。
⑦提高尼龍(long)的耐(nai)熱性(xing),以適應如(ru)汽(qi)車發動機等耐(nai)高溫(wen)條件(jian)的領(ling)域。
⑧降低尼龍的成本,提高(gao)產品競爭力。
總之,通過上述改進(jin),實現(xian)尼龍復合材(cai)料的高(gao)(gao)性(xing)能(neng)(neng)化(hua)與功能(neng)(neng)化(hua),進(jin)而促進(jin)相關行(xing)業產品向高(gao)(gao)性(xing)能(neng)(neng)、高(gao)(gao)質量方向發(fa)展。
據日本東(dong)麗化學公司(si)消息,該(gai)公司(si)已經(jing)成功開(kai)發(fa)(fa)出(chu)直(zhi)徑比以(yi)往極細纖(xian)(xian)維(wei)還(huan)小兩位數的(de)(de)(de)納米(mi)(mi)級單絲結構的(de)(de)(de)“納米(mi)(mi)纖(xian)(xian)維(wei)”新技術(shu),通過控制納米(mi)(mi)構造(zao)技術(shu)達到(dao)纖(xian)(xian)維(wei)細度的(de)(de)(de)極限。東(dong)麗化學公司(si)稱,該(gai)公司(si)利用這項新技術(shu)已經(jing)開(kai)發(fa)(fa)直(zhi)徑為(wei)10μm的(de)(de)(de)單絲140萬根以(yi)上(shang)所構成的(de)(de)(de)納米(mi)(mi)尼龍纖(xian)(xian)維(wei)。這種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)與以(yi)往產(chan)品(pin)(pin)進行比較(jiao),表(biao)面(mian)積是過去產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)1000倍左右,具(ju)有很高的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)活性。
Triangle–Raleigh尼(ni)龍纖(xian)(xian)維(wei)有(you)許多用(yong)途,從服裝、地毯到(dao)(dao)繩索到(dao)(dao)微機的數據線都可以利用(yong)該種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)。北卡羅(luo)萊納州大學紡織學院的研究員正努力改進這種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei),據報道說已(yi)經研制出最強脂肪(fang)族尼(ni)龍纖(xian)(xian)維(wei)。
科學(xue)(xue)家聚合體教授--托(tuo)奈里博士與紡織工程(cheng)、化學(xue)(xue)和自然科學(xue)(xue)助(zhu)理教授理查(cha)德.克塔克博士正在研究一種方(fang)法,在不(bu)需要昂貴的(de)(de)費用(yong)、復雜的(de)(de)過程(cheng)的(de)(de)情況下,產生更高強(qiang)度的(de)(de)尼龍纖維。他(ta)們利用(yong)脂(zhi)肪族尼龍或者尼龍進行研究,這種尼龍的(de)(de)碳援助(zhu)利用(yong)直(zhi)鏈或者開放型支鏈連接在以前,強(qiang)調(diao)不(bu)環(huan)鏈大。
更強壯的(de)脂(zhi)肪族(zu)尼(ni)龍(long)能夠(gou)應用于(yu)繩索、裝卸皮帶、降落傘和汽車輪胎,或者(zhe)產生能夠(gou)適(shi)合高溫利用的(de)合成材(cai)料(liao)。這個發現在(zai)費城召開(kai)的(de)美國化(hua)學科學年會上(shang)介紹,刊登在(zai)聚合體定期刊物上(shang)。
這(zhe)種(zhong)纖維利用聚合體或者包(bao)括許多單位的長(chang)鏈分子制作而(er)成。當(dang)這(zhe)些聚合體鏈被整齊的安排(pai),這(zhe)種(zhong)聚合體將成水晶狀態。
這(zhe)些盤繞(rao)的(de)聚(ju)合體需要拉伸(shen),如(ru)果(guo)他們(men)要制作成更強(qiang)的(de)纖(xian)維(wei)(wei),需要消除(chu)他們(men)的(de)彈性(xing)。在尼龍(long)鏈中加入氫可以防(fang)止拉伸(shen),因此克服這(zhe)種結合對產生更強(qiang)的(de)尼龍(long)纖(xian)維(wei)(wei)來說是一個關鍵(jian)因素。
超強纖維,以凱夫(fu)拉爾纖維為例,是從(cong)芳香尼(ni)龍聚合(he)體中制作(zuo)而成,十分僵硬,長鏈包(bao)含環鏈,芳香尼(ni)龍制作(zuo)很(hen)困難,因(yin)此(ci)十分昂貴。
因此托奈里教授和(he)克(ke)塔克(ke)博士利(li)用聚酰胺66(尼龍(long)66)來進(jin)行研(yan)究,這種材料是(shi)一種商(shang)業熱塑(su)性材料,很容易制作(zuo),但是(shi)拉伸和(he)排列困難。同時(shi),取消(xiao)尼龍(long)66的彈(dan)性也很困難。
這個(ge)發現可以解(jie)決尼龍66在三氯化鎵中能夠(gou)溶解(jie)的(de)問題,能夠(gou)有效的(de)打破氫粘(zhan)合(he)的(de)問題。允(yun)許聚合(he)體鏈延伸(shen)。
PA的機械性能(neng)中如抗(kang)拉抗(kang)壓強(qiang)度隨溫(wen)度和吸濕量(liang)而改變(bian),所(suo)以水相對是PA的增塑劑,加(jia)入玻纖后(hou),其抗(kang)拉抗(kang)壓強(qiang)度可(ke)提高2倍(bei)左右,耐(nai)溫(wen)能(neng)力也相應提高,PA本身的耐(nai)磨(mo)能(neng)力非常高,所(suo)以可(ke)在無(wu)潤(run)滑下不停操作,如想得(de)到特別的潤(run)滑效果,可(ke)在PA中加(jia)入硫化(hua)物。
合(he)適(shi)的塑料產品:各種齒(chi)輪,渦(wo)輪,齒(chi)條(tiao),凸輪,軸承,螺旋槳,傳(chuan)動皮帶。
其他(ta):收縮率(lv)1-2%需(xu)注意成型后吸濕的尺寸變化。
吸(xi)水(shui)率(lv):100%相對吸(xi)濕飽和時能吸(xi)8%。
合(he)適壁厚:2-3.5mm
疲勞(lao)強度和鋼性較高,耐熱(re)性較好,摩擦系數低,耐磨性好,但吸濕性大,尺寸穩定性不夠。
應用:中(zhong)等(deng)載荷,使用溫度<100-120度無潤滑(hua)或少潤滑(hua)條件(jian)(jian)下工作的(de)耐磨受(shou)力(li)傳動零件(jian)(jian)。
疲勞強度鋼性(xing),耐熱性(xing)低于尼龍66,但彈性(xing)好,有較好的消振,降噪能(neng)力。白色
應用:輕(qing)載荷,中(zhong)等溫度(80-100)無潤(run)(run)滑(hua)(hua)或(huo)少潤(run)(run)滑(hua)(hua)、要求噪音低的條(tiao)件下工作的耐磨受力傳動零件。
強度(du).剛性耐(nai)熱性低于尼龍66,但吸濕性小,耐(nai)磨(mo)性好(hao)。土黃色
應(ying)用:同尼龍6,宜(yi)作要求比較精密的(de)齒輪,工(gong)作條(tiao)件濕度變化大(da)的(de)零件。
強度,剛性耐熱(re)性低于(yu)尼(ni)龍(long)66,吸濕性低于(yu)尼(ni)龍(long)610,成型(xing)工藝好,耐磨性好。
應用:輕載荷,溫度不高,濕度變化較大,的條件下(xia)無潤(run)滑或(huo)少潤(run)滑的情況下(xia)工(gong)作的零件
強(qiang)度,耐(nai)疲勞性(xing),耐(nai)熱性(xing),剛性(xing)均優于PA6及PA66,吸濕性(xing)低(di)(di)于PA6及PA66,耐(nai)磨性(xing)好(hao),能(neng)直接在模型(xing)中聚(ju)合成型(xing),宜澆鑄大(da)型(xing)零件。應用:高載(zai)荷,高使用溫(wen)度(低(di)(di)于120)無潤滑或(huo)少潤滑的情況(kuang)下。乳白(bai)色
鑄造(zao)尼(ni)(ni)龍(MC尼(ni)(ni)龍)也(ye)稱單(dan)體澆注尼(ni)(ni)龍,是用已內酰(xian)胺單(dan)體在強(qiang)堿(jian)(如NaOH)和一些助催化(hua)劑(ji)的作(zuo)用下(xia),用模具直接聚(ju)(ju)合成型得到制品的毛(mao)坯(pi)件(jian),由(you)于把聚(ju)(ju)合和成型過程(cheng)結合一起,因而成型方(fang)便(bian)、設備投資(zi)少,易于制造(zao)大型機器零(ling)件(jian)。它的力學性能(neng)和物(wu)理性能(neng)都比尼(ni)(ni)龍6高。可(ke)制造(zao)幾十千克的齒輪、渦輪、軸承等(deng)。
尼龍1010是我國獨創的(de)一(yi)種工程塑料(liao),用蓖麻(ma)油做原料(liao),提取癸二胺及癸二酸再縮合而成的(de)。成本低(di)、經濟(ji)效果好(hao)(hao)(hao)、自潤滑性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)極(ji)好(hao)(hao)(hao)、耐油性(xing)(xing)好(hao)(hao)(hao),脆性(xing)(xing)轉化溫度低(di)(約在(zai)-60℃),機械強度較(jiao)高,廣泛用于(yu)機械零件(jian)和化工、電(dian)氣零件(jian)。
改(gai)(gai)性尼(ni)龍是工程塑料中(zhong)的一(yi)類,是以尼(ni)龍原料為基料在加以改(gai)(gai)變其(qi)物理性質而形成(cheng)的顆(ke)粒狀產(chan)品(pin)。此類產(chan)品(pin)產(chan)出是依(yi)據一(yi)些生產(chan)廠家所(suo)需求的不(bu)同而進行改(gai)(gai)性制作的。
改性尼龍(long)(long)大致包括:增強尼龍(long)(long),增韌尼龍(long)(long),耐(nai)磨尼龍(long)(long),無鹵阻燃(ran)尼龍(long)(long),導電尼龍(long)(long),阻燃(ran)尼龍(long)(long)等等。
1、熱(re)性(xing)質:玻璃轉(zhuan)移溫度(du)(du)(Tg)及熔點(Tm)、熱(re)變形溫度(du)(du)(HDT)高;長期使(shi)用(yong)溫度(du)(du)高(UL-746B);使(shi)用(yong)溫度(du)(du)范圍大;熱(re)膨脹系(xi)數小。
2、機械性質:高強(qiang)度(du)、高機械模(mo)數、低(di)潛(qian)變(bian)性、強(qiang)耐磨損(sun)及耐疲勞性。
3、其他:耐化學藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸(cun)安定性佳(jia)。
芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)又稱聚(ju)芳(fang)(fang)(fang)酰胺,是(shi)20世(shi)紀60年(nian)代開發(fa)成功的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)高(gao)(gao)溫(wen)、耐(nai)(nai)(nai)輻(fu)(fu)射、耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)新(xin)品(pin)種。凡是(shi)在(zai)尼(ni)(ni)龍(long)(long)分子中含(han)有(you)芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)環結構(gou)的(de)(de)都(dou)屬于芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)。如果僅(jin)僅(jin)將(jiang)合成尼(ni)(ni)龍(long)(long)的(de)(de)二元(yuan)胺或二元(yuan)酸分別以(yi)(yi)(yi)芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二胺或芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二酸代替,則得(de)到的(de)(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)為半芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long),以(yi)(yi)(yi)芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二酸和(he)芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二胺合成得(de)到的(de)(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)為全芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)。芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)脆化(hua)(hua)溫(wen)度可(ke)達–70℃,維(wei)卡(ka)軟化(hua)(hua)溫(wen)度可(ke)達270℃,耐(nai)(nai)(nai)高(gao)(gao)溫(wen)、耐(nai)(nai)(nai)輻(fu)(fu)射、耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕、耐(nai)(nai)(nai)磨,有(you)自熄性,在(zai)潮濕的(de)(de)狀態下(xia)能保持較高(gao)(gao)的(de)(de)電性能。芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)可(ke)以(yi)(yi)(yi)擠出(chu)、模(mo)壓(ya)、層壓(ya)、浸漬,可(ke)以(yi)(yi)(yi)用(yong)于制造(zao)纖(xian)維(wei)、薄膜、浸漬膜、裝飾層壓(ya)板、玻璃(li)纖(xian)維(wei)增強層壓(ya)板、耐(nai)(nai)(nai)高(gao)(gao)溫(wen)輻(fu)(fu)射線管、防(fang)火墻等(deng)。已經商業化(hua)(hua)應用(yong)的(de)(de)半芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)主要有(you)MXD6、PA6T和(he)PA9T,全芳(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)主要有(you)聚(ju)對苯(ben)二甲酰對苯(ben)二胺(PPTA)、聚(ju)間苯(ben)二甲酰間苯(ben)二胺(MPIA)和(he)聚(ju)對苯(ben)甲酰胺(PBA)等(deng)。
全(quan)芳香尼(ni)龍是二十世紀六七十年代開發成功并實現了工業化。全(quan)芳香族尼(ni)龍由(you)于(yu)具有(you)(you)高(gao)熔點、高(gao)模量、高(gao)強度(du)而被廣泛(fan)用(yong)(yong)(yong)于(yu)合(he)成纖(xian)維的生(sheng)產。PPTA是以對(dui)苯(ben)二胺和對(dui)苯(ben)二甲酰氯(lv)為(wei)原(yuan)料(liao),采用(yong)(yong)(yong)低溫(wen)溶(rong)液聚合(he)法制得的。PPTA具有(you)(you)高(gao)強度(du)、高(gao)模量、耐高(gao)溫(wen)、低密度(du)等(deng)優良性(xing)能。主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于(yu)合(he)成纖(xian)維紡絲的原(yuan)材(cai)料(liao);PPTA纖(xian)維也(ye)可作(zuo)為(wei)橡膠增強材(cai)料(liao)和塑料(liao)的增強劑使用(yong)(yong)(yong)。但是PPTA有(you)(you)耐疲勞性(xing)和耐壓性(xing)能的不(bu)足(zu)之(zhi)處,PPTA還不(bu)能實現熔融擠出(chu)成型(xing)。
MXD6是Lum等人(ren)于(yu)20世紀50年代(dai)以(yi)間(jian)苯二甲胺和己二酸(suan)為原料(liao)(liao)(liao),通過縮(suo)(suo)聚(ju)反應(ying)合(he)(he)成的(de)(de)(de)一種(zhong)結(jie)(jie)(jie)晶性尼龍(long)(long)樹脂。日(ri)本(ben)三菱(ling)瓦斯化(hua)學公司采用(yong)(yong)直接縮(suo)(suo)聚(ju)法(fa)(fa)(fa)、東洋(yang)紡織(zhi)公司采用(yong)(yong)尼龍(long)(long)鹽法(fa)(fa)(fa)分別合(he)(he)成了MXD6。這兩(liang)種(zhong)不同的(de)(de)(de)聚(ju)合(he)(he)方(fang)法(fa)(fa)(fa)得到的(de)(de)(de)MXD6的(de)(de)(de)用(yong)(yong)途也不盡相(xiang)同:用(yong)(yong)直接縮(suo)(suo)聚(ju)法(fa)(fa)(fa)合(he)(he)成的(de)(de)(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造阻隔性材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)或工(gong)程結(jie)(jie)(jie)構(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao);用(yong)(yong)尼龍(long)(long)鹽法(fa)(fa)(fa)合(he)(he)成的(de)(de)(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)生產(chan)纖維(wei)級(ji)MXD6樹脂。作(zuo)為一種(zhong)結(jie)(jie)(jie)晶性半(ban)芳(fang)香尼龍(long)(long),MXD6具有吸水率低、熱變形溫(wen)度(du)高、拉伸(shen)強度(du)和彎(wan)曲強度(du)高、成型收縮(suo)(suo)率小、對O2、CO2等氣體的(de)(de)(de)阻隔性好等特點。MXD6由于(yu)具有較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)加工(gong)溫(wen)度(du),可以(yi)與(yu)聚(ju)丙烯(xi)(PP)共擠出、與(yu)高密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)(HDPE)共擠吹(chui)塑(su)。在工(gong)業(ye)上(shang),MXD6主要用(yong)(yong)于(yu)包裝材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和代(dai)替金屬作(zuo)工(gong)程結(jie)(jie)(jie)構(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。前(qian)者包括食品(pin)與(yu)飲料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)包裝、儀器(qi)設備包裝(防(fang)潮、消(xiao)振的(de)(de)(de)軟墊和發泡(pao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao));后者包括高耐(nai)熱品(pin)級(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)(de)(de)合(he)(he)金、抗振級(ji)Reny等。除此之外,MXD6還應(ying)用(yong)(yong)于(yu)磁性塑(su)料(liao)(liao)(liao)、透明(ming)膠粘劑等。
PA6T是由(you)芳香族二酸(suan)與脂(zhi)肪(fang)族二胺合成的(de)一種半芳香尼龍。PA6T具有優良的(de)耐(nai)熱性和尺寸穩定性。由(you)于PA6T的(de)熔點(dian)(dian)很(hen)高(gao),可采用固相聚合或(huo)界面聚合的(de)方法(fa)制備。可以用于纖維(wei)制造(zao)、機械零件和薄膜制品等。日本三(san)井化(hua)學開發的(de)改性PA6T,具有高(gao)剛性、高(gao)強度、低吸(xi)水性等特性,主(zhu)要用于汽車(che)內(nei)燃機部(bu)(bu)件、耐(nai)熱電器部(bu)(bu)件、傳動部(bu)(bu)件和電子裝配件等。正是由(you)于PA6T過高(gao)的(de)熔點(dian)(dian),使得其不能像一般(ban)的(de)脂(zhi)肪(fang)族尼龍一樣(yang),進行注射成型,這就使PA6T的(de)應用受(shou)到了(le)一定的(de)限制。
PA9T是(shi)由壬二(er)(er)(er)胺和對苯二(er)(er)(er)甲(jia)酸熔(rong)融(rong)縮聚而得(de)的(de)。PA9T具有良好的(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)和可熔(rong)融(rong)加(jia)工性(xing)(xing)能(neng),吸(xi)水率僅(jin)為0.17%,是(shi)PA46((1.8%)的(de)1/10,尺(chi)寸穩(wen)定性(xing)(xing)好等(deng)(deng)特點(dian),迅(xun)速在電(dian)子電(dian)氣、信息設備(bei)、汽車零(ling)部(bu)件等(deng)(deng)方面得(de)到(dao)了(le)廣泛的(de)應用(yong)。當重復(fu)單元鏈節中二(er)(er)(er)元胺的(de)碳(tan)原子數(shu)為6時,得(de)到(dao)PA6T的(de)熔(rong)點(dian)為370℃,超過(guo)了(le)其熱(re)分解溫(wen)度約(yue)350℃,因(yin)此如果不(bu)添加(jia)第三甚至第四組分來(lai)降低(di)熔(rong)點(dian),是(shi)不(bu)能(neng)獲(huo)得(de)實際應用(yong)(尼龍熔(rong)融(rong)加(jia)工溫(wen)度一般在320℃以(yi)下)的(de)尼龍,但是(shi)如果添加(jia)了(le)其他組分來(lai)降低(di)熔(rong)點(dian),必(bi)然會帶來(lai)PA6T性(xing)(xing)能(neng)如結(jie)晶度、尺(chi)寸穩(wen)定性(xing)(xing)和耐(nai)藥品性(xing)(xing)等(deng)(deng)性(xing)(xing)能(neng)的(de)降低(di)。因(yin)此提(ti)高二(er)(er)(er)元胺碳(tan)原子數(shu)目成(cheng)為另外一個研究的(de)熱(re)點(dian),PA9T的(de)結(jie)構成(cheng)為了(le)一種理想的(de)結(jie)構,兼有耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)和可熔(rong)融(rong)加(jia)工性(xing)(xing)。但是(shi),合(he)成(cheng)PA9T的(de)主要原料(liao)壬二(er)(er)(er)胺的(de)合(he)成(cheng)路線較為復(fu)雜:丁(ding)二(er)(er)(er)烯經過(guo)水合(he)、轉位(wei)、羥基化和氨(an)化還(huan)原等(deng)(deng)步(bu)驟的(de)化學反(fan)應,才能(neng)最終得(de)到(dao)壬二(er)(er)(er)胺。這就(jiu)造(zao)成(cheng)PA9T的(de)生(sheng)產成(cheng)本(ben)居(ju)高不(bu)下,進而限制了(le)PA9T的(de)大規(gui)模生(sheng)產與應用(yong)。
聚(ju)苯二(er)(er)酰胺(PPA)是以間(jian)苯二(er)(er)甲(jia)酸(suan)、對(dui)苯二(er)(er)甲(jia)酸(suan)、己(ji)二(er)(er)酸(suan)和己(ji)二(er)(er)胺之間(jian)縮(suo)聚(ju)形成(cheng)的(de)(de)(de)聚(ju)合物(wu)的(de)(de)(de)共混物(wu),是一種半(ban)結(jie)晶性(xing)的(de)(de)(de)半(ban)芳香尼龍。PPA樹脂一般(ban)采(cai)用間(jian)歇式生產。PPA具有良好的(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)、優良的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能和尺寸穩定性(xing)、較低的(de)(de)(de)吸水率和優良的(de)(de)(de)成(cheng)型加(jia)工(gong)性(xing),還具有良好的(de)(de)(de)電(dian)性(xing)能、耐化學藥品性(xing)。PPA可以采(cai)用注(zhu)射成(cheng)型和擠出成(cheng)型進行加(jia)工(gong)。PPA被廣泛用于汽車、電(dian)子電(dian)器和一般(ban)產業機(ji)器領(ling)域。
聚(ju)(ju)間(jian)苯(ben)(ben)二(er)甲酰(xian)間(jian)苯(ben)(ben)二(er)胺(MPIA)是(shi)(shi)20世(shi)紀(ji)60年代(dai)開發成功的一(yi)種(zhong)新型聚(ju)(ju)芳(fang)酰(xian)胺品種(zhong),是(shi)(shi)以間(jian)苯(ben)(ben)二(er)胺和(he)(he)(he)間(jian)苯(ben)(ben)二(er)甲酰(xian)氯為原料(liao),可(ke)采用低溫溶液縮聚(ju)(ju)法(fa)和(he)(he)(he)界面(mian)聚(ju)(ju)合(he)法(fa)合(he)成。MPIA的突出特(te)點(dian)是(shi)(shi)耐熱(re)壽(shou)命長,此外(wai),它還(huan)具(ju)有模量高、耐磨、阻(zu)燃、高溫尺寸(cun)穩(wen)定等(deng)優點(dian)。但MPIA的耐光性(xing)(xing)(xing)(xing)稍差,需加(jia)(jia)抗紫(zi)外(wai)劑。MPIA主(zhu)要用于(yu)工(gong)業和(he)(he)(he)易(yi)燃易(yi)爆高溫環境下的工(gong)作服、耐高溫工(gong)業濾材、降落傘、高溫傳(chuan)送帶、電氣絕(jue)緣材料(liao)等(deng)。MPIA還(huan)可(ke)加(jia)(jia)工(gong)成棒、板(ban)和(he)(he)(he)纖維(wei),靠其優良的耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)、滑(hua)動(dong)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)耐放射性(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing),被用于(yu)航(hang)空航(hang)天、原子(zi)能工(gong)業、電氣和(he)(he)(he)汽(qi)車(che)等(deng)行業。
聚對(dui)(dui)苯(ben)(ben)甲(jia)酰胺(an)(poly(p-benzamide,簡稱PBA),是(shi)20世紀70年代(dai)開發成功的(de)。其合(he)成路(lu)線為:對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲(jia)苯(ben)(ben)經(jing)過液相空氣氧化得(de)到對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲(jia)酸(suan)(suan),對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲(jia)酸(suan)(suan)經(jing)過氨化還原反應得(de)到對(dui)(dui)氨基(ji)甲(jia)酸(suan)(suan),把對(dui)(dui)氨基(ji)苯(ben)(ben)甲(jia)酸(suan)(suan)轉化為對(dui)(dui)氨基(ji)苯(ben)(ben)甲(jia)酰氯的(de)鹽酸(suan)(suan)鹽或對(dui)(dui)亞硫酰胺(an)苯(ben)(ben)甲(jia)酰氯,最后在(zai)經(jing)縮聚制得(de)PBA。PBA具有高模量、高強度等(deng)特性,在(zai)工業上可用于火(huo)箭發動機殼體、高壓容(rong)器、體育(yu)用品(pin)和涂覆織物等(deng)。
玻璃纖(xian)維增強PA在20世(shi)紀50年(nian)(nian)(nian)代就有研究,但形成產業化是(shi)20世(shi)紀70年(nian)(nian)(nian)代,自1976年(nian)(nian)(nian)開(kai)發出超(chao)韌PA66后,各國大公司(si)紛紛開(kai)發新的改性PA產品,美國、西歐、日(ri)本、荷蘭、意(yi)大利(li)等大力開(kai)發增強PA、阻(zu)燃(ran)PA、填充PA,大量(liang)的改性PA投放(fang)市場。
20世紀80年代,相容(rong)劑技術開發(fa)成功,推(tui)動了PA合金(jin)的發(fa)展,世界各國(guo)相繼開發(fa)出(chu)PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等上千種合金(jin),廣泛用于汽車、機車、電(dian)(dian)子(zi)、電(dian)(dian)氣(qi)械、紡織、體育用品、辦公(gong)用品、家電(dian)(dian)部(bu)件等行業。
20世(shi)紀90年代,改(gai)性尼龍(long)(long)新(xin)(xin)品(pin)種不斷(duan)增加(jia),這個時期改(gai)性尼龍(long)(long)走向商品(pin)化(hua),形成了(le)新(xin)(xin)的產(chan)業,并得到了(le)迅(xun)速發展,20世(shi)紀90年代末,世(shi)界尼龍(long)(long)合(he)金產(chan)量達110萬噸/年。
在產品開發方(fang)面(mian),主(zhu)(zhu)要以高性能(neng)尼龍(long)PPO/PA6,PPS/PA66、增(zeng)韌尼龍(long)、納(na)米(mi)尼龍(long)、無鹵阻燃尼龍(long)為主(zhu)(zhu)導方(fang)向;在應(ying)用(yong)方(fang)面(mian),汽車(che)部件(jian)(jian)、電器部件(jian)(jian)開發取(qu)得了(le)重(zhong)大(da)進展(zhan),如汽車(che)進氣歧管(guan)用(yong)高流動改性尼龍(long)已經(jing)商品化,這種結構復雜的(de)部件(jian)(jian)的(de)塑料化,除在應(ying)用(yong)方(fang)面(mian)具有(you)重(zhong)大(da)意義外,更(geng)重(zhong)要的(de)是延長了(le)部件(jian)(jian)的(de)壽命(ming),促進了(le)工(gong)程塑料加工(gong)技術的(de)發展(zhan)。
尼龍作為工程塑料中(zhong)最(zui)大最(zui)重(zhong)要的(de)(de)品(pin)種,具有很強的(de)(de)生命力,主要在于它改性(xing)后(hou)實(shi)現高性(xing)能化,其次是汽車、電器、通訊、電子、機械等(deng)產(chan)業自身對產(chan)品(pin)高性(xing)能的(de)(de)要求越來越強烈(lie),相關產(chan)業的(de)(de)飛速發展,促進了工程塑料高性(xing)能化的(de)(de)進程,改性(xing)尼龍未(wei)來發展趨(qu)勢如下。
①高強度高剛性尼龍的(de)市場需求量越來越大,新的(de)增(zeng)強材料如無(wu)機(ji)晶須增(zeng)強、碳(tan)纖維增(zeng)強PA將成為重要的(de)品(pin)種,主要是用于(yu)汽(qi)車發動機(ji)部件,機(ji)械部件以及航空設備部件。
②尼(ni)龍(long)合金(jin)化將成為改性(xing)(xing)工程塑料發展的(de)(de)主流。尼(ni)龍(long)合金(jin)化是(shi)實現尼(ni)龍(long)高(gao)(gao)性(xing)(xing)能的(de)(de)重要(yao)途徑,也是(shi)制造尼(ni)龍(long)專(zhuan)用料、提高(gao)(gao)尼(ni)龍(long)性(xing)(xing)能的(de)(de)主要(yao)手段。通過(guo)摻混其他高(gao)(gao)聚(ju)物,來改善尼(ni)龍(long)的(de)(de)吸水性(xing)(xing),提高(gao)(gao)制品的(de)(de)尺寸穩(wen)定(ding)性(xing)(xing),以及低(di)溫脆性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)。從而,適用車種不同要(yao)求的(de)(de)用途。
③納(na)米尼龍(long)的(de)制造(zao)技術與應用將得(de)到迅速發展。納(na)米尼龍(long)的(de)優(you)點在于其熱性(xing)能、力學(xue)性(xing)能、阻燃性(xing)、阻隔(ge)性(xing)比純尼龍(long)高,而(er)制造(zao)成本(ben)與普(pu)通(tong)尼龍(long)相當。因而(er),具有(you)很大的(de)競爭力。
④用于電子、電氣、電器的(de)阻(zu)燃(ran)尼龍與日俱增,綠色化阻(zu)燃(ran)尼龍越(yue)來越(yue)受到市(shi)場的(de)重視。
⑤抗(kang)靜(jing)電(dian)、導電(dian)尼(ni)龍以及磁性(xing)尼(ni)龍將成為(wei)電(dian)子設(she)備、礦(kuang)山機械、紡(fang)織機械的首選(xuan)材料。
⑥加工助劑的(de)研究與應(ying)用,將推(tui)動改(gai)性尼龍的(de)功能化、高性能化的(de)進程(cheng)。
⑦綜合技術的應用,產(chan)品(pin)的精細化是推動(dong)(dong)其產(chan)業發(fa)展(zhan)的動(dong)(dong)力。
聚酰胺纖(xian)(xian)(xian)維(wei)是大分子鏈(lian)上具有(you)-CO-NH-基團一類纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)總稱(cheng)。常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)為(wei)(wei)(wei)脂(zhi)肪族(zu)聚酯(zhi)胺夕主要(yao)品(pin)(pin)種有(you)聚酰胺6和(he)(he)(he)聚酰胺66,我國商品(pin)(pin)名(ming)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)6和(he)(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)66。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)以長(chang)絲(si)(si)為(wei)(wei)(wei)主,少量(liang)的(de)(de)(de)(de)短纖(xian)(xian)(xian)維(wei)主要(yao)用(yong)(yong)于(yu)和(he)(he)(he)棉、毛(mao)或(huo)其他化(hua)纖(xian)(xian)(xian)混(hun)紡(fang)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)長(chang)絲(si)(si)大量(liang)用(yong)(yong)于(yu)變形(xing)加工制(zhi)造彈力絲(si)(si),作為(wei)(wei)(wei)機織或(huo)針織原(yuan)料。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)一般采(cai)用(yong)(yong)熔體法紡(fang)絲(si)(si)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)6和(he)(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)66纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)強度為(wei)(wei)(wei)4~5.3cN/dtex,高強滌綸(lun)(lun)(lun)可達7.9cN/dtex以上,伸長(chang)率(lv)18%~45%,在10%伸長(chang)時的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)回(hui)復率(lv)在90%以上。據測定,錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)耐磨為(wei)(wei)(wei)棉纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的(de)(de)(de)(de)20倍、羊毛(mao)的(de)(de)(de)(de)20倍、粘膠的(de)(de)(de)(de)50倍。耐疲勞性(xing)(xing)能(neng)居各種纖(xian)(xian)(xian)維(wei)之首。在民用(yong)(yong)上大量(liang)用(yong)(yong)于(yu)加工襪子和(he)(he)(he)其他混(hun)紡(fang)制(zhi)品(pin)(pin),提高織物的(de)(de)(de)(de)耐磨牢度,但錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)模(mo)量(liang)低,抗摺皺性(xing)(xing)能(neng)不及滌綸(lun)(lun)(lun),限制(zhi)了錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)在衣著領域(yu)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)簾子線的(de)(de)(de)(de)壽命比粘膠大3倍,沖擊吸收(shou)能(neng)大,因(yin)此輪(lun)胎(tai)能(neng)在壞的(de)(de)(de)(de)路面上行(xing)駛,但由(you)于(yu)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)簾子線伸長(chang)大,汽(qi)車(che)(che)停止時,輪(lun)胎(tai)變形(xing)產生平點,起動(dong)(dong)初(chu)期汽(qi)車(che)(che)跳動(dong)(dong)厲害。因(yin)此只能(neng)用(yong)(yong)于(yu)貨(huo)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)輪(lun)胎(tai),不宜作客車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)輪(lun)胎(tai)簾子線之用(yong)(yong)。
錦(jin)綸(lun)纖維(wei)表面平(ping)整,不加油(you)劑(ji)的纖維(wei)摩(mo)擦系數很高(gao),錦(jin)綸(lun)油(you)劑(ji)貯(zhu)存日久易失(shi)效,紡織加工時還(huan)需要重(zhong)新(xin)添加油(you)劑(ji)。
錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)纖(xian)維(wei)(wei)的吸濕比(bi)滌(di)綸(lun)(lun)高,錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)6與(yu)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)66在標準條(tiao)件下的回潮率為(wei)4.5%,在合纖(xian)中僅(jin)次于維(wei)(wei)綸(lun)(lun)。染色(se)性(xing)(xing)能好,可用(yong)酸性(xing)(xing)染料,分散性(xing)(xing)染料及(ji)其(qi)他染料染色(se)。