尼龍是(shi)美(mei)國杰出的(de)科學家卡羅瑟斯(si)(Carothers)及其領(ling)導下的(de)一(yi)個科研小(xiao)組研制出來的(de),是(shi)世界上出現的(de)第一(yi)種(zhong)合(he)成纖(xian)維(wei),尼龍是(shi)聚酰胺纖(xian)維(wei)(錦綸)的(de)一(yi)種(zhong)說法。
尼龍(long)的出(chu)現使紡織品的面貌煥然一新,它的合成是(shi)合成纖維工業(ye)的重大突破(po),同時(shi)也是(shi)高分子化學(xue)的一個非(fei)常重要里程碑。
聚酰胺俗稱(cheng)(cheng)尼(ni)龍(Nylon),英文名(ming)稱(cheng)(cheng)Polyamide(簡稱(cheng)(cheng)PA),是(shi)分子主鏈上含(han)有重復酰胺基團(tuan)—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱(cheng)(cheng),包括脂肪(fang)(fang)族(zu)(zu)PA,脂肪(fang)(fang)—芳香族(zu)(zu)PA和芳香族(zu)(zu)PA。其中脂肪(fang)(fang)族(zu)(zu)PA品(pin)種多,產量大(da),應(ying)用廣泛,其命(ming)名(ming)由(you)合成單體(ti)具體(ti)的碳原子數而(er)定。由(you)美國著名(ming)化學家卡羅(luo)瑟斯和他(ta)的科研小組發(fa)明的。
常(chang)用(yong)的錦(jin)綸(lun)纖(xian)維可分為兩大類。
一類是由二胺和二酸縮(suo)聚而得的聚二酸二胺,其(qi)長鏈分子的化學(xue)結構式為(wei):
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這類(lei)錦綸(lun)的(de)(de)相對分子(zi)量一(yi)般為(wei)17000-23000。根據(ju)所(suo)用二(er)元胺(an)(an)和(he)二(er)元酸的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數(shu)不(bu)同,可以得(de)到不(bu)同的(de)(de)錦綸(lun)產品,并(bing)可通(tong)過加(jia)在錦綸(lun)后的(de)(de)數(shu)字(zi)區別,其中(zhong)前一(yi)數(shu)字(zi)是二(er)元胺(an)(an)的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數(shu),后一(yi)數(shu)字(zi)是二(er)元酸的(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數(shu)。例如(ru)錦綸(lun)66,說明它(ta)是由己二(er)胺(an)(an)和(he)己二(er)酸縮聚制得(de);錦綸(lun)610,說明它(ta)是由己二(er)胺(an)(an)和(he)癸二(er)酸制得(de)。
另一類是由內酰胺縮聚(ju)或開環聚(ju)合得到的(de),其(qi)長鏈(lian)分子的(de)化學(xue)結構(gou)式(shi)為:
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根(gen)據(ju)其單元結構(gou)所含(han)碳原子數目,可得到不(bu)同品種的命名(ming)。例如錦綸6,說明它是(shi)由含(han)6個碳原子的己內酰胺開環聚(ju)合而得。
錦(jin)綸(lun)6、錦(jin)綸(lun)66及其他脂肪族錦(jin)綸(lun)都由帶有酰胺鍵(-NHCO-)的(de)線型大分子(zi)組(zu)成(cheng)(cheng)。錦(jin)綸(lun)分子(zi)中有-CO-、-NH-基(ji)團(tuan),可以(yi)在分子(zi)間或分子(zi)內(nei)形(xing)成(cheng)(cheng)氫鍵結合(he),也可以(yi)與其他分子(zi)相結合(he),所以(yi)錦(jin)綸(lun)吸濕能(neng)力較(jiao)好(hao),并且能(neng)夠形(xing)成(cheng)(cheng)較(jiao)好(hao)的(de)結晶結構。
錦綸分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)中的(de)(de)-CH2-(亞甲基)之間(jian)因(yin)只能(neng)產(chan)生(sheng)較弱的(de)(de)范德(de)華力,所以-CH2-鏈(lian)段部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)鏈(lian)卷(juan)曲度(du)較大。各種錦綸因(yin)今-CH2-的(de)(de)個數不(bu)同(tong)(tong),使(shi)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)間(jian)氫鍵(jian)的(de)(de)結(jie)合形(xing)式不(bu)完全(quan)相同(tong)(tong),同(tong)(tong)時分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)卷(juan)曲的(de)(de)概(gai)率(lv)也不(bu)一樣(yang)。另外,有些(xie)錦綸分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)還有方向(xiang)性。分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)方向(xiang)性不(bu)同(tong)(tong),纖維的(de)(de)結(jie)構(gou)性質也不(bu)完全(quan)相同(tong)(tong)。
采用熔紡法制(zhi)得的(de)錦綸(lun)(lun)(lun)在顯微(wei)鏡中(zhong)觀(guan)察(cha)到的(de)形(xing)態結構具有(you)圓形(xing)的(de)截(jie)面(mian)和無特(te)殊(shu)的(de)縱向結構。在電(dian)子顯微(wei)鏡下可觀(guan)察(cha)到絲狀的(de)原纖組織,錦綸(lun)(lun)(lun)66的(de)原纖寬約10-15nm。如用異(yi)形(xing)噴絲板,可制(zhi)成各種特(te)殊(shu)截(jie)面(mian)形(xing)狀的(de)錦綸(lun)(lun)(lun),如多(duo)角形(xing)、多(duo)葉形(xing)、中(zhong)空等異(yi)形(xing)截(jie)面(mian)。它的(de)聚焦態結構與紡絲過程的(de)拉伸及熱處理有(you)密切關系(xi)。不(bu)同錦綸(lun)(lun)(lun)的(de)大分子主(zhu)鏈都由碳原子和氮(dan)原子相(xiang)連(lian)而(er)成。
異形纖(xian)維(wei)(wei)可改(gai)變纖(xian)維(wei)(wei)的(de)彈(dan)性(xing),使纖(xian)維(wei)(wei)具有(you)特殊的(de)光(guang)澤與膨松性(xing),并(bing)改(gai)善(shan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)抱(bao)合性(xing)能與覆蓋(gai)能力以及抗(kang)起(qi)球、減(jian)少靜電(dian)等性(xing)能。如三(san)角(jiao)形纖(xian)維(wei)(wei)有(you)閃(shan)光(guang)效應;五葉形纖(xian)維(wei)(wei)有(you)肥光(guang)般光(guang)澤,手感良好(hao),并(bing)抗(kang)起(qi)球;中(zhong)空(kong)(kong)纖(xian)維(wei)(wei)由于內部(bu)有(you)空(kong)(kong)腔,密度(du)小,保暖性(xing)好(hao)。
聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)(PA,俗稱尼龍(long))是美國DuPont公司最先開發(fa)用(yong)于纖維(wei)的樹脂(zhi),于1939年實現工業化。20世紀50年代開始開發(fa)和(he)生產注(zhu)塑(su)(su)制(zhi)品(pin),以(yi)取(qu)代金屬滿足下游工業制(zhi)品(pin)輕量化、降低成(cheng)本的要求。聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)主鏈上含有(you)許多重復的酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)基(ji),用(yong)作塑(su)(su)料時(shi)(shi)稱尼龍(long),用(yong)作合成(cheng)纖維(wei)時(shi)(shi)我們稱為(wei)錦綸,聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)可由二元胺(an)(an)(an)和(he)二元酸(suan)制(zhi)取(qu),也可以(yi)用(yong)ω-氨基(ji)酸(suan)或(huo)環內酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)來合成(cheng)。根據二元胺(an)(an)(an)和(he)二元酸(suan)或(huo)氨基(ji)酸(suan)中含有(you)碳原子(zi)數的不同,可制(zhi)得多種不同的聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an),聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)品(pin)種多達幾(ji)十種,其(qi)中以(yi)聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)-6、聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)-66和(he)聚(ju)酰(xian)(xian)(xian)胺(an)(an)(an)-610的應(ying)用(yong)最廣泛(fan)。
聚(ju)酰胺-6、聚(ju)酰胺-66和聚(ju)酰胺-610的鏈節結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚(ju)酰胺-6和聚(ju)酰胺-66主要用于紡(fang)制合成纖維,稱為錦綸-6和錦綸-66。尼龍(long)-610則是一種力學性(xing)能優良的熱(re)塑性(xing)工程塑料(liao)。
PA具有(you)良好的綜合(he)性能(neng),包括力(li)學(xue)性能(neng)、耐熱(re)性、耐磨損性、耐化學(xue)藥品性和自潤滑性,且摩擦(ca)系數低,有(you)一定的阻(zu)燃性,易于加工,適于用玻璃纖(xian)維和其他(ta)填料填充增(zeng)強(qiang)改性,提高性能(neng)和擴(kuo)大應(ying)用范圍。
PA的品(pin)(pin)種(zhong)(zhong)繁多,有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及近幾年開發的半芳(fang)香族(zu)尼(ni)龍PA6T和特種(zhong)(zhong)尼(ni)龍等很多新品(pin)(pin)種(zhong)(zhong)。尼(ni)龍-6塑料(liao)制(zhi)品(pin)(pin)可(ke)采用(yong)金(jin)屬鈉(na)、氫氧化鈉(na)等為(wei)主催化劑,N-乙酰基(ji)己(ji)內酰胺為(wei)助催化劑,使δ-己(ji)內酰胺直接在模型中通過(guo)負離(li)子開環聚合而制(zhi)得,稱為(wei)澆注尼(ni)龍。用(yong)這種(zhong)(zhong)方法(fa)便于(yu)制(zhi)造(zao)大(da)型塑料(liao)制(zhi)件。
聚酰胺主要(yao)用于合成纖維,其(qi)最突出的優點是耐磨性高(gao)于其(qi)他(ta)所有纖維,比棉(mian)花(hua)耐磨性高(gao)10倍,比羊毛高(gao)20倍,在混紡織物中稍加入(ru)一些聚酰胺纖維,可(ke)大大提高(gao)其(qi)耐磨性;當(dang)拉(la)伸至(zhi)3-6%時,彈性回復率可(ke)達100%;能(neng)經受上萬次折(zhe)撓而(er)不斷裂(lie)。
聚(ju)酰胺纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)強度比棉(mian)花高1-2倍、比羊毛高4-5倍,是粘膠纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)3倍。但(dan)聚(ju)酰胺纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)耐熱性(xing)和(he)(he)耐光性(xing)較(jiao)差,保持性(xing)也不(bu)佳,做成的(de)(de)(de)(de)衣(yi)(yi)服不(bu)如(ru)滌綸(lun)挺括。另外,用于衣(yi)(yi)著的(de)(de)(de)(de)錦綸(lun)-66和(he)(he)錦綸(lun)-6都存在(zai)吸濕(shi)性(xing)和(he)(he)染色(se)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)缺點(dian),為(wei)此(ci)開發了(le)聚(ju)酰胺纖(xian)維的(de)(de)(de)(de)新品種——錦綸(lun)-3和(he)(he)錦綸(lun)-4的(de)(de)(de)(de)新型(xing)聚(ju)酰胺纖(xian)維,具有質(zhi)輕、防皺性(xing)優良(liang)、透(tou)氣性(xing)好以(yi)及良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐久性(xing)、染色(se)性(xing)和(he)(he)熱定型(xing)等特點(dian),因此(ci)被(bei)認為(wei)是很有發展前(qian)途的(de)(de)(de)(de)。
該類產品(pin)用途廣,是以塑(su)代(dai)鋼、鐵、銅(tong)等金屬(shu)的好材料(liao),是重要的工程塑(su)料(liao);鑄型(xing)尼龍(long)廣泛(fan)代(dai)替機械設(she)備(bei)的耐(nai)磨部(bu)件(jian)(jian)(jian),代(dai)替銅(tong)和合金作(zuo)設(she)備(bei)的耐(nai)磨損件(jian)(jian)(jian)。適用于制作(zuo)耐(nai)磨零件(jian)(jian)(jian),傳動結構件(jian)(jian)(jian),家用電器零件(jian)(jian)(jian),汽(qi)車制造零件(jian)(jian)(jian),絲(si)(si)桿防止機械零件(jian)(jian)(jian),化工機械零件(jian)(jian)(jian),化工設(she)備(bei)。如渦輪、齒輪、軸(zhou)(zhou)承、葉輪、曲(qu)柄、儀表板,驅動軸(zhou)(zhou),閥門、葉片(pian)、絲(si)(si)桿、高壓墊圈、螺絲(si)(si)、螺母、密封圈,梭子(zi)、套簡,軸(zhou)(zhou)套連接器等。
由于(yu)聚酰(xian)胺具有無毒、質輕、優(you)良的(de)機械(xie)強(qiang)度、耐(nai)磨性及(ji)(ji)較好的(de)耐(nai)腐蝕性,因此廣(guang)泛應用于(yu)代替(ti)銅等金屬在機械(xie)、化工、儀表、汽(qi)車等工業中制造(zao)軸承(cheng)、齒輪、泵葉及(ji)(ji)其他(ta)零件。聚酰(xian)胺熔融紡成絲后有很高的(de)強(qiang)度,主要做合成纖維并可作(zuo)為醫用縫線。
在民用(yong)上(shang),可以(yi)混紡(fang)或(huo)純(chun)紡(fang)成各種(zhong)(zhong)醫(yi)療及針織品(pin)。錦綸(lun)(lun)(lun)長絲多用(yong)于針織及絲綢工業,如織單絲襪、彈力絲襪等各種(zhong)(zhong)耐磨的錦綸(lun)(lun)(lun)襪,錦綸(lun)(lun)(lun)紗巾,蚊帳,錦綸(lun)(lun)(lun)花邊,彈力錦綸(lun)(lun)(lun)外衣(yi),各種(zhong)(zhong)錦綸(lun)(lun)(lun)綢或(huo)交織的絲綢品(pin)。錦綸(lun)(lun)(lun)短(duan)纖(xian)(xian)維大(da)都(dou)用(yong)來與(yu)羊毛(mao)或(huo)其他化(hua)學纖(xian)(xian)維的毛(mao)型產品(pin)混紡(fang),制(zhi)成各種(zhong)(zhong)耐磨經(jing)穿的衣(yi)料。
在工業上(shang)錦綸大量用(yong)來制造簾子(zi)線、工業用(yong)布、纜(lan)繩、傳送(song)帶(dai)、帳篷、漁網等。在國防上(shang)主要(yao)用(yong)作降落傘及其他軍用(yong)織物。
1927年(nian)美(mei)國(guo)最大的(de)化學(xue)工業公司決(jue)定每年(nian)支(zhi)付25萬美(mei)元作為研(yan)究費用,并(bing)開(kai)始聘請化學(xue)研(yan)究人員。
1928年(nian),該公司成立了基礎(chu)化學(xue)研究所(suo),年(nian)僅32歲的(de)(de)卡羅瑟(se)斯(si)博士受聘(pin)擔任(ren)該所(suo)的(de)(de)負(fu)責(ze)人。他主要從(cong)事聚(ju)合(he)反應(ying)方面的(de)(de)研究。他首(shou)先研究雙官能團分子(zi)(zi)的(de)(de)縮聚(ju)反應(ying),通過(guo)二(er)元醇和二(er)元羧酸的(de)(de)酯化縮合(he),合(he)成長鏈的(de)(de)、相(xiang)對(dui)(dui)分子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)高的(de)(de)聚(ju)酯。在不到兩年(nian)的(de)(de)時間內,卡羅瑟(se)斯(si)在制備(bei)線(xian)型聚(ju)合(he)物(wu)(wu)特(te)別是聚(ju)酯方面,取(qu)得了重要的(de)(de)進展,將聚(ju)合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)相(xiang)對(dui)(dui)分子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)提(ti)高到10000~25000,他把相(xiang)對(dui)(dui)分子(zi)(zi)質(zhi)(zhi)量(liang)高于10000的(de)(de)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)稱為高聚(ju)物(wu)(wu)(Superpolymer)。
1930年,卡羅瑟斯的(de)助(zhu)手發(fa)現(xian),二(er)元(yuan)醇和二(er)元(yuan)羧酸通過縮聚反應制(zhi)取的(de)高聚酯,其熔融物能像制(zhi)棉花糖(tang)那樣抽出(chu)絲來,而(er)且(qie)這(zhe)種纖維狀的(de)細(xi)絲即使冷卻(que)后還能繼續拉(la)伸,拉(la)伸長度可(ke)達(da)到(dao)原來的(de)幾倍,經過冷卻(que)拉(la)伸后纖維的(de)強度、彈性、透明度和光(guang)澤度都大大增加。
這(zhe)種(zhong)聚酯的奇特性質使他(ta)們預感到(dao)可能具有(you)(you)重(zhong)大的商業價(jia)值,有(you)(you)可能用(yong)熔融的聚合(he)(he)物來紡(fang)制纖(xian)維。然而,繼續研(yan)究表明,從聚酯得到(dao)纖(xian)維只具有(you)(you)理(li)論(lun)上的意(yi)義。因為高聚酯在100℃以下即(ji)熔化(hua),特別易溶(rong)于(yu)各種(zhong)有(you)(you)機(ji)溶(rong)劑,只是在水中還稍穩定些,因此不(bu)適合(he)(he)用(yong)于(yu)紡(fang)織。
隨后卡羅瑟(se)斯又對一系列的(de)(de)聚(ju)(ju)酯(zhi)和(he)聚(ju)(ju)酰胺(an)(an)類化合物進行(xing)了深(shen)入的(de)(de)研究(jiu)。經過(guo)多(duo)方對比,選定他在1935年2月28日(ri)首次由己(ji)二(er)胺(an)(an)和(he)己(ji)二(er)酸(suan)合成(cheng)出(chu)的(de)(de)聚(ju)(ju)酰胺(an)(an)-66(第一個(ge)(ge)6表示(shi)二(er)胺(an)(an)中的(de)(de)碳(tan)原子數,第二(er)個(ge)(ge)6表示(shi)二(er)酸(suan)中的(de)(de)碳(tan)原子數)。這種聚(ju)(ju)酰胺(an)(an)不溶(rong)于普通溶(rong)劑,熔點為263℃,高于通常使(shi)用的(de)(de)熨(yun)燙溫度,拉制的(de)(de)纖(xian)維(wei)具(ju)有絲(si)的(de)(de)外觀和(he)光(guang)澤,在結(jie)構和(he)性質(zhi)上也接(jie)近天然絲(si),其耐(nai)磨性和(he)強度超過(guo)當(dang)時任(ren)何一種纖(xian)維(wei)。從其性質(zhi)和(he)制造成(cheng)本綜合考慮,在已(yi)知(zhi)聚(ju)(ju)酰胺(an)(an)中它是最佳(jia)選擇。接(jie)著,又解決了生產聚(ju)(ju)酰胺(an)(an)66原料(liao)的(de)(de)工業來源問題。
1938年10月(yue)27日正(zheng)式宣布世界上第一種合成纖(xian)維誕生(sheng)了,并將聚酰胺(an)66這種合成纖(xian)維命名(ming)為(wei)尼(ni)龍(Nylon)。尼(ni)龍后(hou)來在英語(yu)中成了“從煤、空氣、水或其(qi)他物(wu)質合成的,具有(you)耐(nai)磨性(xing)和柔(rou)韌性(xing)、類(lei)似蛋(dan)白質化學結構的所(suo)有(you)聚酰胺(an)的總稱”。
1939年實現工業化(hua)后定名為耐綸(Nylon),是最早實現工業化(hua)的合成纖維(wei)品(pin)種。
尼(ni)(ni)龍(long)的合成(cheng)奠定了合成(cheng)纖維工業(ye)的基礎,尼(ni)(ni)龍(long)的出現使(shi)紡織品的面貌煥然一新(xin)。用這種纖維織成(cheng)的尼(ni)(ni)龍(long)絲(si)襪既透(tou)明(ming)又比絲(si)襪耐穿。
1939年(nian)(nian)10月(yue)24日公開銷售(shou)(shou)尼(ni)龍絲(si)(si)長襪(wa)(wa)時(shi)引起轟(hong)動,被視為珍奇之物爭相(xiang)搶購。很(hen)多(duo)底層(ceng)女人因為買不到絲(si)(si)襪(wa)(wa),只(zhi)好用(yong)筆在腿上繪出紋路,冒(mao)充絲(si)(si)襪(wa)(wa)。人們曾用(yong)“象蛛絲(si)(si)一(yi)樣細,象鋼絲(si)(si)一(yi)樣強,象絹(juan)絲(si)(si)一(yi)樣美”的(de)詞(ci)句來贊譽這(zhe)種纖(xian)維,到1940年(nian)(nian)5月(yue),尼(ni)龍纖(xian)維織品的(de)銷售(shou)(shou)遍及美國各(ge)地。
從第二次世(shi)界大戰爆發直到1945年,尼龍工(gong)業被轉向制降落傘、飛(fei)機輪(lun)胎簾子布、軍服等軍工(gong)產品(pin)。由于尼龍的(de)(de)特性和廣泛(fan)的(de)(de)用途,第二次世(shi)界大戰后(hou)發展非常(chang)迅速,尼龍的(de)(de)各(ge)種產品(pin)從絲襪、衣服到地毯、繩索、漁網等,以(yi)難以(yi)計(ji)數的(de)(de)方式出現。尼龍是三大合成(cheng)纖(xian)維之一(yi)。
1958年4月,第一(yi)(yi)批中國(guo)國(guo)產己內酰胺(an)試驗(yan)樣品終于在遼寧省(sheng)錦(jin)(jin)西(現(xian)遼寧省(sheng)葫(hu)蘆島(dao))化工(gong)廠(chang)試制(zhi)成(cheng)功。產品送到北京纖維(wei)廠(chang)一(yi)(yi)次抽絲成(cheng)功,從此(ci)拉開了中國(guo)合成(cheng)纖維(wei)工(gong)業的(de)(de)序(xu)幕。因為它(ta)誕(dan)生在錦(jin)(jin)西(現(xian)遼寧省(sheng)葫(hu)蘆島(dao))化工(gong)廠(chang),所以(yi)這種合成(cheng)纖維(wei)后來就被命名為“錦(jin)(jin)綸(lun)”,也就是尼(ni)龍。由于錦(jin)(jin)綸(lun)在當時(shi)一(yi)(yi)窮二白(bai)的(de)(de)新(xin)中國(guo)建國(guo)初期具有重要的(de)(de)國(guo)防軍事用途,因此(ci)錦(jin)(jin)綸(lun)誕(dan)生的(de)(de)意義不言而喻。
尼龍(long)纖(xian)維(wei)是多種人造(zao)纖(xian)維(wei)的(de)原材料。硬的(de)尼龍(long)被(bei)用(yong)在(zai)建筑(zhu)業中(zhong)。用(yong)尼龍(long)制成的(de)熱氣球,可以做得很大。
清洗性及防污性
影響這兩(liang)種(zhong)性(xing)能的(de)是纖維(wei)的(de)截面形狀及后道的(de)防(fang)污處理(li)。而(er)纖維(wei)本身的(de)強(qiang)度及硬度對清洗(xi)及防(fang)污性(xing)影響很小(xiao)。
熔點及彈性
尼(ni)龍(long)(long)6的(de)熔點為220℃而尼(ni)龍(long)(long)66的(de)熔點為260℃。但對(dui)地毯的(de)使用溫度條件而言,這并不是一個(ge)差別(bie)。而較低的(de)熔點使得尼(ni)龍(long)(long)6與尼(ni)龍(long)(long)66相比具有更(geng)好的(de)回彈性(xing),抗(kang)疲勞性(xing)及熱穩定性(xing)。
色牢度
色牢度并不是尼(ni)龍的一(yi)個(ge)特(te)性,是尼(ni)龍中的染(ran)料而不是尼(ni)龍本身在光照(zhao)下褪色。
耐磨性及抗塵性
美國(guo)Clemson大學曾(ceng)在Tampa國(guo)際機(ji)場分別用Zeftron500尼(ni)龍(long)6地(di)毯(tan)和Antron XL尼(ni)龍(long)66地(di)毯(tan)進行(xing)了一個長達兩年半的實驗。地(di)毯(tan)處于人流量極高的狀態下,結(jie)果表明:巴斯(si)夫Zeftron500尼(ni)龍(long)在顏色保持性(xing)(xing)及絨頭耐磨(mo)性(xing)(xing)方(fang)面要稍(shao)好(hao)于AntronXL。兩種紗線的抗塵性(xing)(xing)能(neng)沒有差別。
隨著汽車的(de)小(xiao)型化(hua)(hua)、電子電氣(qi)設(she)備的(de)高(gao)(gao)性能化(hua)(hua)、機械(xie)設(she)備輕量化(hua)(hua)的(de)進程加(jia)快,對(dui)尼龍(long)的(de)需(xu)求(qiu)將更(geng)高(gao)(gao)更(geng)大(da)。特別(bie)是尼龍(long)作為(wei)結(jie)構(gou)性材料(liao),對(dui)其強(qiang)度、耐熱性、耐寒(han)性等(deng)(deng)方面提(ti)出了很高(gao)(gao)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)。尼龍(long)的(de)固有(you)缺點(dian)也是限制其應用的(de)重要(yao)(yao)因(yin)素(su),特別(bie)是對(dui)于(yu)PA6、PA66兩大(da)品種來說,與PA46、PAl2等(deng)(deng)品種比具有(you)很強(qiang)的(de)價格優勢,雖某(mou)些(xie)性能不能滿足相關行業發展的(de)要(yao)(yao)求(qiu)。
因(yin)此(ci),必須針(zhen)對(dui)某一應用領(ling)域(yu),通(tong)(tong)過(guo)改(gai)性(xing)(xing),提高其某些性(xing)(xing)能,來擴大其應用領(ling)域(yu)。由于PA強(qiang)極性(xing)(xing)的特點,吸濕性(xing)(xing)強(qiang),尺(chi)寸穩(wen)定性(xing)(xing)差,但(dan)可(ke)以(yi)通(tong)(tong)過(guo)改(gai)性(xing)(xing)來改(gai)善。
在(zai)PA中加入(ru)30%的(de)(de)玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei),PA的(de)(de)力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)、尺(chi)寸穩定性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)、耐(nai)老化性(xing)能(neng)(neng)有明顯(xian)提(ti)高,耐(nai)疲勞強(qiang)(qiang)度是(shi)未增(zeng)強(qiang)(qiang)的(de)(de)2.5倍。玻(bo)璃纖(xian)(xian)維(wei)增(zeng)強(qiang)(qiang)PA的(de)(de)成型(xing)工藝(yi)與未增(zeng)強(qiang)(qiang)時大(da)致相同,但因流動較(jiao)增(zeng)強(qiang)(qiang)前差(cha),所以注射壓力(li)(li)和(he)注射速度要(yao)適當提(ti)高,機(ji)筒溫度提(ti)高10-40℃。由于玻(bo)纖(xian)(xian)在(zai)注塑過(guo)程(cheng)中會沿流動方向取向,引起(qi)力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)和(he)收縮率(lv)在(zai)取向方向上增(zeng)強(qiang)(qiang),導致制品(pin)變形翹(qiao)曲,因此,模具設計時,澆口的(de)(de)位置、形狀要(yao)合理(li),工藝(yi)上可以提(ti)高模具的(de)(de)溫度,制品(pin)取出后放入(ru)熱(re)水(shui)中讓其緩慢(man)冷卻(que)。另外(wai),加入(ru)玻(bo)纖(xian)(xian)的(de)(de)比例越大(da),其對注塑機(ji)的(de)(de)塑化元件的(de)(de)磨損越大(da),最好是(shi)采用雙金屬(shu)螺桿、機(ji)筒。
由(you)于在PA中加入了阻(zu)燃(ran)劑,大部分(fen)阻(zu)燃(ran)劑在高溫(wen)(wen)下(xia)易分(fen)解(jie),釋放出酸性(xing)物質,對金屬具有腐蝕作用,因此,塑化元件(螺桿(gan)、過膠頭、過膠圈、過膠墊(dian)圈、法蘭(lan)等)需鍍硬(ying)鉻處理。工藝方面(mian),盡量控制機筒溫(wen)(wen)度不能(neng)過高,注射速度不能(neng)太快,以避免因膠料(liao)溫(wen)(wen)度過高而分(fen)解(jie)引起制品變(bian)色(se)和力(li)學性(xing)能(neng)下(xia)降。
具有良好的拉伸強(qiang)度(du)(du)、耐沖擊強(qiang)度(du)(du)、剛性、耐磨性、耐化學性、表面硬度(du)(du)等性能,透(tou)光率(lv)高(gao),與(yu)光學玻(bo)璃相近,加(jia)工(gong)溫度(du)(du)為300--315℃,成型加(jia)工(gong)時,需嚴格(ge)控(kong)制機筒(tong)溫度(du)(du),熔體溫度(du)(du)太(tai)高(gao)會因(yin)(yin)降解而(er)導致制品變色,溫度(du)(du)太(tai)低會因(yin)(yin)塑化不良而(er)影響制品的透(tou)明度(du)(du)。模具溫度(du)(du)盡量(liang)取(qu)低些,模具溫度(du)(du)高(gao)會因(yin)(yin)結晶(jing)而(er)使(shi)制品的透(tou)明度(du)(du)降低。
在PA中加入了炭黑(hei)等吸收紫外(wai)線的(de)助劑(ji),這些對(dui)PA的(de)自潤(run)滑性和對(dui)金屬的(de)磨(mo)損(sun)大大增(zeng)強(qiang),成型加工時(shi)會影響下料和磨(mo)損(sun)機(ji)件。因此,需(xu)要(yao)采用進料能(neng)力強(qiang)及耐(nai)磨(mo)性高的(de)螺(luo)桿、機(ji)筒、過膠(jiao)(jiao)頭、過膠(jiao)(jiao)圈、過膠(jiao)(jiao)墊圈組(zu)合。聚酰(xian)胺分(fen)子鏈上的(de)重(zhong)復結(jie)構單(dan)元(yuan)是酰(xian)胺基的(de)一類聚合物。
概括起來,主要在以下幾方面(mian)進(jin)行改(gai)性:
①改善尼龍的吸水性,提高制(zhi)品的尺寸穩定(ding)性。
②提高(gao)尼(ni)龍(long)的阻燃(ran)性,以(yi)適應電(dian)子、電(dian)氣、通(tong)訊等行業的要求(qiu)。③提高(gao)尼(ni)龍(long)的機械強度(du),以(yi)達到金屬材料的強度(du),取代金屬
④提高(gao)尼龍的抗低溫性能,增強其對耐環境應變的能力。
⑤提高(gao)(gao)尼龍的耐磨性,以(yi)適應(ying)耐磨要(yao)(yao)求高(gao)(gao)的場合。⑥提高(gao)(gao)尼龍的抗靜電(dian)性,以(yi)適應(ying)礦山及(ji)其機械應(ying)用(yong)的要(yao)(yao)求。
⑦提高尼龍的耐熱(re)性,以適應(ying)如汽車(che)發動機等耐高溫條件的領域。
⑧降低(di)尼(ni)龍的成(cheng)本,提高產品競爭力。
總之,通(tong)過(guo)上述改進(jin),實(shi)現尼龍復合材料(liao)的高性能(neng)化與(yu)功(gong)能(neng)化,進(jin)而促(cu)進(jin)相關(guan)行業產品向高性能(neng)、高質(zhi)量方(fang)向發展。
據日本東麗(li)化學(xue)(xue)公司(si)消息(xi),該公司(si)已經成功開發(fa)出直徑比以往(wang)極細纖(xian)(xian)維(wei)還(huan)小兩(liang)位數的(de)納(na)(na)米(mi)級單(dan)(dan)絲結構(gou)的(de)“納(na)(na)米(mi)纖(xian)(xian)維(wei)”新技(ji)術,通過控制納(na)(na)米(mi)構(gou)造技(ji)術達到纖(xian)(xian)維(wei)細度的(de)極限。東麗(li)化學(xue)(xue)公司(si)稱,該公司(si)利用這項新技(ji)術已經開發(fa)直徑為(wei)10μm的(de)單(dan)(dan)絲140萬根以上所構(gou)成的(de)納(na)(na)米(mi)尼龍纖(xian)(xian)維(wei)。這種纖(xian)(xian)維(wei)與(yu)以往(wang)產品(pin)進行(xing)比較,表(biao)面(mian)積(ji)是過去產品(pin)的(de)1000倍左右,具有很(hen)高的(de)表(biao)面(mian)活性。
Triangle–Raleigh尼龍纖(xian)維有許多(duo)用(yong)途,從(cong)服裝、地毯到繩索到微機的(de)數(shu)據線都可以利用(yong)該種纖(xian)維。北卡羅萊(lai)納州(zhou)大(da)學紡織學院的(de)研究員正(zheng)努力改進(jin)這種纖(xian)維,據報道(dao)說已(yi)經(jing)研制(zhi)出最(zui)強脂肪族(zu)尼龍纖(xian)維。
科學(xue)家聚合體教(jiao)授--托(tuo)奈里(li)博士(shi)與紡織工(gong)程、化學(xue)和自然科學(xue)助理(li)(li)教(jiao)授理(li)(li)查德(de).克(ke)塔克(ke)博士(shi)正在(zai)研(yan)究(jiu)一種方法(fa),在(zai)不(bu)需要昂貴(gui)的(de)費用、復雜的(de)過程的(de)情況下,產生更高強(qiang)度(du)的(de)尼(ni)龍纖維。他們(men)利(li)用脂肪族(zu)尼(ni)龍或者(zhe)尼(ni)龍進行研(yan)究(jiu),這種尼(ni)龍的(de)碳援(yuan)助利(li)用直鏈或者(zhe)開放型(xing)支鏈連接在(zai)以前(qian),強(qiang)調(diao)不(bu)環鏈大。
更強壯的脂肪族尼龍(long)能(neng)夠應用于繩索、裝卸皮帶(dai)、降(jiang)落傘(san)和汽車輪胎,或者產生(sheng)能(neng)夠適合高溫利(li)用的合成材(cai)料。這個發現在費城召開(kai)的美國化學(xue)科學(xue)年會上介紹,刊登(deng)在聚(ju)合體定期刊物上。
這(zhe)種纖維(wei)利用(yong)聚合體(ti)或者包括許多單位的長鏈(lian)(lian)分子制作而成。當這(zhe)些聚合體(ti)鏈(lian)(lian)被整齊的安排,這(zhe)種聚合體(ti)將成水晶狀(zhuang)態。
這些(xie)盤繞的(de)聚合體需要拉伸,如果(guo)他(ta)們(men)要制作成更強的(de)纖(xian)(xian)維,需要消除(chu)他(ta)們(men)的(de)彈(dan)性。在尼龍鏈中加入氫可(ke)以防止拉伸,因(yin)此克服(fu)這種結合對產生更強的(de)尼龍纖(xian)(xian)維來說是一個關(guan)鍵(jian)因(yin)素。
超強纖維(wei),以凱夫拉爾纖維(wei)為例(li),是從芳(fang)香(xiang)尼龍聚(ju)合體中制(zhi)作而(er)成,十分僵硬,長鏈包含環鏈,芳(fang)香(xiang)尼龍制(zhi)作很(hen)困難,因此十分昂貴。
因此(ci)托奈(nai)里教授和克塔克博士利用聚酰胺(an)66(尼龍(long)66)來進行研(yan)究,這種材料是一種商業熱塑性(xing)材料,很(hen)(hen)容易(yi)制作,但是拉伸和排列困(kun)難。同時,取消尼龍(long)66的彈性(xing)也很(hen)(hen)困(kun)難。
這個發現可以解(jie)決尼龍66在三氯化(hua)鎵(jia)中能(neng)夠溶(rong)解(jie)的(de)問(wen)題,能(neng)夠有效的(de)打破氫粘合的(de)問(wen)題。允許聚合體鏈延伸。
PA的(de)機械性能(neng)中如抗(kang)拉抗(kang)壓強度(du)隨溫度(du)和吸濕量而(er)改變,所(suo)以(yi)水相對是PA的(de)增(zeng)塑劑(ji),加(jia)入(ru)(ru)玻纖后,其抗(kang)拉抗(kang)壓強度(du)可(ke)提(ti)高(gao)2倍左(zuo)右(you),耐(nai)溫能(neng)力也相應提(ti)高(gao),PA本身的(de)耐(nai)磨能(neng)力非常高(gao),所(suo)以(yi)可(ke)在(zai)無(wu)潤滑(hua)下不停操(cao)作,如想得到特別的(de)潤滑(hua)效果,可(ke)在(zai)PA中加(jia)入(ru)(ru)硫化物(wu)。
合適的塑料產品:各種齒(chi)輪(lun),渦輪(lun),齒(chi)條,凸輪(lun),軸承(cheng),螺旋槳(jiang),傳動皮帶。
其他:收(shou)縮(suo)率1-2%需(xu)注意成型(xing)后吸濕(shi)的尺寸變(bian)化。
吸水率:100%相對吸濕飽和時能吸8%。
合適壁(bi)厚:2-3.5mm
疲勞強(qiang)度和(he)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(cun)穩定性不(bu)夠。
應用:中等載荷,使用溫度<100-120度無(wu)潤滑或(huo)少潤滑條件(jian)下工作的耐磨受力傳動(dong)零件(jian)。
疲勞強度鋼性,耐熱性低(di)于尼龍66,但彈性好(hao),有較好(hao)的消振,降(jiang)噪(zao)能力。白色
應(ying)用:輕載荷,中等(deng)溫度(80-100)無潤滑或(huo)少(shao)潤滑、要求噪音低的條件下工作的耐磨受力(li)傳動零件。
強度.剛性耐(nai)熱性低于尼龍66,但吸濕性小(xiao),耐(nai)磨(mo)性好。土黃色(se)
應用:同尼(ni)龍6,宜作要(yao)求比較精密(mi)的(de)(de)齒(chi)輪,工作條件(jian)濕(shi)度(du)變化大的(de)(de)零件(jian)。
強度(du),剛性耐熱性低于尼(ni)龍(long)66,吸濕性低于尼(ni)龍(long)610,成型工藝好,耐磨性好。
應(ying)用(yong):輕(qing)載荷,溫度不高,濕度變化較大,的條件下無(wu)潤滑或少潤滑的情(qing)況下工(gong)作的零件
強度,耐(nai)疲勞性,耐(nai)熱性,剛性均優(you)于PA6及(ji)PA66,吸(xi)濕性低于PA6及(ji)PA66,耐(nai)磨性好,能直(zhi)接在模型(xing)(xing)中聚合成型(xing)(xing),宜澆鑄大型(xing)(xing)零(ling)件(jian)。應用:高載荷,高使用溫度(低于120)無潤(run)滑(hua)或少潤(run)滑(hua)的情(qing)況下。乳(ru)白色
鑄(zhu)造(zao)尼(ni)(ni)龍(MC尼(ni)(ni)龍)也稱(cheng)單(dan)體(ti)澆(jiao)注尼(ni)(ni)龍,是(shi)用(yong)已內酰胺單(dan)體(ti)在強堿(如NaOH)和一些助(zhu)催化劑的(de)作用(yong)下,用(yong)模具直接(jie)聚合(he)(he)成型得(de)到制品的(de)毛(mao)坯件(jian),由于(yu)(yu)把聚合(he)(he)和成型過(guo)程結合(he)(he)一起(qi),因而成型方便(bian)、設備投(tou)資少(shao),易于(yu)(yu)制造(zao)大型機(ji)器零件(jian)。它的(de)力學性能和物(wu)理性能都(dou)比尼(ni)(ni)龍6高。可(ke)制造(zao)幾十千克的(de)齒輪、渦輪、軸承等。
尼龍1010是我國獨(du)創的一種(zhong)工程塑料,用蓖麻(ma)油做(zuo)原料,提取(qu)癸二(er)胺及癸二(er)酸(suan)再縮合而成(cheng)的。成(cheng)本低、經濟(ji)效果好、自潤滑性(xing)和耐磨性(xing)極好、耐油性(xing)好,脆性(xing)轉化(hua)溫度低(約在-60℃),機械強度較高,廣泛用于機械零(ling)件(jian)和化(hua)工、電氣(qi)零(ling)件(jian)。
改(gai)性尼龍(long)是工程塑料(liao)中的(de)一類(lei),是以(yi)尼龍(long)原料(liao)為(wei)基(ji)料(liao)在加(jia)以(yi)改(gai)變(bian)其(qi)物理性質而形成的(de)顆(ke)粒狀產(chan)品(pin)。此類(lei)產(chan)品(pin)產(chan)出是依據一些生產(chan)廠(chang)家所需求的(de)不同而進(jin)行改(gai)性制作的(de)。
改性尼(ni)龍(long)(long)大致包括:增(zeng)強尼(ni)龍(long)(long),增(zeng)韌尼(ni)龍(long)(long),耐(nai)磨尼(ni)龍(long)(long),無鹵阻燃(ran)尼(ni)龍(long)(long),導電尼(ni)龍(long)(long),阻燃(ran)尼(ni)龍(long)(long)等(deng)等(deng)。
1、熱性質(zhi):玻璃(li)轉移溫度(du)(Tg)及(ji)熔點(Tm)、熱變形(xing)溫度(du)(HDT)高(gao);長期使(shi)用溫度(du)高(gao)(UL-746B);使(shi)用溫度(du)范(fan)圍大;熱膨脹(zhang)系數小。
2、機(ji)械性(xing)質:高強度、高機(ji)械模數、低潛變(bian)性(xing)、強耐(nai)磨損(sun)及耐(nai)疲勞性(xing)。
3、其他:耐(nai)化學(xue)藥品性(xing)(xing)(xing)、抗電性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)燃性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)候性(xing)(xing)(xing)、尺(chi)寸安定性(xing)(xing)(xing)佳。
芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)又稱聚(ju)芳(fang)酰胺(an)(an)(an)(an),是(shi)20世(shi)紀60年代開發成(cheng)功的(de)耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)輻(fu)射(she)、耐(nai)腐蝕(shi)的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)新品(pin)種。凡是(shi)在(zai)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)分子中含有芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)環結構的(de)都屬于芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)。如果僅(jin)僅(jin)將合成(cheng)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)的(de)二(er)(er)(er)(er)元(yuan)胺(an)(an)(an)(an)或(huo)二(er)(er)(er)(er)元(yuan)酸(suan)分別以芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(an)(an)或(huo)芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)(er)酸(suan)代替,則(ze)得(de)到的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)為(wei)半(ban)芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long),以芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)(er)酸(suan)和芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(an)(an)合成(cheng)得(de)到的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)為(wei)全芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)。芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)脆化(hua)溫度(du)可(ke)(ke)達–70℃,維(wei)(wei)(wei)卡(ka)軟化(hua)溫度(du)可(ke)(ke)達270℃,耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)輻(fu)射(she)、耐(nai)腐蝕(shi)、耐(nai)磨,有自熄性(xing),在(zai)潮濕的(de)狀(zhuang)態(tai)下能(neng)保持較高(gao)的(de)電(dian)性(xing)能(neng)。芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)可(ke)(ke)以擠出、模壓(ya)、層壓(ya)、浸漬(zi),可(ke)(ke)以用(yong)于制造纖維(wei)(wei)(wei)、薄膜、浸漬(zi)膜、裝飾層壓(ya)板、玻(bo)璃纖維(wei)(wei)(wei)增強(qiang)層壓(ya)板、耐(nai)高(gao)溫輻(fu)射(she)線(xian)管、防火墻等。已經(jing)商業化(hua)應用(yong)的(de)半(ban)芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)主(zhu)要(yao)有MXD6、PA6T和PA9T,全芳(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)主(zhu)要(yao)有聚(ju)對苯(ben)二(er)(er)(er)(er)甲酰對苯(ben)二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(an)(an)(PPTA)、聚(ju)間(jian)苯(ben)二(er)(er)(er)(er)甲酰間(jian)苯(ben)二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(an)(an)(MPIA)和聚(ju)對苯(ben)甲酰胺(an)(an)(an)(an)(PBA)等。
全芳香尼(ni)龍(long)是(shi)二十世(shi)紀六七十年代開(kai)發(fa)成(cheng)功并實(shi)(shi)現了工業化。全芳香族尼(ni)龍(long)由于(yu)具有(you)高(gao)熔點、高(gao)模量(liang)(liang)、高(gao)強度而被廣泛用(yong)于(yu)合(he)成(cheng)纖維的(de)生產。PPTA是(shi)以對苯(ben)二胺和(he)對苯(ben)二甲酰氯為原料(liao)(liao)(liao),采(cai)用(yong)低溫溶液聚合(he)法(fa)制得的(de)。PPTA具有(you)高(gao)強度、高(gao)模量(liang)(liang)、耐高(gao)溫、低密度等優良(liang)性(xing)(xing)能(neng)。主要用(yong)于(yu)合(he)成(cheng)纖維紡絲(si)的(de)原材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao);PPTA纖維也可(ke)作為橡(xiang)膠增強材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)和(he)塑料(liao)(liao)(liao)的(de)增強劑使用(yong)。但是(shi)PPTA有(you)耐疲勞性(xing)(xing)和(he)耐壓性(xing)(xing)能(neng)的(de)不(bu)(bu)足之處(chu),PPTA還不(bu)(bu)能(neng)實(shi)(shi)現熔融擠出(chu)成(cheng)型(xing)。
MXD6是(shi)Lum等人于(yu)20世紀(ji)50年代以間苯二(er)(er)甲胺和己二(er)(er)酸為原料(liao)(liao),通過縮聚反(fan)應合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)結晶性(xing)尼(ni)龍(long)(long)樹脂。日本三菱(ling)瓦斯化(hua)學公司采用(yong)(yong)(yong)直(zhi)(zhi)接(jie)縮聚法(fa)(fa)(fa)、東洋紡(fang)織公司采用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍(long)(long)鹽法(fa)(fa)(fa)分別合(he)(he)成(cheng)了(le)MXD6。這兩種(zhong)不同的(de)(de)(de)(de)(de)聚合(he)(he)方法(fa)(fa)(fa)得到的(de)(de)(de)(de)(de)MXD6的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)途也不盡相(xiang)同:用(yong)(yong)(yong)直(zhi)(zhi)接(jie)縮聚法(fa)(fa)(fa)合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)MXD6可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)制造阻隔性(xing)材(cai)(cai)料(liao)(liao)或工(gong)程(cheng)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao);用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍(long)(long)鹽法(fa)(fa)(fa)合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)MXD6可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)生產纖維(wei)級(ji)MXD6樹脂。作(zuo)為一(yi)種(zhong)結晶性(xing)半(ban)芳香尼(ni)龍(long)(long),MXD6具有吸水率低(di)、熱變形溫度高(gao)、拉伸(shen)強度和彎(wan)曲強度高(gao)、成(cheng)型收縮率小(xiao)、對O2、CO2等氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)阻隔性(xing)好(hao)等特(te)點(dian)。MXD6由(you)于(yu)具有較寬的(de)(de)(de)(de)(de)加工(gong)溫度,可(ke)以與(yu)聚丙烯(PP)共(gong)擠出(chu)、與(yu)高(gao)密度聚乙烯(HDPE)共(gong)擠吹塑。在工(gong)業上,MXD6主要用(yong)(yong)(yong)于(yu)包裝(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)和代替金屬作(zuo)工(gong)程(cheng)結構材(cai)(cai)料(liao)(liao)。前者包括食品(pin)與(yu)飲料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)包裝(zhuang)、儀(yi)器(qi)設備(bei)包裝(zhuang)(防(fang)潮、消振的(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)墊和發(fa)泡(pao)材(cai)(cai)料(liao)(liao));后者包括高(gao)耐熱品(pin)級(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金、抗(kang)振級(ji)Reny等。除此之(zhi)外,MXD6還應用(yong)(yong)(yong)于(yu)磁性(xing)塑料(liao)(liao)、透明(ming)膠粘(zhan)劑等。
PA6T是由芳(fang)香(xiang)族(zu)(zu)二(er)酸與脂肪(fang)族(zu)(zu)二(er)胺合(he)(he)成的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種半芳(fang)香(xiang)尼(ni)龍。PA6T具(ju)有優(you)良的(de)(de)耐熱性(xing)和尺寸穩定(ding)性(xing)。由于PA6T的(de)(de)熔點很(hen)高,可(ke)采用固相聚合(he)(he)或界面聚合(he)(he)的(de)(de)方法制備。可(ke)以用于纖維制造、機械零件(jian)(jian)(jian)和薄膜制品等(deng)(deng)。日本三井化學開發的(de)(de)改性(xing)PA6T,具(ju)有高剛性(xing)、高強度、低吸水性(xing)等(deng)(deng)特性(xing),主要用于汽車內燃機部件(jian)(jian)(jian)、耐熱電器部件(jian)(jian)(jian)、傳動(dong)部件(jian)(jian)(jian)和電子裝配件(jian)(jian)(jian)等(deng)(deng)。正是由于PA6T過高的(de)(de)熔點,使(shi)得其不能(neng)像一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)脂肪(fang)族(zu)(zu)尼(ni)龍一(yi)(yi)(yi)樣,進行(xing)注射成型,這就使(shi)PA6T的(de)(de)應(ying)用受(shou)到了一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)限制。
PA9T是(shi)由壬二(er)(er)(er)胺(an)和(he)對苯(ben)二(er)(er)(er)甲酸熔融縮聚而得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)。PA9T具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)能(neng)和(he)可(ke)熔融加工(gong)(gong)性(xing)(xing)能(neng),吸水率僅為0.17%,是(shi)PA46((1.8%)的(de)(de)(de)(de)(de)1/10,尺(chi)寸穩定(ding)性(xing)(xing)好(hao)等(deng)(deng)特(te)點,迅速在電子電氣、信(xin)息設備(bei)、汽車(che)零部件等(deng)(deng)方(fang)面(mian)得(de)到(dao)了廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)。當重復單元(yuan)鏈節中二(er)(er)(er)元(yuan)胺(an)的(de)(de)(de)(de)(de)碳原(yuan)子數(shu)為6時,得(de)到(dao)PA6T的(de)(de)(de)(de)(de)熔點為370℃,超(chao)過了其熱分解溫度(du)約(yue)350℃,因此如果不(bu)添加第三甚至第四組分來(lai)(lai)降(jiang)(jiang)低熔點,是(shi)不(bu)能(neng)獲得(de)實際應(ying)(ying)用(yong)(尼龍(long)熔融加工(gong)(gong)溫度(du)一(yi)(yi)(yi)般在320℃以下(xia))的(de)(de)(de)(de)(de)尼龍(long),但是(shi)如果添加了其他組分來(lai)(lai)降(jiang)(jiang)低熔點,必然(ran)會(hui)帶(dai)來(lai)(lai)PA6T性(xing)(xing)能(neng)如結(jie)(jie)晶度(du)、尺(chi)寸穩定(ding)性(xing)(xing)和(he)耐(nai)藥(yao)品(pin)性(xing)(xing)等(deng)(deng)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)低。因此提高(gao)二(er)(er)(er)元(yuan)胺(an)碳原(yuan)子數(shu)目成(cheng)(cheng)為另外一(yi)(yi)(yi)個研究的(de)(de)(de)(de)(de)熱點,PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)成(cheng)(cheng)為了一(yi)(yi)(yi)種理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou),兼(jian)有耐(nai)熱性(xing)(xing)和(he)可(ke)熔融加工(gong)(gong)性(xing)(xing)。但是(shi),合成(cheng)(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)料壬二(er)(er)(er)胺(an)的(de)(de)(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)路線較為復雜:丁二(er)(er)(er)烯經過水合、轉位(wei)、羥(qian)基化(hua)(hua)和(he)氨化(hua)(hua)還原(yuan)等(deng)(deng)步驟的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學反應(ying)(ying),才能(neng)最終(zhong)得(de)到(dao)壬二(er)(er)(er)胺(an)。這就造(zao)成(cheng)(cheng)PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)生產成(cheng)(cheng)本居高(gao)不(bu)下(xia),進而限制(zhi)了PA9T的(de)(de)(de)(de)(de)大規模生產與應(ying)(ying)用(yong)。
聚(ju)(ju)苯(ben)二(er)酰胺(an)(an)(PPA)是以間(jian)苯(ben)二(er)甲酸、對苯(ben)二(er)甲酸、己二(er)酸和(he)己二(er)胺(an)(an)之間(jian)縮聚(ju)(ju)形成(cheng)的(de)聚(ju)(ju)合物(wu)的(de)共混物(wu),是一(yi)種(zhong)半結(jie)晶性(xing)(xing)的(de)半芳香尼龍。PPA樹脂一(yi)般采用(yong)間(jian)歇式生產。PPA具有(you)良(liang)好(hao)的(de)耐熱(re)性(xing)(xing)、優(you)良(liang)的(de)力學(xue)性(xing)(xing)能和(he)尺寸穩(wen)定性(xing)(xing)、較低的(de)吸水率和(he)優(you)良(liang)的(de)成(cheng)型(xing)加工性(xing)(xing),還(huan)具有(you)良(liang)好(hao)的(de)電性(xing)(xing)能、耐化(hua)學(xue)藥品性(xing)(xing)。PPA可以采用(yong)注射成(cheng)型(xing)和(he)擠出成(cheng)型(xing)進(jin)行加工。PPA被(bei)廣(guang)泛(fan)用(yong)于汽車、電子電器和(he)一(yi)般產業機器領(ling)域。
聚間(jian)(jian)苯二(er)甲酰(xian)間(jian)(jian)苯二(er)胺(an)(MPIA)是20世紀60年代開發成(cheng)(cheng)功(gong)的(de)一(yi)種(zhong)新型聚芳酰(xian)胺(an)品種(zhong),是以間(jian)(jian)苯二(er)胺(an)和(he)間(jian)(jian)苯二(er)甲酰(xian)氯(lv)為原(yuan)料,可(ke)采用低溫溶(rong)液縮聚法和(he)界面聚合(he)法合(he)成(cheng)(cheng)。MPIA的(de)突出特點是耐熱壽命長(chang),此外(wai)(wai),它還具有模量高、耐磨、阻(zu)燃、高溫尺寸(cun)穩定等(deng)優(you)點。但MPIA的(de)耐光性稍差,需加抗紫外(wai)(wai)劑。MPIA主要用于工(gong)(gong)(gong)業(ye)和(he)易燃易爆(bao)高溫環境下的(de)工(gong)(gong)(gong)作服、耐高溫工(gong)(gong)(gong)業(ye)濾材、降(jiang)落傘、高溫傳送帶、電氣絕緣材料等(deng)。MPIA還可(ke)加工(gong)(gong)(gong)成(cheng)(cheng)棒、板和(he)纖維,靠其優(you)良的(de)耐熱性、滑動性和(he)耐放射性等(deng)特性,被用于航(hang)空航(hang)天、原(yuan)子能工(gong)(gong)(gong)業(ye)、電氣和(he)汽車(che)等(deng)行業(ye)。
聚對(dui)苯(ben)(ben)甲(jia)酰(xian)胺(poly(p-benzamide,簡稱(cheng)PBA),是20世紀70年代開發(fa)(fa)成(cheng)功(gong)的(de)。其合成(cheng)路線(xian)為:對(dui)硝(xiao)(xiao)基(ji)甲(jia)苯(ben)(ben)經(jing)(jing)過液(ye)相(xiang)空氣氧(yang)化得到對(dui)硝(xiao)(xiao)基(ji)甲(jia)酸(suan),對(dui)硝(xiao)(xiao)基(ji)甲(jia)酸(suan)經(jing)(jing)過氨(an)化還原反應得到對(dui)氨(an)基(ji)甲(jia)酸(suan),把(ba)對(dui)氨(an)基(ji)苯(ben)(ben)甲(jia)酸(suan)轉化為對(dui)氨(an)基(ji)苯(ben)(ben)甲(jia)酰(xian)氯的(de)鹽(yan)酸(suan)鹽(yan)或對(dui)亞硫酰(xian)胺苯(ben)(ben)甲(jia)酰(xian)氯,最后(hou)在經(jing)(jing)縮聚制得PBA。PBA具有高(gao)模量、高(gao)強度等特性(xing),在工業上(shang)可(ke)用于火(huo)箭發(fa)(fa)動機殼體(ti)、高(gao)壓容器、體(ti)育(yu)用品和涂覆織物等。
玻璃纖(xian)維增強PA在20世(shi)紀50年(nian)代(dai)就有研究(jiu),但形(xing)成產業(ye)化是20世(shi)紀70年(nian)代(dai),自1976年(nian)開發出超韌PA66后,各國(guo)大(da)公司紛紛開發新的(de)改性PA產品,美國(guo)、西(xi)歐(ou)、日本(ben)、荷蘭、意大(da)利等大(da)力開發增強PA、阻燃(ran)PA、填充PA,大(da)量的(de)改性PA投(tou)放市場。
20世紀80年代(dai),相(xiang)(xiang)容(rong)劑技術開(kai)發(fa)成功,推動了PA合金的發(fa)展,世界各國相(xiang)(xiang)繼開(kai)發(fa)出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等上(shang)千種合金,廣(guang)泛用于汽車(che)、機(ji)車(che)、電(dian)子、電(dian)氣械、紡織、體育用品、辦公(gong)用品、家電(dian)部件(jian)等行業。
20世(shi)(shi)紀(ji)90年代,改性尼龍新品種不斷增加,這個時期改性尼龍走(zou)向商品化,形(xing)成(cheng)了新的產業,并得到了迅速發展,20世(shi)(shi)紀(ji)90年代末,世(shi)(shi)界尼龍合金產量(liang)達110萬(wan)噸/年。
在(zai)產品(pin)開發(fa)方(fang)面(mian)(mian),主(zhu)要以(yi)高(gao)性能尼龍(long)PPO/PA6,PPS/PA66、增(zeng)韌尼龍(long)、納米尼龍(long)、無鹵阻燃尼龍(long)為(wei)主(zhu)導方(fang)向(xiang);在(zai)應(ying)(ying)用(yong)方(fang)面(mian)(mian),汽(qi)車部件(jian)、電器(qi)部件(jian)開發(fa)取得了(le)重大(da)進(jin)展(zhan),如(ru)汽(qi)車進(jin)氣歧管用(yong)高(gao)流動改性尼龍(long)已經(jing)商品(pin)化(hua)(hua),這種結構復雜的(de)(de)部件(jian)的(de)(de)塑料化(hua)(hua),除在(zai)應(ying)(ying)用(yong)方(fang)面(mian)(mian)具有重大(da)意義外,更重要的(de)(de)是延長了(le)部件(jian)的(de)(de)壽命,促進(jin)了(le)工程(cheng)塑料加工技術的(de)(de)發(fa)展(zhan)。
尼(ni)龍(long)作為工(gong)程塑(su)(su)料中最大最重要的(de)品種,具有很(hen)強(qiang)的(de)生命力,主要在(zai)于(yu)它(ta)改性(xing)(xing)(xing)后實(shi)現高(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)化(hua),其次是(shi)汽車、電器、通訊(xun)、電子、機械等產(chan)(chan)業自身對(dui)產(chan)(chan)品高(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)要求越來(lai)越強(qiang)烈,相關產(chan)(chan)業的(de)飛(fei)速發展(zhan),促(cu)進(jin)了工(gong)程塑(su)(su)料高(gao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)化(hua)的(de)進(jin)程,改性(xing)(xing)(xing)尼(ni)龍(long)未來(lai)發展(zhan)趨勢如(ru)下。
①高強(qiang)度高剛性尼龍的市場需求(qiu)量越(yue)來越(yue)大,新的增(zeng)(zeng)強(qiang)材料如無(wu)機晶須增(zeng)(zeng)強(qiang)、碳纖(xian)維增(zeng)(zeng)強(qiang)PA將成(cheng)為重要的品種,主要是用于汽車發(fa)動機部(bu)(bu)件,機械(xie)部(bu)(bu)件以及航空(kong)設備部(bu)(bu)件。
②尼(ni)龍(long)合(he)金(jin)化將成為改性(xing)(xing)工(gong)程塑料(liao)發展(zhan)的(de)主(zhu)流。尼(ni)龍(long)合(he)金(jin)化是(shi)實(shi)現(xian)尼(ni)龍(long)高(gao)(gao)性(xing)(xing)能(neng)的(de)重要(yao)途徑,也是(shi)制(zhi)造(zao)尼(ni)龍(long)專用(yong)(yong)料(liao)、提(ti)高(gao)(gao)尼(ni)龍(long)性(xing)(xing)能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)手(shou)段。通過(guo)摻混其他高(gao)(gao)聚物,來改善尼(ni)龍(long)的(de)吸水性(xing)(xing),提(ti)高(gao)(gao)制(zhi)品的(de)尺(chi)寸穩定性(xing)(xing),以及低溫脆(cui)性(xing)(xing)、耐(nai)熱性(xing)(xing)和(he)耐(nai)磨性(xing)(xing)。從而(er),適用(yong)(yong)車種不(bu)同要(yao)求的(de)用(yong)(yong)途。
③納米(mi)尼龍的(de)制造(zao)技術與(yu)(yu)應用將得到迅速發展。納米(mi)尼龍的(de)優點(dian)在于其熱性能(neng)、力學性能(neng)、阻(zu)燃性、阻(zu)隔性比純(chun)尼龍高,而制造(zao)成本與(yu)(yu)普(pu)通(tong)尼龍相當(dang)。因(yin)而,具有很大的(de)競爭力。
④用于電子、電氣(qi)、電器的(de)阻(zu)燃尼龍與日俱增,綠(lv)色化阻(zu)燃尼龍越來越受(shou)到市場的(de)重視。
⑤抗(kang)靜電、導電尼(ni)龍(long)以及磁性尼(ni)龍(long)將成為(wei)電子設(she)備、礦(kuang)山(shan)機械、紡(fang)織(zhi)機械的首選材料。
⑥加工助劑的研究與(yu)應用,將推動改性(xing)(xing)尼龍的功(gong)能(neng)化、高性(xing)(xing)能(neng)化的進程。
⑦綜合(he)技術(shu)的(de)應用,產品的(de)精細(xi)化是推動其產業發(fa)展的(de)動力。
聚酰胺(an)(an)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)是大(da)分子(zi)鏈上具(ju)有-CO-NH-基團(tuan)一類纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)總稱(cheng)。常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)為脂肪族聚酯胺(an)(an)夕主要品(pin)種(zhong)有聚酰胺(an)(an)6和聚酰胺(an)(an)66,我國商品(pin)名稱(cheng)為錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)以(yi)長(chang)(chang)絲為主,少量的(de)(de)短纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)主要用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)和棉、毛(mao)或(huo)其他化纖(xian)(xian)混紡。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)長(chang)(chang)絲大(da)量用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)變形(xing)加(jia)工制(zhi)造彈(dan)力絲,作為機織或(huo)針織原料。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)一般采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)熔體法紡絲。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)強度(du)(du)為4~5.3cN/dtex,高(gao)強滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun)可達7.9cN/dtex以(yi)上,伸(shen)長(chang)(chang)率(lv)18%~45%,在10%伸(shen)長(chang)(chang)時的(de)(de)彈(dan)性回(hui)復率(lv)在90%以(yi)上。據測(ce)定(ding),錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)耐(nai)磨為棉纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)20倍、羊(yang)毛(mao)的(de)(de)20倍、粘(zhan)膠的(de)(de)50倍。耐(nai)疲勞性能居各種(zhong)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)之首。在民用(yong)(yong)(yong)(yong)上大(da)量用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)加(jia)工襪子(zi)和其他混紡制(zhi)品(pin),提高(gao)織物的(de)(de)耐(nai)磨牢度(du)(du),但(dan)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)(xian)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)模量低,抗(kang)摺皺性能不(bu)及滌(di)綸(lun)(lun)(lun)(lun),限制(zhi)了錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)在衣著領域的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)。錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾(lian)子(zi)線的(de)(de)壽命比粘(zhan)膠大(da)3倍,沖擊吸收(shou)能大(da),因此輪胎(tai)(tai)能在壞的(de)(de)路(lu)面上行(xing)駛,但(dan)由(you)于(yu)(yu)錦(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾(lian)子(zi)線伸(shen)長(chang)(chang)大(da),汽(qi)車停止時,輪胎(tai)(tai)變形(xing)產生平點,起動(dong)(dong)初期汽(qi)車跳動(dong)(dong)厲(li)害。因此只能用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)貨車的(de)(de)輪胎(tai)(tai),不(bu)宜作客車的(de)(de)輪胎(tai)(tai)簾(lian)子(zi)線之用(yong)(yong)(yong)(yong)。
錦(jin)綸(lun)(lun)纖維(wei)表面平整,不(bu)加油劑(ji)的(de)纖維(wei)摩擦系數很高,錦(jin)綸(lun)(lun)油劑(ji)貯存日久(jiu)易(yi)失效(xiao),紡(fang)織加工(gong)時還需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)添(tian)加油劑(ji)。
錦綸(lun)纖維的(de)吸濕比滌綸(lun)高,錦綸(lun)6與錦綸(lun)66在(zai)標(biao)準(zhun)條件下的(de)回潮率為4.5%,在(zai)合纖中僅次于維綸(lun)。染(ran)色性(xing)(xing)能好,可用酸性(xing)(xing)染(ran)料(liao),分散(san)性(xing)(xing)染(ran)料(liao)及其他染(ran)料(liao)染(ran)色。