工程塑料中的尼龍家族你都認識嗎

聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），包括脂肪族尼龍和芳香族尼龍（芳香族尼龍又包括了半芳香族尼龍和全芳香族尼龍）。其中脂肪族尼龍品種多，產(chǎn)量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定，比如PA66、PA12等。芳香族尼龍大部分是高溫尼龍，用量沒有脂肪族尼龍那么大，但憑借其優(yōu)異的性能，有價值的應用開發(fā)也越來越多，比如PA9T、PA6T等。第一部分：脂肪族尼龍脂肪族尼龍的分類1、根據(jù)二元胺和二元酸的碳原子數(shù)，由兩種單體合成的尼龍有：PA46、PA66、PA610、PA612、PA1010等；2、根據(jù)單體所含的碳原子數(shù)命名有：PA6、PA11、PA12等。脂肪族尼龍的特性尼龍有優(yōu)良的韌性、自潤滑性、耐磨性、耐化學性、氣體透過性、及耐油性、無毒和容易著色等優(yōu)點，所以尼龍在工業(yè)上得到廣泛應用。尼龍沖擊強度高(高過ABS，POM但比PC低)。熱變形溫度低,吸濕性大,尺寸穩(wěn)定性差。最常用的PA66在尼龍材料中結(jié)構(gòu)較強，PA6具有最佳的加工性能。脂肪族尼龍的工藝特性流變特性尼龍大多數(shù)為結(jié)晶性樹脂，當溫度超過其熔點后，其熔體粘度較小，熔體流動性極好，應防止溢邊的發(fā)生。同時由于熔體冷凝速度快，應防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象。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。吸水性與干燥尼龍的吸水性較大，潮濕的尼龍在成型過程中，表現(xiàn)為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現(xiàn)銀絲，所得制品機械強度下降，所以加工前材料必需干燥。結(jié)晶性除透明尼龍外,尼龍大都為結(jié)晶高聚物,結(jié)晶度高,制品拉伸強度、耐磨性、硬度、潤滑性等項性能有所提高，熱膨脹系數(shù)和吸水性趨于下降，但對透明度以及抗沖擊性能有所不利。模具溫度對結(jié)晶影響較大,模溫高結(jié)晶度高,模溫低結(jié)晶度低。收縮率與其他結(jié)晶塑料相似，尼龍樹脂存在收縮率較大的問題,一般尼龍的收縮同結(jié)晶關系最大，當制品結(jié)晶度大時制品收縮也會加大,在成型過程中降低模具溫度/加大注射壓力/降低料溫都會減小收縮，但制品內(nèi)應力加大易變形。比如非玻纖增強的PA6和PA66收縮率在1.5-2%，加入玻璃纖維后可以使收縮率降低到0.3%～0.8%。第二部分：芳香族尼龍前面我們有提到過，芳香族尼龍又包括了半芳香族尼龍和全芳香族尼龍。全芳族尼龍，例如聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）和聚間苯二甲酰間苯二胺（PMIA）等，由于分子鏈中的芳基使其具有良好的力學性能、絕緣性、化學穩(wěn)定性和超高的熱性能。目前全芳香尼龍主要應用于航天、原子能工業(yè)和電子電氣等行業(yè)。但全芳香尼龍超高的熔點使其無法熔融擠出和注射成型，只能采用特殊的方法進行成型加工，限制了它在日常工程塑料方面的應用，也難以回收再利用。半芳香族尼龍，分子鏈中既含芳基也含有亞甲基，使其兼具脂肪族聚酰胺和全芳香尼龍的特點，既具備優(yōu)良的力學性能、熱性能還能進行常規(guī)的熔融擠出和注塑成型，適合在耐高溫領域廣泛使用。隨著近年來汽車工業(yè)和電子電氣工業(yè)的迅速發(fā)展和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的需求，其市場需求不斷增大，應用開發(fā)也有了很多的進展，半芳香族尼龍主要包括PA9T、PA6T、PA10T等等，下面我們分別來做一下了解。耐高溫尼龍之PA6TPA6T是半芳香族尼龍中的典型代表，是由己二胺和對苯二甲酸縮聚而成。純的PA6T熔點高達370℃，在這個溫度下尼龍已經(jīng)發(fā)生了降解，無法進行熱塑成型，所以市面流通的PA6T均是經(jīng)過與其他單體共聚后降低了熔點的共聚物或復合物。PA6T在脂肪鏈的基礎上引入了大量苯環(huán)，與傳統(tǒng)的PA6、PA66相比，PA6T擁有更高的Tg，較低的吸水率，尺寸穩(wěn)定性以及耐熱性好等特點。由于PA6T需要引入其他單體進行共聚以降低熔融加工溫度，不同的單體配比成為PA6T改性的關鍵,因此可以說,PA6T的耐高溫改性具有很大的發(fā)展空間。應用范圍：由于其優(yōu)異的耐焊接性、低吸水率、優(yōu)良流動性等等，在汽車零件，機械零件以及電氣/電子零件如手機、無人機等上均有廣泛的應用。耐高溫尼龍之PA9TPA9T是由日本公司獨自開發(fā)的，是以壬二胺和對苯二甲酸縮聚而成，商品名為Genestar。雖然同為半芳香性尼龍，PA9T在加工前并不需要像PA6T一樣要通過共聚改性降低熔點，純的PA9T熔點在306℃。PA9T高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(125℃)和高的結(jié)晶性，賦予了其在高溫環(huán)境下良好的韌性。同時它還擁有其它PA材料無法比擬的耐化學品性能，僅次于PPS，而其吸水率只有0.17%，是所有PA當中最低的。PA9T的綜合性能無疑是傳統(tǒng)耐熱尼龍中比較好的一種，而隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，其成本將會接近普通PA的成本，因此PA9T是一個有很大發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N。應用領域：主要應用于電氣電子工業(yè)、汽車工業(yè)及纖維工業(yè)三個領域。耐高溫尼龍之PA10TPA10T是以對苯二甲酸和癸二胺為單體，經(jīng)縮聚聚合而成，具有優(yōu)異的耐熱性能，其熔點在316℃，耐化學腐蝕性能，吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好，玻纖增強改性后耐無鉛焊錫溫度超過280℃，綜合性能優(yōu)異。與其他短鏈高溫尼龍如PA46、PA4T、PA6T、PA6I、等相比，PA10T具有較長的二胺柔性長鏈，使得大分子具有一定的柔順性，從而具有較高的結(jié)晶速率和結(jié)晶度，適用于快速成型，制作一些小型的電子元器件，比如LED反射支架、連接器等。又由于其分子主鏈中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)所帶來的剛性和耐腐蝕性等優(yōu)異性能，PA10T的改性產(chǎn)品也可以應用到一些化學試劑，或耐熱的環(huán)境中，比如水處理、納米注塑NMT、發(fā)動機周邊等。應用范圍：LED反射支架、連接器、水處理、納米注塑NMT、發(fā)動機周邊等。耐高溫尼龍之PA4TPA4T是21世紀以來第一個合成的高溫尼龍，由掌握著全球唯一丁二胺工業(yè)化方案的帝斯曼推出。與PA6T相似，其熔點也很高（430℃），一般也是與其他尼龍共聚，比如尼龍66或尼龍6。這種21世紀的第1個新聚合體，具有卓越的空間穩(wěn)定性、無鉛焊接兼容性、高熔點，在溫度上升的情況下具有很高的硬度和機械強度，且相比DSM公司原有的PA46產(chǎn)品，甚至是PA9T，它顯示出了超低的吸水率。應用范圍：PA4T可以應用在電子電氣、汽車工業(yè)中。在電子電氣領域，PA4T可用于生產(chǎn)體積小、質(zhì)量輕、使用壽命長的電子元器件，例如電路板、記憶卡接插件、內(nèi)存模塊連接器、CPU插座、電流轉(zhuǎn)向器、耐高溫線軸等產(chǎn)品，應用在智能手機、平板電腦、PC電腦、可穿戴設備等領域。在汽車工業(yè)中，PA4T可用于生產(chǎn)電氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、引擎蓋等耐高溫汽車零部件。此外，PA4T在航空航天領域也有需求。耐高溫尼龍之PA5TPA5T熔點會低于PA6T，此前限制其發(fā)展的主要原因在于戊二胺的產(chǎn)