揭秘尼龍改性設計思路，應用與趨勢
2023-07-12 17:12:07 點擊數： 來源：http://www.saohai.cn
聚酰胺（PA、俗稱尼龍）具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大應用范圍。聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或環(huán)內酰胺來合成。根據二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子數的不同，可制得多種不同的聚酰胺，目前聚酰胺品種多達幾十種，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的應用最廣泛。
為了提質增效，一些生產廠家依據不同需求進行改性制作的改性尼龍出現在人們的視野中。作為工程塑料的一種，改性尼龍大致包括：增強尼龍，增韌尼龍，耐磨尼龍，無鹵阻燃尼龍，導電尼龍，阻燃尼龍等。
幾種尼龍改性案例
玻璃纖維增強PA
在PA加入30% 的玻璃纖維，PA 的力學性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高，耐疲勞強度是未增強的2.5 倍。玻璃纖維增強PA 的成型工藝與未增強時大致相同，但因流動較增強前差，所以注射壓力和注射速度要適當提高，機筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會沿流動方向取向，引起力學性能和收縮率在取向方向上增強，導致制品變形翹曲，因此，模具設計時，澆口的位置、形狀要合理，工藝上可以提高模具的溫度，制品取出后放入熱水中讓其緩慢冷卻。另外，加入玻纖的比例越大，其對注塑機的塑化元件的磨損越大，最好是采用雙金屬螺桿、機筒。
阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃劑，大部分阻燃劑在高溫下易分解，釋放出酸性物質，對金屬具有腐蝕作用，因此，塑化元件（螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等）需鍍硬鉻處理。工藝方面，盡量控制機筒溫度不能過高，注射速度不能太快，以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學性能下降。
透明PA
具有良好的拉伸強度、耐沖擊強度、剛性、耐磨性、耐化學性、表面硬度等性能，透光率高，與光學玻璃相近，加工溫度為300-315 ℃，成型加工時，需嚴格控制機筒溫度，熔體溫度太高會因降解而導致制品變色，溫度太低會因塑化不良而影響制品的透明度。模具溫度盡量取低些，模具溫度高會因結晶而使制品的透明度降低。
耐候PA
在PA中加入了碳黑等吸收紫外線的助劑，這些對PA的自潤滑性和對金屬的磨損大大增強，成型加工時會影響下料和磨損機件。因此，需要采用進料能力強及耐磨性高的螺桿、機筒、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈組合。聚酰胺分子鏈上的重復結構單無是酰胺基的一類聚合物。
改性尼龍發(fā)展趨勢：
改性尼龍未來發(fā)展趨勢如下：
①高強度高剛性尼龍的市場需求量越來越大，新的增強材料如無機晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的品種，主要是用于汽車發(fā)動機部件，機械部件以及航空設備部件。
②尼龍合金化將成為改性工程塑料發(fā)展的主流。尼龍合金化是實現尼龍高性能的重要途徑，也是制造尼龍、尼龍專用料、提高尼龍性能的主要手段。通過摻混其他高聚物，來改善尼龍的吸水性，提高制品的尺寸穩(wěn)定性，以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而，適用車種不同要求的用途。
③納米尼龍的制造技術與應用將得到迅速發(fā)展。納米尼龍的優(yōu)點在于其熱性能、力學性能、阻燃性、阻隔性比純尼龍高，而制造成本與普通尼龍相當。因而，具有很大的競爭力。
④用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增，綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視。
⑤抗靜電、導電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設備、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加工助劑的研究與應用，將推動改性尼龍的功能化、高性能化的進程。
⑦綜合技術的應用，產品的精細化是推動其產業(yè)發(fā)展的動力。
改性尼龍的優(yōu)點
概括起來，主要在以下幾方面進行改性。
①改善尼龍的 吸水性，提高制品的尺寸穩(wěn)定性。
②提高尼龍的 阻燃性，以適應電子、電氣、通訊等行業(yè)的要求。
③提高尼龍的 機械強度，以達到金屬材料的強度，取代金屬
④提高尼龍的 抗低溫性能，增強其對耐環(huán)境應變的能力。
⑤提高尼龍的 耐磨性，以適應耐磨要求高的場合。
⑥提高尼龍的 抗靜電性，以適應礦山及其機械應用的要求。
⑦提高尼龍的 耐熱性，以適應如汽車發(fā)動機等耐高溫條件的領域。
⑧降低尼龍的 成本，提高產品競爭力。
其它諸如耐化學藥品性、耐候性、尺寸安定性佳等等性質，都是依據一些生產廠家所需求的不同而進行改性制作的，改性尼龍具有很多的特性，因此，在汽車、電氣設備、機械部構、交通器材、紡織、造紙機械等方面得到廣泛應用。總之，通過上述改進，我們可以實現尼龍復合材料的高性能化與功能化。
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