1、尼龍材料特性2010-07-03 14:37 統(tǒng)稱為尼龍pa6 和pa66 為主要的其他比較少具體尼龍(Nylon,Polyamide,簡稱PA是指由聚酰胺類樹脂構(gòu)成的塑料。此類樹脂可由二元胺與二元酸通過縮聚制得,也可由氨基酸脫水后形成的內(nèi)酰胺通過開環(huán)聚合制得,與PS、PE、PP等不同,PA不隨受熱溫度的升高而逐漸軟化,而是在一個(gè)靠近熔點(diǎn)的窄的溫度范圍內(nèi)軟化,熔點(diǎn)很明顯,熔點(diǎn):215-225。溫度一旦達(dá)到就出現(xiàn)流動。PA的品種很多,主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等。以PA6、PA66、PA610

2、、PA11、PA12最為常用。尼龍類工程塑料外觀上都呈現(xiàn)為角質(zhì)、韌性、表層光亮、白色(或乳白色或微黃色、透明或半透明的結(jié)晶性樹脂,它容易被著成任一種顏色。作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬。它們的密度均稍大于1,密度:1.14-1.15g/cm3。拉伸強(qiáng)度:>60.0Mpa。伸長率:>30%。彎曲強(qiáng)度:90.0Mpa。缺口沖擊強(qiáng)度:(KJ/m2>5。尼龍的收縮率為1%2%。需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率100% 相對吸濕飽和時(shí)能吸8%.使用溫度可-40 105之間。熔點(diǎn):215-225。合適壁厚2-3.5mm。PA的機(jī)械性能中如抗拉抗壓強(qiáng)度隨溫度和吸濕量而改變,所

3、以水相對是PA的增塑劑,加入玻纖后,其抗拉抗壓強(qiáng)度可提高2倍左右,耐溫能力也相應(yīng)提高,PA本身的耐磨能力非常高,所以可在無潤滑下不停操作,如想得到特別的潤滑效果,可在PA中加入硫化物。PA性能的主要優(yōu)點(diǎn)有:1.機(jī)械強(qiáng)度高,韌性好,有較高的抗拉、抗壓強(qiáng)度。比拉伸強(qiáng)度高于金屬,比壓縮強(qiáng)度與金屬不相上下,但它的剛性不及金屬?？估瓘?qiáng)度接近于屈服強(qiáng)度,比ABS高一倍多。對沖擊、應(yīng)力振動的吸收能力強(qiáng),沖擊強(qiáng)度比一般塑料高了許多,并優(yōu)于縮醛樹脂。2.耐疲勞性能突出,制件經(jīng)多次反復(fù)屈折仍能保持原有機(jī)械強(qiáng)度。常見的自動扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明顯的場合經(jīng)常應(yīng)用PA。3.軟化點(diǎn)高,耐熱(如

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

5、好的抗菌、抗霉能力。7.有優(yōu)良的電氣性能。電絕緣性好,尼龍的體積電阻很高,耐擊穿電壓高,在干燥環(huán)境下,可作工頻絕緣材料,即使在高濕環(huán)境下仍具有較好的電絕緣性。8.制件重量輕、易染色、易成型。因有較低的熔融粘度,能快速流動。易于充模,充模后凝固點(diǎn)高,能快速定型,故成型周期短,生產(chǎn)效率高。PA性能的主要缺點(diǎn);1.易吸水。吸水性大,飽和水可以達(dá)到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩(wěn)定性和電性能,特別是薄壁件增厚影響較大;吸水亦會大大降低塑料的機(jī)械強(qiáng)度。在選材時(shí),應(yīng)顧及使用環(huán)境及與別的元件的配合精度的影響。纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙

6、刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性,但不可長期與酸堿接觸。值得注意的是,加入玻纖后,尼龍的抗拉強(qiáng)度可提高2倍左右,耐溫能力也相應(yīng)得到提高.2.耐光性較差。在長期偏高溫環(huán)境下會與空氣中的氧發(fā)生氧化作用,開始時(shí)顏色變褐,繼面破碎開裂。3.注塑技術(shù)要求較嚴(yán):微量水分的存在都會對成型質(zhì)量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩(wěn)定性較難控制;制品中尖角的存在會導(dǎo)致應(yīng)力集中而降低機(jī)械強(qiáng)度;壁厚如果不均勻會導(dǎo)致制件的扭曲、變形;制件后加工時(shí)設(shè)備精度要求高。4.會吸收水、醇而溶脹,不耐強(qiáng)酸及氧化劑,不能作耐酸材料使用。用途尼龍主要用于汽車工業(yè),電氣電子工業(yè),交通運(yùn)輸業(yè),機(jī)械制造工業(yè),電線電纜通訊業(yè)

7、,薄膜及日常用品.制造各種軸承,齒輪,圓齒輪、凸輪、傘齒輪、輸油管,儲油器,保護(hù)罩,支撐架,車輪罩蓋,導(dǎo)流板,風(fēng)扇,空氣過濾器外殼,散熱器水室,制動管,發(fā)動機(jī)罩,車門把手.軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、襯套、輸油管、貯油器、繩索、傳動帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭各種滾子、滑輪、泵葉輪、風(fēng)扇葉片、蝸輪、推進(jìn)器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護(hù)套、剪切機(jī)、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設(shè)備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機(jī)上各種輸油管、活塞、繩索、傳動皮帶,紡織機(jī)械工業(yè)設(shè)備零霧料,以及日用品和包裝薄膜等。等。還有包裝用帶、食品用薄膜

8、(熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜的產(chǎn)量也相當(dāng)大。成型及后處理除透明尼龍外,其它尼龍都屬于結(jié)晶性塑料,有較高的熔點(diǎn),熔融溫度范圍較窄,熱穩(wěn)定性不好。PA較易吸濕,潮濕的尼龍?jiān)诔尚瓦^程中,表現(xiàn)為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現(xiàn)銀絲,所得制品機(jī)械強(qiáng)度下降,所以加工前材料必需干燥處理,可在80-110干燥6小時(shí),成型時(shí)允許含水量尼龍6和尼龍66為0.1%,尼龍11為0.15%,尼龍610為0.1-0.15%,最高不得超過0.2%。注意,PA類塑料在90以上干燥易引起變色。PA流動性好,易溢料,宜用自鎖時(shí)噴嘴,并應(yīng)加熱。同時(shí)由于溶體冷凝速度快,應(yīng)防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象。

9、模具溢邊值0.03,而且熔體粘度對溫度和剪切力變化都比較敏感,但對溫度更加敏感,降低熔體粘度先從料筒溫度入手。成型收縮范圍及收縮率大,方向性明顯,易發(fā)生縮孔,變形等。PA再生料的使用最好不超過三次,以免引起制品變色或機(jī)械物理性能的急劇下降,應(yīng)用量應(yīng)控制在25%以下,過多會引起工藝條件的波動,再生料與新料混合必須進(jìn)行干燥。開機(jī)時(shí)應(yīng)首先開啟噴嘴溫度,然后再給料筒加溫,當(dāng)噴嘴阻塞時(shí),切忌面對噴孔,以防料筒內(nèi)的溶體因壓力聚集而突然釋放,發(fā)生危險(xiǎn)。在停機(jī)時(shí)要清空螺桿,防止下次生產(chǎn)時(shí),扭斷螺桿。使用少量的脫模劑有時(shí)對氣泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龍制品的脫模劑可選用硬脂酸鋅和白油等,也可以混合成糊狀使用

10、,使用時(shí)必須量少而均勻,以免造成制品表面缺陷。尼龍制品的后處理是為了防止和消除制品中的殘留應(yīng)力或因吸濕作用所引起的尺寸變化。后處理方法有熱處理法和調(diào)濕法兩種。a.熱處理常用方法在礦物油、甘油、液體石蠟等高沸點(diǎn)液體中,熱處理溫度應(yīng)高于使用溫度10-20,處理時(shí)間視制品壁厚而異,厚度在3mm以下為10-15分鐘,厚度為3-6mm 時(shí)間為15-30分鐘,經(jīng)熱處理的制品應(yīng)注意緩慢冷卻至室溫,以防止驟冷引起制品中應(yīng)力重新生成。b.調(diào)濕處理調(diào)濕處理主要是對使用環(huán)境濕度較大的制品而進(jìn)行的,其辦法有兩種:一沸水調(diào)濕法,二醋酸鉀水溶液調(diào)濕法(醋酸鉀與水的比例為1.25:1,沸點(diǎn)121,沸水調(diào)濕法簡便,只要將制品

11、放置在濕度為65%的環(huán)境下,使其達(dá)到平衡吸濕量即可,但時(shí)間較長,而醋酸鉀水溶液調(diào)濕法的處理溫度為80-100醋酸鉀水溶液調(diào)濕法,處理時(shí)間主要取決制品壁厚,當(dāng)壁厚為1.5mm時(shí)約2小時(shí),3mm為8小時(shí),6mm為16-18小時(shí).常用商品尼龍介紹尼龍6,學(xué)名:聚已內(nèi)酰胺 NH ( CN25 CO n ,英文名polycaprolactam,簡稱PA6?；瘜W(xué)和物理特性PA6是半透明或不遠(yuǎn)明乳白色結(jié)晶形聚合物。燃燒成藍(lán)底黃火焰,燒植物味。熔融溫度較PA66低,加工性能比其他PA好。制件有較高沖擊強(qiáng)率,載荷分散性、柔軟性好,熱塑性、輕質(zhì)、韌性好、耐耐環(huán)己酮和芳香溶劑和耐久性好工作溫度80-1000C,低溫

12、脆化溫度-20至-300C,熔點(diǎn):215。熱分解溫度:>300。密度:1.13g/cm3。平衡吸水率:3.5%。適于輕載荷條件下使用,具有良好的耐磨性、自潤滑性和耐溶劑性。有較好的消振,降噪能力?？勺鳈C(jī)器儀表、儀器零件、電線電纜的絕緣;用玻纖增強(qiáng)后可制作齒輪、泵葉。但PA6吸水性很大,飽和吸水率高達(dá)10%左右,影響性能;又因介電常數(shù)較大,不宜用作高頻低損耗材料。PA6的化學(xué)物理特性和PA66很相似,然而,它的熔點(diǎn)較低,而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕性也更強(qiáng)。彈性比PA66大,疲勞強(qiáng)度鋼性,耐熱性低于尼龍66,因?yàn)樗芗脑S多品質(zhì)特性都要受到吸濕性的影響,

13、因此使用PA6設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn)。為了提高PA6的機(jī)械特性,經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑,有時(shí)為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠,如EPDM和SBR等。對于沒有添加劑的產(chǎn)品,PA6的收縮率在1%到1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向還要稍高一些。成型組裝的收縮率主要受材料結(jié)晶度和吸濕性影響。實(shí)際的收縮率還和塑件設(shè)計(jì)、壁厚及其它工藝參數(shù)成函數(shù)關(guān)系。典型應(yīng)用范圍:由于有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度被廣泛用于結(jié)構(gòu)部件。輕載荷,中等溫度(80-100無潤滑或少潤滑情況。由于有很好的耐磨損特性,還用于制造軸承。尼龍 66 學(xué)名：聚亞己基己二酸

14、酰胺或聚己二酰己二胺 NH ( CN26 NH CO(CH24 CO n ， 英文名: polyhexamethyleneadipamide 簡稱 PA66。 化學(xué)和物理特性 PA66 在聚酰胺材料中有轤高的熔點(diǎn)。它是一種半晶體-晶體材料。PA66 在轤高溫度也能 保持轤強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度。PA66 在成型后仍然具有吸濕性，其程度主要取決于材料的組成、 壁厚以及環(huán)境條件。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。尼龍 66 提供 了各種特性的最佳平衡性，并且是所有尼龍中最強(qiáng)狀的。 同 PA6 相比，PA66 更廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強(qiáng)度 要求的產(chǎn)品。 PA6

15、6 是 PA 系列中機(jī)械強(qiáng)度最高、應(yīng)用最廣的品種。其結(jié)晶度高，故剛性、 硬度、耐熱性都高，屈服強(qiáng)度轤 PA6 和 PA66 大，摩擦系數(shù)小，耐應(yīng)力開裂性良好，尤其 是抗蠕變性是熱塑性塑料中最強(qiáng)的品種之一；吸水率為 7%，工作溫度 100-1200C。適于 在中等軻荷條件下使用，可制作盛軻化學(xué)藥物的瓶、管，其他用途類似于 PA6。PA66 疲勞 強(qiáng)度和鋼性轤高，耐熱性轤好，摩擦系數(shù)低，耐磨性好，但吸濕性大，尺寸穩(wěn)定性丌夠。 為 了提高 PA66 的機(jī)械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玱璃就是最常見的添加劑，有時(shí)為 了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如 EPDM 和 SBR 等。 PA66 的粘性轤低

16、，因此流動性很好（但丌如 PA6）。這個(gè)性質(zhì)可以用來加工很薄的元件。 它的粘度對溫度變化很敏感。PA66 的收縮率在 1%2%之間，加入玱璃纖維添加劑可以將 收縮率降低到 0.2%1% 。 收縮率在流程方向和不流程方向相垂直方向上的相異是轤大的。 PA66 對許多溶劑具有抗溶性，但對酸和其它一些氯化劑的抵抗力轤弱. 采用 PA6 材料, 可以達(dá)到半透明效果, 但耐溫丌理想, 如采用 PA66, 則達(dá)丌到半透明效 果，PA66 比 PA6 的耐熱性能要好，PA66 的剛性好，PA6 的韌性好，尼龍 66 的價(jià)格比尼 龍 6 的貴，手感轤尼龍 6 柔軟，可做超細(xì)纖維，做高檔服裝面料，現(xiàn)在市場上質(zhì)量

17、好的羽 絨面料都用尼龍 66，手感滑膩，轱薄柔軟，并有防羽效果。但染色轤困難，丌易上色，需 要高溫染色，色牢度也丌是很好。 尼龍 66 和尼龍 6 同屬聚酰胺纖維，尼龍 66 是由己二酸 己二胺縮聚而成；而尼龍 6 則是由己內(nèi)酰胺縮聚而成。從分子結(jié)構(gòu)上看，這兩種纖維是非 常相似的，所以兩者的物理及化學(xué)性能也基本近似。所丌同的是尼龍 66 相鄰分子間的氫鍵 結(jié)合得更加牢固，因此它的熔點(diǎn)高達(dá) 260，比尼龍 6 要高出 40左右，耐熱性能比轤優(yōu) 越。兩者的織造和縫紉性能都還丌錯，但尼龍 66 的熔點(diǎn)轤高，耐熱性能轤好，彈性模量也 更好，更適合制造耐熱應(yīng)變的產(chǎn)品， 如輪胎簾子線和耐熱水洗滌織物以及梭

18、織物。丌過這 都是從細(xì)微的方面來區(qū)別的， 實(shí)際上兩者在服裝用紡織品上的差別是丌大的， 主要用途差異 在工業(yè)應(yīng)用上，特別是在簾子線的用途上，尼龍 66 更加優(yōu)秀。 典型應(yīng)用范圍： 應(yīng)用： 中等軻荷， 使用溫度<100-120 度無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動零件。 尼龍 610 分子式 NH ( CN26 NH CO(CH28 CO n 簡稱 PA610 特性及應(yīng)用 PA610 易于成型，性能介于 PA6 和 PA66 之間，硬度轤高，耐磨性比 PA6 稍差。最大特 點(diǎn)是吸水變化很小，尺寸轤穩(wěn)定，可代替 PA6 和 PA66 制作精密尺寸制件。PA610 強(qiáng)度、 剛性耐熱性低于尼龍 66，但吸濕性小，耐磨性好。土黃色。 應(yīng)用：同尼龍 6，宜作要求比轤精密的齒輪，工作條件濕度變化大的零件。 PA12 聚酰胺 12 或尼龍 12 特性及應(yīng)用 PA12 是從丁二烯線性，半結(jié)晶-結(jié)晶熱塑性材料。它的特性和 PA11 相似，但晶體結(jié)構(gòu)丌