尼龍是(shi)美(mei)國杰出(chu)的(de)科學家(jia)卡(ka)羅瑟斯(Carothers)及其領導下的(de)一(yi)個科研(yan)小組(zu)研(yan)制出(chu)來的(de),是(shi)世界上出(chu)現的(de)第一(yi)種合成纖維,尼龍是(shi)聚酰胺(an)纖維(錦綸)的(de)一(yi)種說法。
尼龍的出(chu)現使紡織品的面貌煥(huan)然一新(xin),它的合成是(shi)(shi)合成纖維(wei)工業的重(zhong)大(da)突破,同時也是(shi)(shi)高分子化(hua)學(xue)的一個非常重(zhong)要里(li)程碑(bei)。
聚酰(xian)胺俗(su)稱(cheng)尼龍(Nylon),英文(wen)名(ming)稱(cheng)Polyamide(簡(jian)稱(cheng)PA),是(shi)分子(zi)(zi)主鏈(lian)上含有重復酰(xian)胺基團(tuan)—[NHCO]—的(de)熱塑性(xing)樹脂(zhi)總稱(cheng),包(bao)括脂(zhi)肪族(zu)(zu)PA,脂(zhi)肪—芳(fang)香族(zu)(zu)PA和芳(fang)香族(zu)(zu)PA。其(qi)中脂(zhi)肪族(zu)(zu)PA品種多,產量大,應用廣泛,其(qi)命名(ming)由合成單體具體的(de)碳原子(zi)(zi)數而定。由美國著名(ming)化學(xue)家卡羅瑟斯和他的(de)科研小組發明的(de)。
常用的錦綸纖維可分為兩大(da)類。
一類是由二(er)胺和(he)二(er)酸(suan)縮(suo)聚而得的聚二(er)酸(suan)二(er)胺,其(qi)長(chang)鏈分子(zi)的化學結構(gou)式為:
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這類錦(jin)(jin)綸的相對分(fen)子(zi)(zi)量一般為17000-23000。根據所用二(er)(er)元(yuan)(yuan)胺(an)和二(er)(er)元(yuan)(yuan)酸的碳(tan)原子(zi)(zi)數不同,可以得(de)(de)(de)到不同的錦(jin)(jin)綸產品,并(bing)可通過加(jia)在錦(jin)(jin)綸后的數字區(qu)別,其中前一數字是二(er)(er)元(yuan)(yuan)胺(an)的碳(tan)原子(zi)(zi)數,后一數字是二(er)(er)元(yuan)(yuan)酸的碳(tan)原子(zi)(zi)數。例(li)如錦(jin)(jin)綸66,說(shuo)明(ming)(ming)它(ta)是由己(ji)二(er)(er)胺(an)和己(ji)二(er)(er)酸縮聚(ju)制得(de)(de)(de);錦(jin)(jin)綸610,說(shuo)明(ming)(ming)它(ta)是由己(ji)二(er)(er)胺(an)和癸二(er)(er)酸制得(de)(de)(de)。
另一類是由內(nei)酰(xian)胺縮聚或開(kai)環聚合得到的,其長(chang)鏈分子的化學結(jie)構式為:
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根據其單元(yuan)結構(gou)所(suo)含(han)碳原子數目(mu),可得(de)到不同品種的命名。例如錦綸6,說明(ming)它是由含(han)6個(ge)碳原子的己(ji)內酰胺開環聚合(he)而得(de)。
錦(jin)綸6、錦(jin)綸66及其他(ta)脂肪族錦(jin)綸都由(you)帶(dai)有(you)酰胺鍵(-NHCO-)的(de)線型大分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)組成(cheng)。錦(jin)綸分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)中有(you)-CO-、-NH-基團,可以(yi)在分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)間或分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)內形成(cheng)氫鍵結(jie)合,也(ye)可以(yi)與其他(ta)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)相結(jie)合,所以(yi)錦(jin)綸吸濕(shi)能力(li)較(jiao)好,并且能夠(gou)形成(cheng)較(jiao)好的(de)結(jie)晶結(jie)構。
錦綸(lun)(lun)分(fen)(fen)子中(zhong)的(de)-CH2-(亞甲基(ji))之(zhi)間因只能產生較弱的(de)范德華力,所(suo)以-CH2-鏈(lian)段部分(fen)(fen)的(de)分(fen)(fen)子鏈(lian)卷曲度較大。各種錦綸(lun)(lun)因今-CH2-的(de)個數不(bu)(bu)同,使分(fen)(fen)子間氫鍵的(de)結合形式(shi)不(bu)(bu)完全(quan)相同,同時分(fen)(fen)子卷曲的(de)概率也不(bu)(bu)一樣(yang)。另外,有些錦綸(lun)(lun)分(fen)(fen)子還(huan)有方(fang)向(xiang)性(xing)。分(fen)(fen)子的(de)方(fang)向(xiang)性(xing)不(bu)(bu)同,纖維(wei)的(de)結構性(xing)質也不(bu)(bu)完全(quan)相同。
采用熔紡法制(zhi)得的(de)(de)錦(jin)綸在顯微鏡中(zhong)觀察到的(de)(de)形(xing)態(tai)(tai)結(jie)(jie)構具有圓形(xing)的(de)(de)截面和無(wu)特(te)殊(shu)的(de)(de)縱向結(jie)(jie)構。在電(dian)子(zi)顯微鏡下可觀察到絲狀的(de)(de)原纖(xian)組織,錦(jin)綸66的(de)(de)原纖(xian)寬約10-15nm。如(ru)用異(yi)形(xing)噴絲板,可制(zhi)成各種特(te)殊(shu)截面形(xing)狀的(de)(de)錦(jin)綸,如(ru)多角(jiao)形(xing)、多葉形(xing)、中(zhong)空(kong)等(deng)異(yi)形(xing)截面。它的(de)(de)聚焦(jiao)態(tai)(tai)結(jie)(jie)構與紡絲過程(cheng)的(de)(de)拉(la)伸及熱處理(li)有密切關系。不(bu)同錦(jin)綸的(de)(de)大分子(zi)主鏈都由(you)碳原子(zi)和氮原子(zi)相連而成。
異形纖(xian)(xian)維(wei)可改變纖(xian)(xian)維(wei)的(de)彈性(xing)(xing),使(shi)纖(xian)(xian)維(wei)具有特殊(shu)的(de)光(guang)澤與(yu)膨(peng)松(song)性(xing)(xing),并改善纖(xian)(xian)維(wei)的(de)抱合性(xing)(xing)能(neng)與(yu)覆(fu)蓋能(neng)力以(yi)及抗起球、減(jian)少靜(jing)電等性(xing)(xing)能(neng)。如三(san)角形纖(xian)(xian)維(wei)有閃光(guang)效應;五葉(xie)形纖(xian)(xian)維(wei)有肥光(guang)般光(guang)澤,手(shou)感良(liang)好,并抗起球;中(zhong)空纖(xian)(xian)維(wei)由(you)于內部有空腔,密(mi)度(du)小,保暖性(xing)(xing)好。
聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)(PA,俗稱尼龍(long))是美(mei)國DuPont公司(si)最先(xian)開(kai)(kai)(kai)發(fa)用(yong)于(yu)纖(xian)維(wei)的樹(shu)脂,于(yu)1939年實現工業化(hua)。20世紀50年代(dai)開(kai)(kai)(kai)始開(kai)(kai)(kai)發(fa)和生(sheng)產注塑制(zhi)品,以(yi)取代(dai)金屬滿足下游(you)工業制(zhi)品輕量化(hua)、降低成本的要求。聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)主鏈上含有(you)許多(duo)重復的酰(xian)胺(an)(an)(an)基(ji),用(yong)作塑料時稱尼龍(long),用(yong)作合(he)成纖(xian)維(wei)時我們稱為錦綸(lun),聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)可由二元(yuan)胺(an)(an)(an)和二元(yuan)酸制(zhi)取,也可以(yi)用(yong)ω-氨基(ji)酸或環內酰(xian)胺(an)(an)(an)來合(he)成。根據二元(yuan)胺(an)(an)(an)和二元(yuan)酸或氨基(ji)酸中含有(you)碳(tan)原子數的不(bu)同,可制(zhi)得多(duo)種不(bu)同的聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an),聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)品種多(duo)達幾十種,其中以(yi)聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)-6、聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)-66和聚(ju)酰(xian)胺(an)(an)(an)-610的應用(yong)最廣(guang)泛。
聚(ju)酰胺-6、聚(ju)酰胺-66和(he)聚(ju)酰胺-610的鏈節結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和(he)[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚(ju)酰胺-6和(he)聚(ju)酰胺-66主要用于紡制(zhi)合成(cheng)纖維,稱為錦綸(lun)-6和(he)錦綸(lun)-66。尼龍-610則是一種力學性能(neng)優良的熱塑性工(gong)程塑料。
PA具有良好(hao)的綜合性(xing)能(neng),包括力(li)學性(xing)能(neng)、耐(nai)熱性(xing)、耐(nai)磨(mo)損(sun)性(xing)、耐(nai)化(hua)學藥品性(xing)和自(zi)潤滑性(xing),且摩擦系數低,有一定的阻燃性(xing),易于加工(gong),適(shi)于用玻璃纖維和其他填(tian)料填(tian)充增強改性(xing),提高性(xing)能(neng)和擴(kuo)大應用范(fan)圍(wei)。
PA的品種(zhong)(zhong)繁多,有(you)PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及近幾(ji)年(nian)開發的半芳香族(zu)尼(ni)龍(long)(long)(long)PA6T和特種(zhong)(zhong)尼(ni)龍(long)(long)(long)等很多新品種(zhong)(zhong)。尼(ni)龍(long)(long)(long)-6塑料制(zhi)品可采(cai)用金屬鈉、氫氧化鈉等為(wei)主催化劑(ji),N-乙酰(xian)基(ji)己(ji)內酰(xian)胺(an)(an)為(wei)助催化劑(ji),使δ-己(ji)內酰(xian)胺(an)(an)直(zhi)接在模型中通過負(fu)離子開環(huan)聚合而制(zhi)得,稱為(wei)澆注尼(ni)龍(long)(long)(long)。用這種(zhong)(zhong)方法便于制(zhi)造大型塑料制(zhi)件。
聚酰(xian)(xian)胺主要(yao)用于合成纖維,其(qi)最突出的優點(dian)是耐(nai)磨性(xing)高于其(qi)他所有纖維,比棉花(hua)耐(nai)磨性(xing)高10倍(bei),比羊毛高20倍(bei),在混紡織(zhi)物中(zhong)稍(shao)加(jia)入一(yi)些聚酰(xian)(xian)胺纖維,可大(da)大(da)提高其(qi)耐(nai)磨性(xing);當拉(la)伸至3-6%時,彈性(xing)回復率可達100%;能經受上萬次(ci)折撓而不斷裂。
聚(ju)酰(xian)胺纖維(wei)的(de)(de)(de)強度比棉花(hua)高1-2倍、比羊毛高4-5倍,是(shi)粘(zhan)膠纖維(wei)的(de)(de)(de)3倍。但聚(ju)酰(xian)胺纖維(wei)的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)和耐(nai)光性(xing)較差,保(bao)持性(xing)也不(bu)佳,做成的(de)(de)(de)衣服不(bu)如滌綸(lun)挺括。另外,用于衣著(zhu)的(de)(de)(de)錦綸(lun)-66和錦綸(lun)-6都(dou)存在吸濕性(xing)和染色性(xing)差的(de)(de)(de)缺點,為此開發了聚(ju)酰(xian)胺纖維(wei)的(de)(de)(de)新品種——錦綸(lun)-3和錦綸(lun)-4的(de)(de)(de)新型聚(ju)酰(xian)胺纖維(wei),具有(you)質輕、防(fang)皺性(xing)優良、透氣性(xing)好以及良好的(de)(de)(de)耐(nai)久性(xing)、染色性(xing)和熱定型等特(te)點,因此被認為是(shi)很有(you)發展前途的(de)(de)(de)。
該類(lei)產品用(yong)途廣,是(shi)以塑(su)(su)代(dai)鋼(gang)、鐵、銅等(deng)金屬的好材料,是(shi)重(zhong)要的工(gong)(gong)程塑(su)(su)料;鑄型尼(ni)龍廣泛代(dai)替(ti)機械設(she)(she)備的耐(nai)(nai)(nai)磨部件(jian),代(dai)替(ti)銅和合(he)金作設(she)(she)備的耐(nai)(nai)(nai)磨損件(jian)。適用(yong)于(yu)制作耐(nai)(nai)(nai)磨零(ling)件(jian),傳動結(jie)構件(jian),家用(yong)電(dian)器零(ling)件(jian),汽車制造零(ling)件(jian),絲桿防(fang)止機械零(ling)件(jian),化工(gong)(gong)機械零(ling)件(jian),化工(gong)(gong)設(she)(she)備。如(ru)渦輪、齒輪、軸承、葉輪、曲(qu)柄(bing)、儀表(biao)板,驅動軸,閥門、葉片、絲桿、高(gao)壓墊圈、螺絲、螺母、密封圈,梭子、套簡(jian),軸套連接器等(deng)。
由于聚酰(xian)胺具有無毒、質輕、優良的(de)機(ji)(ji)械強(qiang)度、耐(nai)磨性及較(jiao)好的(de)耐(nai)腐蝕性,因此廣泛應用于代替銅(tong)等金屬(shu)在機(ji)(ji)械、化(hua)工(gong)、儀(yi)表(biao)、汽車等工(gong)業中(zhong)制造軸承、齒輪(lun)、泵葉及其他(ta)零件。聚酰(xian)胺熔融紡成(cheng)絲后有很(hen)高(gao)的(de)強(qiang)度,主要做(zuo)合成(cheng)纖維并可作為醫用縫(feng)線。
在民用上,可以混(hun)紡(fang)或(huo)純紡(fang)成(cheng)各(ge)(ge)種醫療及(ji)針織(zhi)(zhi)品。錦(jin)綸(lun)長絲(si)多用于針織(zhi)(zhi)及(ji)絲(si)綢(chou)工業,如織(zhi)(zhi)單絲(si)襪、彈力絲(si)襪等(deng)各(ge)(ge)種耐磨(mo)(mo)的錦(jin)綸(lun)襪,錦(jin)綸(lun)紗巾,蚊帳(zhang),錦(jin)綸(lun)花邊,彈力錦(jin)綸(lun)外衣,各(ge)(ge)種錦(jin)綸(lun)綢(chou)或(huo)交織(zhi)(zhi)的絲(si)綢(chou)品。錦(jin)綸(lun)短纖維(wei)大(da)都(dou)用來與羊(yang)毛或(huo)其他化學纖維(wei)的毛型產品混(hun)紡(fang),制成(cheng)各(ge)(ge)種耐磨(mo)(mo)經穿的衣料。
在工業上錦(jin)綸(lun)大量用(yong)來(lai)制造簾子線、工業用(yong)布、纜繩、傳送帶、帳(zhang)篷、漁網等(deng)。在國防上主要用(yong)作降(jiang)落傘及其(qi)他軍(jun)用(yong)織物。
1927年(nian)美國最大的化學工業公司決定每年(nian)支付25萬美元作為(wei)研究費用(yong),并(bing)開(kai)始聘請化學研究人員(yuan)。
1928年,該公司成(cheng)立了基礎化學研究所,年僅32歲的(de)(de)卡(ka)羅(luo)瑟斯博士(shi)受聘擔任該所的(de)(de)負責人。他主要從(cong)事聚(ju)合(he)反應方面(mian)的(de)(de)研究。他首先研究雙官能團分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)縮(suo)聚(ju)反應,通過二(er)元醇和二(er)元羧酸的(de)(de)酯(zhi)化縮(suo)合(he),合(he)成(cheng)長(chang)鏈的(de)(de)、相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)高(gao)的(de)(de)聚(ju)酯(zhi)。在(zai)(zai)不到兩年的(de)(de)時間內,卡(ka)羅(luo)瑟斯在(zai)(zai)制備線型聚(ju)合(he)物特別是聚(ju)酯(zhi)方面(mian),取得了重要的(de)(de)進展,將(jiang)聚(ju)合(he)物的(de)(de)相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)提高(gao)到10000~25000,他把相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量(liang)高(gao)于(yu)10000的(de)(de)聚(ju)合(he)物稱為高(gao)聚(ju)物(Superpolymer)。
1930年,卡羅瑟(se)斯(si)的助手發現(xian),二元(yuan)醇和二元(yuan)羧(suo)酸(suan)通過縮聚反應制取的高(gao)聚酯(zhi),其熔融物能(neng)像制棉花糖(tang)那樣抽出絲來,而且(qie)這種纖維(wei)狀的細絲即使冷卻后還能(neng)繼(ji)續拉伸,拉伸長度(du)可達到原(yuan)來的幾倍,經過冷卻拉伸后纖維(wei)的強度(du)、彈性、透明度(du)和光澤度(du)都大(da)大(da)增加(jia)。
這種聚(ju)酯的(de)奇(qi)特性質使他們(men)預(yu)感到(dao)可能(neng)具有(you)重大的(de)商業(ye)價(jia)值,有(you)可能(neng)用熔融的(de)聚(ju)合物來紡制(zhi)纖維。然而,繼續研究表(biao)明,從聚(ju)酯得到(dao)纖維只具有(you)理(li)論上(shang)的(de)意(yi)義。因為高(gao)聚(ju)酯在100℃以下即熔化,特別易溶于(yu)(yu)各種有(you)機(ji)溶劑,只是(shi)在水(shui)中還稍(shao)穩(wen)定些,因此(ci)不適(shi)合用于(yu)(yu)紡織。
隨后(hou)卡羅(luo)瑟斯又對一(yi)(yi)系列的聚(ju)(ju)酯和(he)(he)(he)聚(ju)(ju)酰胺(an)類化(hua)合物進行(xing)了深入的研(yan)究。經(jing)過多(duo)方對比,選定(ding)他在1935年2月28日(ri)首次由己二(er)胺(an)和(he)(he)(he)己二(er)酸合成出的聚(ju)(ju)酰胺(an)-66(第一(yi)(yi)個6表示二(er)胺(an)中(zhong)(zhong)(zhong)的碳原(yuan)子(zi)數(shu)(shu),第二(er)個6表示二(er)酸中(zhong)(zhong)(zhong)的碳原(yuan)子(zi)數(shu)(shu))。這(zhe)種聚(ju)(ju)酰胺(an)不(bu)溶于普通溶劑,熔(rong)點為263℃,高于通常使用的熨(yun)燙溫度(du)(du),拉制的纖維(wei)具有絲(si)的外觀和(he)(he)(he)光澤,在結構和(he)(he)(he)性質上也接近天然(ran)絲(si),其(qi)耐(nai)磨性和(he)(he)(he)強度(du)(du)超過當(dang)時(shi)任何一(yi)(yi)種纖維(wei)。從其(qi)性質和(he)(he)(he)制造成本(ben)綜合考慮,在已知聚(ju)(ju)酰胺(an)中(zhong)(zhong)(zhong)它是最佳(jia)選擇。接著,又解決了生產聚(ju)(ju)酰胺(an)66原(yuan)料的工業來源(yuan)問題。
1938年10月27日正式宣布世(shi)界上第(di)一(yi)種合成(cheng)纖維誕生了,并將聚酰胺(an)66這(zhe)種合成(cheng)纖維命名為尼(ni)龍(Nylon)。尼(ni)龍后來(lai)在英語中成(cheng)了“從煤、空氣、水或其他(ta)物(wu)質合成(cheng)的(de),具(ju)有耐磨性和(he)柔(rou)韌性、類似蛋白質化(hua)學結構的(de)所(suo)有聚酰胺(an)的(de)總稱”。
1939年實現工業(ye)化后定(ding)名(ming)為耐(nai)綸(lun)(Nylon),是最早實現工業(ye)化的合成(cheng)纖維品種。
尼龍的(de)合成(cheng)(cheng)奠(dian)定了合成(cheng)(cheng)纖維(wei)工業的(de)基礎(chu),尼龍的(de)出現使(shi)紡(fang)織(zhi)(zhi)品的(de)面貌煥然(ran)一新。用這(zhe)種纖維(wei)織(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)尼龍絲襪(wa)既透明又比絲襪(wa)耐穿。
1939年(nian)10月(yue)(yue)24日公開銷售尼龍絲(si)(si)長襪(wa)時引起轟動,被(bei)視為珍奇之物爭相搶(qiang)購。很多底層女人因為買不到絲(si)(si)襪(wa),只好用筆在腿(tui)上繪出(chu)紋路,冒充(chong)絲(si)(si)襪(wa)。人們曾用“象蛛(zhu)絲(si)(si)一(yi)樣細,象鋼絲(si)(si)一(yi)樣強,象絹絲(si)(si)一(yi)樣美(mei)”的詞句來贊譽這種纖(xian)維,到1940年(nian)5月(yue)(yue),尼龍纖(xian)維織(zhi)品的銷售遍及美(mei)國各地。
從第(di)二(er)次(ci)世界大戰爆發直到(dao)1945年,尼(ni)(ni)龍工業被(bei)轉向制(zhi)降落傘(san)、飛(fei)機輪胎簾子布、軍服(fu)等(deng)軍工產品。由(you)于尼(ni)(ni)龍的(de)特性和廣泛的(de)用途,第(di)二(er)次(ci)世界大戰后發展(zhan)非常(chang)迅速,尼(ni)(ni)龍的(de)各種(zhong)產品從絲襪、衣(yi)服(fu)到(dao)地毯、繩索、漁(yu)網等(deng),以難以計數的(de)方式出(chu)現。尼(ni)(ni)龍是三(san)大合成纖(xian)維之一。
1958年4月,第一(yi)(yi)批(pi)中國(guo)國(guo)產(chan)己(ji)內(nei)酰胺試驗樣(yang)品終(zhong)于(yu)在(zai)遼寧省錦(jin)西(現(xian)遼寧省葫蘆島)化工廠試制成功(gong)。產(chan)品送到(dao)北京纖(xian)維廠一(yi)(yi)次抽絲成功(gong),從此拉開(kai)了中國(guo)合成纖(xian)維工業的(de)(de)序(xu)幕。因為(wei)它(ta)誕生在(zai)錦(jin)西(現(xian)遼寧省葫蘆島)化工廠,所以這種合成纖(xian)維后來就被命名為(wei)“錦(jin)綸”,也就是(shi)尼龍。由(you)于(yu)錦(jin)綸在(zai)當時一(yi)(yi)窮二白的(de)(de)新中國(guo)建國(guo)初期具有(you)重要的(de)(de)國(guo)防(fang)軍事用(yong)途(tu),因此錦(jin)綸誕生的(de)(de)意義不言而喻。
尼龍纖維是多種人造纖維的原材料(liao)。硬的尼龍被(bei)用在建筑業中。用尼龍制(zhi)成的熱氣球,可以做得很大。
清洗性及防污性
影(ying)響(xiang)這兩種性能的(de)是纖維的(de)截面形(xing)狀及(ji)(ji)后(hou)道的(de)防(fang)污處理。而纖維本身的(de)強度及(ji)(ji)硬度對(dui)清洗及(ji)(ji)防(fang)污性影(ying)響(xiang)很小。
熔點及彈性
尼(ni)龍(long)6的(de)熔(rong)點(dian)為220℃而尼(ni)龍(long)66的(de)熔(rong)點(dian)為260℃。但對地(di)毯(tan)的(de)使用溫(wen)度條件而言(yan),這并(bing)不是一個差別。而較低的(de)熔(rong)點(dian)使得(de)尼(ni)龍(long)6與尼(ni)龍(long)66相比具有更(geng)好的(de)回彈性,抗疲勞性及熱穩定(ding)性。
色牢度
色牢度并不(bu)(bu)是(shi)尼(ni)龍(long)(long)的一(yi)個特性(xing),是(shi)尼(ni)龍(long)(long)中的染料而不(bu)(bu)是(shi)尼(ni)龍(long)(long)本身在(zai)光照下褪色。
耐磨性及抗塵性
美國Clemson大學曾(ceng)在Tampa國際機場分別用Zeftron500尼(ni)龍6地毯(tan)和Antron XL尼(ni)龍66地毯(tan)進行了一個長達兩年半的實(shi)驗。地毯(tan)處于(yu)人流(liu)量(liang)極高(gao)的狀態下,結果(guo)表(biao)明:巴斯(si)夫Zeftron500尼(ni)龍在顏(yan)色(se)保(bao)持性(xing)及(ji)絨頭(tou)耐磨性(xing)方面要(yao)稍好于(yu)AntronXL。兩種(zhong)紗線的抗塵性(xing)能沒有(you)差別。
隨著汽車的(de)(de)(de)小(xiao)型化、電子電氣(qi)設備的(de)(de)(de)高(gao)(gao)性能(neng)(neng)化、機械(xie)設備輕量化的(de)(de)(de)進(jin)程(cheng)加快,對尼龍的(de)(de)(de)需求(qiu)將更高(gao)(gao)更大(da)。特別是(shi)尼龍作為(wei)結構性材料,對其強(qiang)度、耐熱性、耐寒性等(deng)方(fang)面提(ti)出了很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。尼龍的(de)(de)(de)固有(you)缺(que)點也(ye)是(shi)限制其應用的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因素,特別是(shi)對于(yu)PA6、PA66兩大(da)品種(zhong)來說,與PA46、PAl2等(deng)品種(zhong)比具有(you)很(hen)強(qiang)的(de)(de)(de)價格優勢,雖某些(xie)性能(neng)(neng)不能(neng)(neng)滿足相關(guan)行業(ye)發展的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。
因此,必(bi)須(xu)針(zhen)對某一應(ying)用領(ling)域(yu)(yu),通(tong)過(guo)改(gai)性(xing),提高其某些性(xing)能,來擴大其應(ying)用領(ling)域(yu)(yu)。由于(yu)PA強極(ji)性(xing)的特點,吸(xi)濕性(xing)強,尺(chi)寸穩定性(xing)差,但可以通(tong)過(guo)改(gai)性(xing)來改(gai)善。
在(zai)(zai)(zai)PA中(zhong)加(jia)入(ru)(ru)30%的(de)(de)(de)玻璃(li)纖(xian)(xian)(xian)維,PA的(de)(de)(de)力學(xue)性能(neng)(neng)、尺寸穩(wen)定性、耐熱性、耐老化(hua)性能(neng)(neng)有明顯提(ti)高,耐疲(pi)勞強(qiang)度(du)是未增強(qiang)的(de)(de)(de)2.5倍。玻璃(li)纖(xian)(xian)(xian)維增強(qiang)PA的(de)(de)(de)成型(xing)工(gong)藝與未增強(qiang)時大致相同,但(dan)因流動較增強(qiang)前(qian)差,所以注射壓(ya)力和注射速度(du)要適當(dang)提(ti)高,機筒溫度(du)提(ti)高10-40℃。由于玻纖(xian)(xian)(xian)在(zai)(zai)(zai)注塑(su)過程(cheng)中(zhong)會沿流動方(fang)(fang)向取向,引起力學(xue)性能(neng)(neng)和收縮率(lv)在(zai)(zai)(zai)取向方(fang)(fang)向上增強(qiang),導致制品(pin)變(bian)形翹曲(qu),因此,模具設計時,澆口的(de)(de)(de)位(wei)置、形狀要合理,工(gong)藝上可以提(ti)高模具的(de)(de)(de)溫度(du),制品(pin)取出后放入(ru)(ru)熱水中(zhong)讓其(qi)緩(huan)慢冷卻。另(ling)外(wai),加(jia)入(ru)(ru)玻纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)比(bi)例越大,其(qi)對注塑(su)機的(de)(de)(de)塑(su)化(hua)元件的(de)(de)(de)磨損越大,最好是采用雙金屬(shu)螺桿、機筒。
由于在PA中加入了阻燃劑(ji),大部(bu)分阻燃劑(ji)在高溫下(xia)易分解,釋放出酸性(xing)物質,對(dui)金屬具有腐蝕作用,因此,塑化(hua)元件(jian)(螺(luo)桿、過(guo)膠頭、過(guo)膠圈、過(guo)膠墊圈、法蘭等)需(xu)鍍(du)硬(ying)鉻處理。工(gong)藝方面,盡量(liang)控制(zhi)機筒溫度不能過(guo)高,注射速度不能太快(kuai),以避免因膠料(liao)溫度過(guo)高而(er)分解引起(qi)制(zhi)品變色(se)和力學性(xing)能下(xia)降。
具有良好(hao)的拉伸強度(du)、耐沖擊(ji)強度(du)、剛(gang)性、耐磨性、耐化(hua)學性、表面硬度(du)等性能,透(tou)光(guang)率高,與光(guang)學玻(bo)璃相近,加工(gong)溫(wen)度(du)為300--315℃,成型加工(gong)時(shi),需嚴格(ge)控制機筒溫(wen)度(du),熔體溫(wen)度(du)太(tai)高會因(yin)(yin)降解(jie)而導致(zhi)制品(pin)變色(se),溫(wen)度(du)太(tai)低會因(yin)(yin)塑化(hua)不良而影(ying)響制品(pin)的透(tou)明(ming)度(du)。模具溫(wen)度(du)盡量(liang)取(qu)低些,模具溫(wen)度(du)高會因(yin)(yin)結晶而使(shi)制品(pin)的透(tou)明(ming)度(du)降低。
在PA中(zhong)加(jia)(jia)入了炭(tan)黑等吸(xi)收紫外線的(de)助劑,這些對PA的(de)自潤滑性(xing)和(he)(he)對金屬的(de)磨損大(da)大(da)增強,成型加(jia)(jia)工時會影響下料(liao)(liao)和(he)(he)磨損機件。因此,需(xu)要采用(yong)進料(liao)(liao)能力強及耐磨性(xing)高的(de)螺桿(gan)、機筒、過(guo)膠頭、過(guo)膠圈(quan)、過(guo)膠墊圈(quan)組合。聚(ju)酰胺分子鏈上(shang)的(de)重(zhong)復結(jie)構(gou)單元是酰胺基(ji)的(de)一類聚(ju)合物(wu)。
概括起來,主要(yao)在以(yi)下(xia)幾方面進(jin)行改性:
①改善尼龍的(de)吸水性,提高制(zhi)品的(de)尺寸穩(wen)定性。
②提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)阻燃性,以(yi)適應(ying)電子、電氣、通訊等行業的(de)要(yao)求。③提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)機械強度(du),以(yi)達到金(jin)屬材料的(de)強度(du),取代金(jin)屬
④提高尼龍的(de)抗(kang)低溫性能,增強其對耐環境應變的(de)能力(li)。
⑤提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)耐磨性,以適應耐磨要求高(gao)的(de)場合。⑥提(ti)高(gao)尼龍(long)的(de)抗靜電性,以適應礦山及其(qi)機械應用的(de)要求。
⑦提高尼龍的(de)耐熱性(xing),以適應如(ru)汽車發(fa)動機等(deng)耐高溫(wen)條件的(de)領域。
⑧降(jiang)低(di)尼龍的成本,提高產品競爭力。
總之,通過上述(shu)改進(jin),實現尼龍復合材料(liao)的(de)高(gao)性能(neng)化與功能(neng)化,進(jin)而促進(jin)相關行業產(chan)品(pin)向高(gao)性能(neng)、高(gao)質量方向發展。
據日本東麗(li)化(hua)學公司(si)(si)消息(xi),該(gai)公司(si)(si)已經成(cheng)功開發(fa)出直(zhi)徑比(bi)以(yi)往(wang)極細纖維(wei)(wei)還小兩位(wei)數的(de)納米級單絲(si)結構的(de)“納米纖維(wei)(wei)”新(xin)技術(shu),通過控(kong)制納米構造技術(shu)達(da)到纖維(wei)(wei)細度的(de)極限。東麗(li)化(hua)學公司(si)(si)稱(cheng),該(gai)公司(si)(si)利(li)用這(zhe)項新(xin)技術(shu)已經開發(fa)直(zhi)徑為(wei)10μm的(de)單絲(si)140萬根(gen)以(yi)上所構成(cheng)的(de)納米尼龍(long)纖維(wei)(wei)。這(zhe)種纖維(wei)(wei)與以(yi)往(wang)產(chan)品進行比(bi)較,表面積(ji)是(shi)過去產(chan)品的(de)1000倍左右,具有很高的(de)表面活性。
Triangle–Raleigh尼龍纖(xian)維有許多用(yong)途,從服裝、地(di)毯到(dao)繩索到(dao)微機(ji)的數據線都(dou)可(ke)以利用(yong)該種(zhong)纖(xian)維。北卡羅萊納州(zhou)大(da)學(xue)紡織學(xue)院的研究(jiu)員正努(nu)力改(gai)進這種(zhong)纖(xian)維,據報道說已經(jing)研制出最強脂肪族(zu)尼龍纖(xian)維。
科學(xue)家聚合體(ti)教授--托奈里博(bo)士與紡織工程、化學(xue)和自然科學(xue)助理(li)教授理(li)查(cha)德.克塔(ta)克博(bo)士正在研究一種(zhong)方法,在不需要昂貴(gui)的(de)費用、復雜(za)的(de)過程的(de)情況下,產生更高強度(du)的(de)尼(ni)龍纖維。他們利(li)用脂肪族(zu)尼(ni)龍或者(zhe)尼(ni)龍進行研究,這(zhe)種(zhong)尼(ni)龍的(de)碳援助利(li)用直鏈或者(zhe)開(kai)放型(xing)支鏈連接在以前(qian),強調不環鏈大。
更強(qiang)壯的(de)脂肪族(zu)尼龍能(neng)(neng)夠應用于繩索、裝(zhuang)卸(xie)皮帶、降落傘和汽(qi)車輪(lun)胎(tai),或者產生能(neng)(neng)夠適合(he)高(gao)溫利用的(de)合(he)成(cheng)材料(liao)。這個發(fa)現在費城召開的(de)美國(guo)化學科學年會(hui)上介(jie)紹,刊登在聚合(he)體定期(qi)刊物上。
這(zhe)(zhe)種纖維(wei)利用聚(ju)合體或者包括(kuo)許(xu)多單(dan)位的長鏈分子制作(zuo)而成(cheng)。當這(zhe)(zhe)些聚(ju)合體鏈被(bei)整齊的安排,這(zhe)(zhe)種聚(ju)合體將成(cheng)水晶狀態。
這(zhe)(zhe)些盤繞的(de)(de)聚合(he)(he)體(ti)需(xu)要(yao)拉伸(shen)(shen),如果他們要(yao)制作成更強(qiang)的(de)(de)纖維,需(xu)要(yao)消除他們的(de)(de)彈性(xing)。在(zai)尼(ni)龍鏈(lian)中加入氫可以(yi)防止拉伸(shen)(shen),因(yin)(yin)此克服這(zhe)(zhe)種結合(he)(he)對產生更強(qiang)的(de)(de)尼(ni)龍纖維來說(shuo)是一個關鍵因(yin)(yin)素。
超強纖(xian)維(wei),以(yi)凱(kai)夫拉爾(er)纖(xian)維(wei)為例,是從(cong)芳香尼龍聚合體中制作而(er)成(cheng),十分僵硬,長鏈(lian)包含環鏈(lian),芳香尼龍制作很困難,因此十分昂貴。
因(yin)此托奈里教授和(he)克塔克博士利用聚酰胺66(尼龍66)來進行(xing)研究,這種材(cai)料是(shi)(shi)一(yi)種商業(ye)熱塑性(xing)材(cai)料,很容易制作,但是(shi)(shi)拉(la)伸和(he)排列困(kun)難(nan)。同時,取消(xiao)尼龍66的(de)彈性(xing)也很困(kun)難(nan)。
這個(ge)發現(xian)可以解決尼龍66在三氯化鎵中能夠溶解的問(wen)題,能夠有(you)效(xiao)的打破氫粘合的問(wen)題。允(yun)許聚合體鏈(lian)延(yan)伸。
PA的機械性能中如抗(kang)拉抗(kang)壓(ya)強度隨溫度和吸濕量而(er)改變,所(suo)以水相(xiang)對是PA的增塑劑,加入(ru)玻纖后(hou),其抗(kang)拉抗(kang)壓(ya)強度可提高2倍左(zuo)右(you),耐溫能力也相(xiang)應(ying)提高,PA本身的耐磨能力非常高,所(suo)以可在無(wu)潤滑(hua)下不停操(cao)作(zuo),如想得到特(te)別(bie)的潤滑(hua)效果,可在PA中加入(ru)硫化物。
合(he)適的塑料產(chan)品:各種齒輪(lun)(lun),渦輪(lun)(lun),齒條,凸(tu)輪(lun)(lun),軸(zhou)承,螺旋槳,傳動(dong)皮帶。
其(qi)他:收縮率1-2%需注(zhu)意成型后吸濕(shi)的尺寸變化。
吸水率:100%相(xiang)對(dui)吸濕飽(bao)和時能(neng)吸8%。
合(he)適壁厚:2-3.5mm
疲勞強度和鋼性(xing)較(jiao)高,耐熱性(xing)較(jiao)好(hao),摩擦系數低(di),耐磨(mo)性(xing)好(hao),但吸濕性(xing)大,尺寸穩定(ding)性(xing)不夠。
應用:中等(deng)載(zai)荷,使用溫(wen)度<100-120度無(wu)潤滑或(huo)少(shao)潤滑條件下工作(zuo)的耐(nai)磨受力傳動零件。
疲勞強(qiang)度(du)鋼性,耐熱性低于尼(ni)龍66,但彈性好,有較好的(de)消(xiao)振,降噪能力。白色
應用:輕載(zai)荷,中等溫度(80-100)無潤滑或少潤滑、要(yao)求(qiu)噪音低的條件(jian)下工作的耐磨受力傳(chuan)動零件(jian)。
強度.剛性(xing)耐(nai)熱性(xing)低于尼(ni)龍(long)66,但吸濕性(xing)小,耐(nai)磨(mo)性(xing)好。土(tu)黃色
應(ying)用:同(tong)尼龍6,宜作(zuo)要求比較精密(mi)的齒(chi)輪,工作(zuo)條件(jian)(jian)濕度變化大的零(ling)件(jian)(jian)。
強(qiang)度,剛性耐熱性低于(yu)尼(ni)(ni)龍(long)66,吸(xi)濕性低于(yu)尼(ni)(ni)龍(long)610,成型工藝好,耐磨性好。
應用:輕載荷,溫度不高,濕度變化較大,的條(tiao)件(jian)下(xia)無(wu)潤(run)滑(hua)或少潤(run)滑(hua)的情況下(xia)工作的零件(jian)
強度,耐疲勞性(xing)(xing),耐熱性(xing)(xing),剛性(xing)(xing)均優于PA6及PA66,吸濕性(xing)(xing)低(di)于PA6及PA66,耐磨性(xing)(xing)好,能直(zhi)接在模型中聚合成型,宜澆鑄(zhu)大(da)型零件。應用:高載荷,高使用溫度(低(di)于120)無潤(run)滑或少潤(run)滑的情(qing)況下。乳白色
鑄(zhu)造(zao)尼(ni)龍(long)(long)(MC尼(ni)龍(long)(long))也稱(cheng)單(dan)體澆注尼(ni)龍(long)(long),是用(yong)已內(nei)酰胺單(dan)體在強堿(如(ru)NaOH)和(he)一些助(zhu)催化劑的(de)作用(yong)下,用(yong)模具直接(jie)聚(ju)合(he)成(cheng)型(xing)(xing)得到制品的(de)毛坯件(jian),由于把聚(ju)合(he)和(he)成(cheng)型(xing)(xing)過程結合(he)一起,因而成(cheng)型(xing)(xing)方便(bian)、設備投資少,易于制造(zao)大型(xing)(xing)機器零件(jian)。它(ta)的(de)力學性(xing)能和(he)物(wu)理(li)性(xing)能都(dou)比尼(ni)龍(long)(long)6高。可制造(zao)幾十千克(ke)的(de)齒輪、渦輪、軸(zhou)承等。
尼龍1010是我國(guo)獨(du)創的一種工程塑料,用(yong)蓖(bi)麻(ma)油(you)做(zuo)原料,提(ti)取(qu)癸(gui)二胺及癸(gui)二酸再縮合而成(cheng)的。成(cheng)本低、經濟效果好(hao)、自潤(run)滑性(xing)和耐磨性(xing)極(ji)好(hao)、耐油(you)性(xing)好(hao),脆性(xing)轉化溫度低(約在-60℃),機(ji)械強度較(jiao)高,廣泛用(yong)于機(ji)械零件和化工、電氣零件。
改性尼(ni)(ni)龍是工程塑料中的一類,是以尼(ni)(ni)龍原料為基料在加以改變(bian)其物理(li)性質而形成(cheng)的顆粒狀產(chan)品(pin)。此類產(chan)品(pin)產(chan)出是依據一些(xie)生(sheng)產(chan)廠(chang)家所需求的不同(tong)而進行改性制作的。
改性尼(ni)(ni)龍(long)(long)大(da)致包括:增強尼(ni)(ni)龍(long)(long),增韌(ren)尼(ni)(ni)龍(long)(long),耐磨尼(ni)(ni)龍(long)(long),無鹵阻燃尼(ni)(ni)龍(long)(long),導電尼(ni)(ni)龍(long)(long),阻燃尼(ni)(ni)龍(long)(long)等等。
1、熱(re)性質:玻璃轉(zhuan)移(yi)溫(wen)(wen)度(Tg)及熔(rong)點(Tm)、熱(re)變形溫(wen)(wen)度(HDT)高(gao);長(chang)期使(shi)用溫(wen)(wen)度高(gao)(UL-746B);使(shi)用溫(wen)(wen)度范圍大;熱(re)膨(peng)脹系數小。
2、機(ji)械性質(zhi):高強度、高機(ji)械模數、低潛變性、強耐磨損及耐疲勞性。
3、其他:耐(nai)化學(xue)藥(yao)品性(xing)(xing)、抗電(dian)性(xing)(xing)、耐(nai)燃性(xing)(xing)、耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)、尺寸安定(ding)性(xing)(xing)佳。
芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)又稱聚(ju)芳(fang)酰胺(an),是(shi)20世紀(ji)60年代開發成(cheng)功的(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)高溫(wen)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)輻射(she)(she)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕的(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)新品(pin)種。凡是(shi)在尼(ni)(ni)龍(long)(long)分(fen)子中含有芳(fang)香(xiang)(xiang)環結構(gou)的(de)都屬于芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)。如果僅(jin)僅(jin)將合成(cheng)尼(ni)(ni)龍(long)(long)的(de)二(er)(er)(er)元胺(an)或(huo)二(er)(er)(er)元酸分(fen)別以芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)胺(an)或(huo)芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)酸代替,則得到(dao)的(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)為(wei)半芳(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long),以芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)酸和(he)芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)胺(an)合成(cheng)得到(dao)的(de)尼(ni)(ni)龍(long)(long)為(wei)全芳(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)。芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)脆化溫(wen)度可(ke)(ke)達–70℃,維(wei)卡軟化溫(wen)度可(ke)(ke)達270℃,耐(nai)(nai)(nai)(nai)高溫(wen)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)輻射(she)(she)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕、耐(nai)(nai)(nai)(nai)磨,有自熄性,在潮濕的(de)狀(zhuang)態(tai)下能(neng)保持(chi)較高的(de)電性能(neng)。芳(fang)香(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)龍(long)(long)可(ke)(ke)以擠出、模壓(ya)、層(ceng)(ceng)壓(ya)、浸漬(zi),可(ke)(ke)以用(yong)于制造纖維(wei)、薄膜、浸漬(zi)膜、裝飾層(ceng)(ceng)壓(ya)板、玻璃(li)纖維(wei)增強層(ceng)(ceng)壓(ya)板、耐(nai)(nai)(nai)(nai)高溫(wen)輻射(she)(she)線(xian)管(guan)、防火墻等(deng)。已(yi)經(jing)商業化應用(yong)的(de)半芳(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)主要有MXD6、PA6T和(he)PA9T,全芳(fang)香(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)龍(long)(long)主要有聚(ju)對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)甲酰對(dui)苯(ben)二(er)(er)(er)胺(an)(PPTA)、聚(ju)間苯(ben)二(er)(er)(er)甲酰間苯(ben)二(er)(er)(er)胺(an)(MPIA)和(he)聚(ju)對(dui)苯(ben)甲酰胺(an)(PBA)等(deng)。
全(quan)芳(fang)香尼龍(long)是(shi)(shi)二(er)十(shi)世(shi)紀六七(qi)十(shi)年代開(kai)發(fa)成功(gong)并實現(xian)了工業化(hua)。全(quan)芳(fang)香族尼龍(long)由(you)于具有高(gao)熔(rong)(rong)點、高(gao)模(mo)量、高(gao)強(qiang)度而被(bei)廣泛用于合成纖維(wei)的(de)(de)生產。PPTA是(shi)(shi)以對(dui)苯二(er)胺和對(dui)苯二(er)甲(jia)酰氯(lv)為(wei)原(yuan)料,采用低溫溶(rong)液聚(ju)合法(fa)制得(de)的(de)(de)。PPTA具有高(gao)強(qiang)度、高(gao)模(mo)量、耐(nai)高(gao)溫、低密度等優良(liang)性(xing)能(neng)。主要用于合成纖維(wei)紡絲的(de)(de)原(yuan)材料;PPTA纖維(wei)也(ye)可作為(wei)橡膠增強(qiang)材料和塑料的(de)(de)增強(qiang)劑使用。但是(shi)(shi)PPTA有耐(nai)疲勞性(xing)和耐(nai)壓性(xing)能(neng)的(de)(de)不足(zu)之處,PPTA還不能(neng)實現(xian)熔(rong)(rong)融擠出成型。
MXD6是Lum等(deng)(deng)人(ren)于(yu)20世紀(ji)50年代(dai)以間苯二(er)甲(jia)胺和(he)己二(er)酸為(wei)原料(liao)(liao),通(tong)過(guo)縮聚(ju)反(fan)應(ying)合成(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)結(jie)晶性(xing)尼(ni)龍樹脂。日本三菱瓦(wa)斯化(hua)學公(gong)司(si)采用(yong)(yong)(yong)直接縮聚(ju)法(fa)、東洋紡織公(gong)司(si)采用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍鹽(yan)法(fa)分別合成(cheng)了MXD6。這兩(liang)種(zhong)不同的(de)(de)(de)聚(ju)合方法(fa)得到的(de)(de)(de)MXD6的(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)途也不盡相同:用(yong)(yong)(yong)直接縮聚(ju)法(fa)合成(cheng)的(de)(de)(de)MXD6可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)制造(zao)阻隔(ge)性(xing)材料(liao)(liao)或工(gong)程結(jie)構材料(liao)(liao);用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍鹽(yan)法(fa)合成(cheng)的(de)(de)(de)MXD6可(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)生產纖(xian)維級(ji)(ji)MXD6樹脂。作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)結(jie)晶性(xing)半芳香尼(ni)龍,MXD6具有吸(xi)水率低、熱變形溫度高(gao)(gao)、拉伸強(qiang)(qiang)度和(he)彎(wan)曲(qu)強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)、成(cheng)型收縮率小(xiao)、對O2、CO2等(deng)(deng)氣體的(de)(de)(de)阻隔(ge)性(xing)好等(deng)(deng)特點。MXD6由于(yu)具有較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)加工(gong)溫度,可(ke)(ke)以與(yu)聚(ju)丙(bing)烯(PP)共(gong)擠出、與(yu)高(gao)(gao)密度聚(ju)乙烯(HDPE)共(gong)擠吹塑。在工(gong)業(ye)上,MXD6主要用(yong)(yong)(yong)于(yu)包(bao)(bao)裝材料(liao)(liao)和(he)代(dai)替金(jin)屬作(zuo)工(gong)程結(jie)構材料(liao)(liao)。前者包(bao)(bao)括(kuo)食品(pin)與(yu)飲料(liao)(liao)的(de)(de)(de)包(bao)(bao)裝、儀器設(she)備包(bao)(bao)裝(防潮(chao)、消振(zhen)的(de)(de)(de)軟墊和(he)發泡材料(liao)(liao));后者包(bao)(bao)括(kuo)高(gao)(gao)耐熱品(pin)級(ji)(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)(de)(de)合金(jin)、抗振(zhen)級(ji)(ji)Reny等(deng)(deng)。除(chu)此(ci)之(zhi)外,MXD6還應(ying)用(yong)(yong)(yong)于(yu)磁性(xing)塑料(liao)(liao)、透明膠粘(zhan)劑等(deng)(deng)。
PA6T是(shi)由芳(fang)香族二酸與脂(zhi)肪族二胺合成的(de)(de)一種半芳(fang)香尼龍(long)。PA6T具有(you)優良的(de)(de)耐熱(re)(re)性(xing)和(he)尺寸(cun)穩定(ding)(ding)性(xing)。由于PA6T的(de)(de)熔(rong)點很高(gao)(gao),可采用固相聚(ju)合或界面聚(ju)合的(de)(de)方法(fa)制(zhi)備(bei)。可以用于纖維制(zhi)造、機(ji)械零件(jian)(jian)和(he)薄膜制(zhi)品等。日本三井化學開發的(de)(de)改(gai)性(xing)PA6T,具有(you)高(gao)(gao)剛性(xing)、高(gao)(gao)強(qiang)度(du)、低吸水性(xing)等特性(xing),主要用于汽車內燃機(ji)部件(jian)(jian)、耐熱(re)(re)電器部件(jian)(jian)、傳(chuan)動部件(jian)(jian)和(he)電子裝配(pei)件(jian)(jian)等。正是(shi)由于PA6T過高(gao)(gao)的(de)(de)熔(rong)點,使(shi)得其不能像一般的(de)(de)脂(zhi)肪族尼龍(long)一樣,進行(xing)注射成型,這就(jiu)使(shi)PA6T的(de)(de)應用受到了一定(ding)(ding)的(de)(de)限(xian)制(zhi)。
PA9T是由壬(ren)二(er)胺(an)和對苯(ben)二(er)甲酸熔(rong)(rong)融縮聚(ju)而得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。PA9T具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐熱(re)(re)(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和可熔(rong)(rong)融加(jia)工性(xing)(xing)能(neng)(neng),吸(xi)水(shui)率僅為0.17%,是PA46((1.8%)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/10,尺寸穩(wen)定性(xing)(xing)好等(deng)特點(dian),迅速在(zai)電子電氣、信(xin)息設(she)備、汽車零(ling)部件(jian)等(deng)方(fang)面(mian)得到了(le)(le)(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用。當重復單元鏈節中(zhong)二(er)元胺(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳原子數為6時,得到PA6T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)為370℃,超過(guo)了(le)(le)(le)其熱(re)(re)(re)分(fen)解溫度約350℃,因此(ci)如果不(bu)添加(jia)第(di)三甚至第(di)四組(zu)分(fen)來降(jiang)低(di)熔(rong)(rong)點(dian),是不(bu)能(neng)(neng)獲(huo)得實(shi)際應用(尼龍(long)熔(rong)(rong)融加(jia)工溫度一(yi)(yi)般(ban)在(zai)320℃以下)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尼龍(long),但是如果添加(jia)了(le)(le)(le)其他組(zu)分(fen)來降(jiang)低(di)熔(rong)(rong)點(dian),必然會帶來PA6T性(xing)(xing)能(neng)(neng)如結晶度、尺寸穩(wen)定性(xing)(xing)和耐藥(yao)品性(xing)(xing)等(deng)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)。因此(ci)提高(gao)二(er)元胺(an)碳原子數目成(cheng)為另外一(yi)(yi)個研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)點(dian),PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構成(cheng)為了(le)(le)(le)一(yi)(yi)種理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構,兼有耐熱(re)(re)(re)性(xing)(xing)和可熔(rong)(rong)融加(jia)工性(xing)(xing)。但是,合(he)(he)成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原料壬(ren)二(er)胺(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)路線較為復雜:丁二(er)烯(xi)經過(guo)水(shui)合(he)(he)、轉位、羥(qian)基(ji)化和氨化還原等(deng)步驟(zou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學反應,才能(neng)(neng)最(zui)終得到壬(ren)二(er)胺(an)。這就造(zao)成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生產成(cheng)本居高(gao)不(bu)下,進而限制了(le)(le)(le)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大規模生產與應用。
聚(ju)苯(ben)(ben)二酰胺(PPA)是以間(jian)苯(ben)(ben)二甲酸(suan)、對苯(ben)(ben)二甲酸(suan)、己二酸(suan)和(he)己二胺之間(jian)縮(suo)聚(ju)形(xing)成(cheng)的(de)(de)聚(ju)合物(wu)的(de)(de)共混(hun)物(wu),是一(yi)種半結晶性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)半芳香尼龍(long)。PPA樹脂(zhi)一(yi)般采用間(jian)歇式生產。PPA具有良(liang)(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)、優良(liang)(liang)(liang)的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能和(he)尺寸(cun)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)、較低的(de)(de)吸水率(lv)和(he)優良(liang)(liang)(liang)的(de)(de)成(cheng)型加工(gong)性(xing)(xing)(xing),還具有良(liang)(liang)(liang)好(hao)的(de)(de)電(dian)性(xing)(xing)(xing)能、耐(nai)化學藥品(pin)性(xing)(xing)(xing)。PPA可以采用注射成(cheng)型和(he)擠(ji)出成(cheng)型進(jin)行加工(gong)。PPA被(bei)廣泛用于汽車、電(dian)子電(dian)器和(he)一(yi)般產業(ye)機器領域(yu)。
聚(ju)間苯二(er)(er)甲酰間苯二(er)(er)胺(an)(MPIA)是(shi)20世紀60年代開發成功(gong)的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)新型聚(ju)芳酰胺(an)品(pin)種(zhong),是(shi)以間苯二(er)(er)胺(an)和(he)間苯二(er)(er)甲酰氯為原(yuan)料,可采用低溫溶液(ye)縮聚(ju)法(fa)和(he)界面聚(ju)合法(fa)合成。MPIA的(de)(de)(de)(de)突出特點是(shi)耐(nai)熱(re)壽命(ming)長(chang),此外(wai),它(ta)還(huan)具有模量高、耐(nai)磨、阻燃(ran)、高溫尺寸穩定等(deng)優點。但(dan)MPIA的(de)(de)(de)(de)耐(nai)光性(xing)(xing)稍差,需加(jia)抗紫(zi)外(wai)劑。MPIA主要用于工(gong)業和(he)易燃(ran)易爆高溫環(huan)境下的(de)(de)(de)(de)工(gong)作服、耐(nai)高溫工(gong)業濾材(cai)、降落(luo)傘、高溫傳送帶(dai)、電(dian)氣絕(jue)緣材(cai)料等(deng)。MPIA還(huan)可加(jia)工(gong)成棒、板和(he)纖維(wei),靠其(qi)優良的(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)、滑動性(xing)(xing)和(he)耐(nai)放射性(xing)(xing)等(deng)特性(xing)(xing),被(bei)用于航空航天、原(yuan)子能(neng)工(gong)業、電(dian)氣和(he)汽車等(deng)行業。
聚對(dui)苯(ben)甲(jia)(jia)酰胺(an)(an)(poly(p-benzamide,簡稱PBA),是(shi)20世紀70年代開發成功(gong)的。其合成路線為(wei):對(dui)硝基(ji)(ji)甲(jia)(jia)苯(ben)經過(guo)液(ye)相空氣氧(yang)化(hua)得(de)到(dao)對(dui)硝基(ji)(ji)甲(jia)(jia)酸(suan)(suan),對(dui)硝基(ji)(ji)甲(jia)(jia)酸(suan)(suan)經過(guo)氨(an)化(hua)還原反應(ying)得(de)到(dao)對(dui)氨(an)基(ji)(ji)甲(jia)(jia)酸(suan)(suan),把(ba)對(dui)氨(an)基(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)(jia)酸(suan)(suan)轉化(hua)為(wei)對(dui)氨(an)基(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)(jia)酰氯的鹽酸(suan)(suan)鹽或對(dui)亞硫(liu)酰胺(an)(an)苯(ben)甲(jia)(jia)酰氯,最后在經縮聚制(zhi)得(de)PBA。PBA具有(you)高(gao)模量、高(gao)強度等特性,在工業(ye)上可(ke)用于火箭發動機殼(ke)體、高(gao)壓容器(qi)、體育用品和涂(tu)覆織物等。
玻璃纖(xian)維增強(qiang)PA在20世紀50年代就有(you)研究,但形成產業化是20世紀70年代,自1976年開發(fa)(fa)出(chu)超(chao)韌PA66后,各國大(da)公司紛(fen)紛(fen)開發(fa)(fa)新的改(gai)性PA產品,美(mei)國、西(xi)歐、日(ri)本(ben)、荷蘭、意大(da)利等大(da)力開發(fa)(fa)增強(qiang)PA、阻燃PA、填充(chong)PA,大(da)量的改(gai)性PA投放市場(chang)。
20世(shi)紀80年代,相容(rong)劑技術開(kai)發(fa)成功(gong),推動了PA合金的(de)發(fa)展(zhan),世(shi)界各國(guo)相繼開(kai)發(fa)出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等(deng)上(shang)千種合金,廣泛用(yong)于汽車、機車、電子、電氣械、紡織、體育用(yong)品(pin)、辦公用(yong)品(pin)、家電部件(jian)等(deng)行業(ye)。
20世紀(ji)90年代(dai),改性(xing)尼龍新品種不斷增加,這個時期改性(xing)尼龍走(zou)向商品化,形成了新的(de)產業,并得到了迅速發展,20世紀(ji)90年代(dai)末,世界(jie)尼龍合金產量(liang)達110萬噸(dun)/年。
在產品開發(fa)方面(mian),主要(yao)以高性能(neng)尼龍(long)(long)(long)(long)PPO/PA6,PPS/PA66、增韌(ren)尼龍(long)(long)(long)(long)、納(na)米(mi)尼龍(long)(long)(long)(long)、無鹵阻(zu)燃尼龍(long)(long)(long)(long)為主導(dao)方向;在應用(yong)方面(mian),汽車部(bu)件、電器部(bu)件開發(fa)取(qu)得(de)了重大(da)進(jin)(jin)展(zhan),如汽車進(jin)(jin)氣歧管用(yong)高流動改性尼龍(long)(long)(long)(long)已經商品化(hua),這種結構復雜的(de)(de)部(bu)件的(de)(de)塑(su)料(liao)化(hua),除(chu)在應用(yong)方面(mian)具有重大(da)意義(yi)外,更重要(yao)的(de)(de)是延長了部(bu)件的(de)(de)壽命,促進(jin)(jin)了工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)加工(gong)技(ji)術的(de)(de)發(fa)展(zhan)。
尼(ni)龍作為(wei)工程(cheng)塑料中(zhong)最大最重要(yao)(yao)的品種,具有很強的生命力,主(zhu)要(yao)(yao)在(zai)于它改性(xing)后實現高性(xing)能(neng)化,其次是汽車、電(dian)器、通(tong)訊、電(dian)子、機械等(deng)產業自(zi)身(shen)對產品高性(xing)能(neng)的要(yao)(yao)求(qiu)越來越強烈,相(xiang)關產業的飛速發展,促(cu)進了(le)工程(cheng)塑料高性(xing)能(neng)化的進程(cheng),改性(xing)尼(ni)龍未來發展趨勢如(ru)下。
①高強度高剛性尼龍(long)的市場需求量越來越大,新的增(zeng)強材料如無(wu)機(ji)晶須增(zeng)強、碳纖維增(zeng)強PA將(jiang)成為重要(yao)的品種,主(zhu)要(yao)是用(yong)于汽車發動機(ji)部件,機(ji)械部件以及航空設備部件。
②尼(ni)(ni)龍(long)合金(jin)化(hua)將成為改性(xing)(xing)工程(cheng)塑料發展的(de)主(zhu)流。尼(ni)(ni)龍(long)合金(jin)化(hua)是(shi)實(shi)現尼(ni)(ni)龍(long)高性(xing)(xing)能的(de)重要(yao)途(tu)徑(jing),也是(shi)制(zhi)造尼(ni)(ni)龍(long)專用(yong)料、提高尼(ni)(ni)龍(long)性(xing)(xing)能的(de)主(zhu)要(yao)手段。通過摻混其(qi)他高聚物,來改善尼(ni)(ni)龍(long)的(de)吸水性(xing)(xing),提高制(zhi)品的(de)尺寸穩(wen)定性(xing)(xing),以及低(di)溫(wen)脆性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)和耐磨性(xing)(xing)。從而,適用(yong)車種不同(tong)要(yao)求的(de)用(yong)途(tu)。
③納(na)米(mi)(mi)尼(ni)(ni)龍的(de)(de)制(zhi)造技術與應用將(jiang)得到(dao)迅速發展。納(na)米(mi)(mi)尼(ni)(ni)龍的(de)(de)優點(dian)在于其熱性(xing)能、力學性(xing)能、阻燃性(xing)、阻隔(ge)性(xing)比純(chun)尼(ni)(ni)龍高,而制(zhi)造成(cheng)本與普通尼(ni)(ni)龍相當。因而,具有很大的(de)(de)競爭力。
④用于電子、電氣、電器的阻(zu)燃(ran)尼龍與日(ri)俱增,綠色化阻(zu)燃(ran)尼龍越(yue)來越(yue)受(shou)到(dao)市場(chang)的重視。
⑤抗靜電、導(dao)電尼(ni)龍以及(ji)磁性尼(ni)龍將(jiang)成為電子設備、礦山機械、紡(fang)織機械的首選材料。
⑥加工助(zhu)劑(ji)的研究與應用(yong),將推(tui)動改性(xing)尼龍的功能化、高性(xing)能化的進程(cheng)。
⑦綜合技術的(de)應(ying)用(yong),產品(pin)的(de)精細化是(shi)推(tui)動其產業發展的(de)動力。
聚(ju)酰(xian)胺纖(xian)(xian)維(wei)(wei)是大分子(zi)鏈上(shang)具有-CO-NH-基團(tuan)一(yi)類(lei)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)總稱。常用(yong)(yong)的(de)(de)為(wei)脂肪族聚(ju)酯胺夕主(zhu)要品(pin)(pin)種(zhong)有聚(ju)酰(xian)胺6和(he)(he)聚(ju)酰(xian)胺66,我國商(shang)品(pin)(pin)名(ming)稱為(wei)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)6和(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)66。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)以長(chang)(chang)絲(si)(si)為(wei)主(zhu),少量(liang)(liang)的(de)(de)短(duan)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)主(zhu)要用(yong)(yong)于(yu)(yu)和(he)(he)棉、毛或其他化纖(xian)(xian)混(hun)紡(fang)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)長(chang)(chang)絲(si)(si)大量(liang)(liang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)變(bian)形加工制(zhi)造彈(dan)力絲(si)(si),作(zuo)為(wei)機織(zhi)或針織(zhi)原(yuan)料。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)一(yi)般采用(yong)(yong)熔體法紡(fang)絲(si)(si)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)6和(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)66纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)強度為(wei)4~5.3cN/dtex,高強滌綸(lun)可(ke)達(da)7.9cN/dtex以上(shang),伸長(chang)(chang)率18%~45%,在(zai)(zai)10%伸長(chang)(chang)時的(de)(de)彈(dan)性回復(fu)率在(zai)(zai)90%以上(shang)。據測定(ding),錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)耐磨為(wei)棉纖(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)20倍、羊(yang)毛的(de)(de)20倍、粘膠(jiao)的(de)(de)50倍。耐疲勞性能居各種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)之首。在(zai)(zai)民(min)用(yong)(yong)上(shang)大量(liang)(liang)用(yong)(yong)于(yu)(yu)加工襪(wa)子(zi)和(he)(he)其他混(hun)紡(fang)制(zhi)品(pin)(pin),提高織(zhi)物的(de)(de)耐磨牢度,但錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)模(mo)量(liang)(liang)低(di),抗摺(zhe)皺性能不(bu)及滌綸(lun),限制(zhi)了(le)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)在(zai)(zai)衣著領域的(de)(de)應用(yong)(yong)。錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)簾(lian)子(zi)線的(de)(de)壽命(ming)比粘膠(jiao)大3倍,沖擊吸收(shou)能大,因(yin)此(ci)輪胎(tai)能在(zai)(zai)壞的(de)(de)路面上(shang)行駛,但由于(yu)(yu)錦(jin)(jin)(jin)綸(lun)簾(lian)子(zi)線伸長(chang)(chang)大,汽車(che)停止時,輪胎(tai)變(bian)形產生平點,起動初期汽車(che)跳動厲害(hai)。因(yin)此(ci)只能用(yong)(yong)于(yu)(yu)貨車(che)的(de)(de)輪胎(tai),不(bu)宜作(zuo)客(ke)車(che)的(de)(de)輪胎(tai)簾(lian)子(zi)線之用(yong)(yong)。
錦(jin)綸纖(xian)維表面(mian)平(ping)整(zheng),不加油劑的纖(xian)維摩擦(ca)系數(shu)很高,錦(jin)綸油劑貯存日(ri)久易失(shi)效,紡織(zhi)加工時還需要(yao)重新添加油劑。
錦(jin)綸纖維的(de)吸(xi)濕比滌綸高,錦(jin)綸6與錦(jin)綸66在(zai)標準條件下的(de)回(hui)潮率為4.5%,在(zai)合纖中僅次于(yu)維綸。染色(se)性(xing)能好,可用酸性(xing)染料(liao),分散性(xing)染料(liao)及其(qi)他染料(liao)染色(se)。