PA基礎(chǔ)知識PPT課件

1、.,1,PA（尼龍）概論,.,2,尼龍的一些基本概念,.,3,聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），英文名稱Polyamide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)NHCO的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪 芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。,.,4,尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66，占絕對主導(dǎo)地位，其次是尼龍11，尼龍12，尼龍610，尼龍 612，另外還有尼龍 1010，尼龍46，尼龍7，尼龍9，尼龍13，新品種有尼龍6I，尼龍9T和特殊尼龍 MXD6（阻隔性樹脂）等，尼龍的改性品種數(shù)量繁多，如增強(qiáng)尼龍，單體澆鑄尼龍（M

2、C尼龍），反應(yīng)注射成型（RIM）尼龍， 芳香族尼龍，透明尼龍，高抗沖（超韌）尼龍，電鍍尼龍，導(dǎo)電尼龍，阻燃尼龍，尼龍與其他聚合物共混物和合金等，滿足不同特殊要求，廣泛用作金屬，木材等傳統(tǒng)材料代用品，作為各種結(jié)構(gòu)材料。,.,5,尼龍是最重要的工程塑料，產(chǎn)量在五大通用工程塑料中居首位 尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，

3、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,.,6,尼龍中尼龍66的硬度、剛性最高，但韌性最差。各種尼龍按韌性大小排序?yàn)椋?PA66PA66/6PA6PA610PA11PA12。 尼龍的燃燒性為UL94V-2級，氧指數(shù)為24-28，尼龍的分解溫度299，在449499時會發(fā)生自燃。 尼龍的熔體流動性好，故制品壁厚可小到1mm。,.,7,尼龍的分類,.,8,1、PA6 中文名稱：聚己內(nèi)酰胺 結(jié)構(gòu)式：-NH（CH2）5CO n （1）、物理化學(xué)性能 a、熱性能 尼龍6熱性能好，熔點(diǎn)較高，為220，在眾多的尼龍品種中，低于尼龍46和尼龍66，而高于其他品種。尼龍6的熱變形溫度和所承受的載

4、荷關(guān)系很大，例如，當(dāng)載荷為0.45MPa時，其熱變形溫度為150，而當(dāng)載荷增加到1.82MPa時，其熱變形溫度迅速降到63。當(dāng)載荷一定時，尼龍6的熱變形溫度隨吸水率的增加而降低。,.,9,b、阻燃性 尼龍6由于在分子結(jié)構(gòu)上帶有含氫的酰胺基，而且酰胺基的濃度較高，因此具有良好的阻燃性，屬于自熄性樹脂。其中尼龍6的氧指數(shù)為24.5，在工程塑料中屬于氧指數(shù)較高的品種。,.,10,c、電性能 尼龍6具有良好的電性能，由于PA6是聚酰胺基濃度較高的產(chǎn)品，其電性能受溫度，吸收率的影響較大。 d、耐化學(xué)藥品 PA6對脂肪族烴類，特別是汽油和潤滑油，具有優(yōu)異的抵抗性，但能溶解于濃無機(jī)酸、甲酸和酚類化合物。在堿

5、性條件下幾乎不水解，但在酸性條件下水解。,.,11,e、耐候性 尼龍6隨著在大氣中暴露時間的增長，機(jī)械性能下降，但某些機(jī)械性能下降到某一數(shù)值后，會出現(xiàn)平緩的傾向。另外，適當(dāng)加入碳黑和穩(wěn)定劑能有效的提高尼龍的耐候性。,.,12,（2）、成型特性 a、流動性 影響尼龍6熔體流動性的主要因素有聚合物粘度、注射壓力、物料溫度、模具溫度及澆口橫截面積等。隨著相對粘度的降低，尼龍6的流動距離急劇增大。澆口橫截面積大，雖然有利于流動，但如果注射速度不高，對增大流動距離并不能產(chǎn)生顯著效果。,.,13,b、成型收縮率 尼龍是結(jié)晶聚合物，隨著熔體在型腔中冷卻，就會結(jié)晶并產(chǎn)生較大收縮。熔點(diǎn)和結(jié)晶是影響尼龍成型收縮率

6、的主要原因。結(jié)晶度越大，熔點(diǎn)越高，因而其成型收縮率也較大。模具溫度低，結(jié)晶度有所降低，反之亦然。另外尼龍的成型收縮率隨著制品厚度的增大而增大。,.,14,c、成型精度 尼龍制品在成型后由于存在內(nèi)應(yīng)力和出現(xiàn)吸濕現(xiàn)象，會造成制品精度的變化。內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生通常是由于冷卻速度過快和熔體流動不良所致，一般可以通過熱處理來消除。尼龍制品的吸水率較高，而且隨時間的延長逐漸增大最后趨于平衡。在諸多尼龍品種中，尼龍6的吸水率最大。由于尼龍6制品吸水率大，在不同的濕度下使用其精度發(fā)生變化。,.,15,（3）、典型用途 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。由于有很好的耐磨損性，還用于制造軸承。 （4）、注

7、塑模工藝條件 干燥處理：PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特別要注意。如果材料是用防水材料包裝供應(yīng)的，建議在80以上的熱空氣中干燥16小時。如果材料已經(jīng)在空氣中暴露超過8小時，建議105/8小時以上的真空烘干。,.,16,熔化溫度：230280，增強(qiáng)品種為250280. 模具溫度：8090。模溫顯著的影響結(jié)晶度，因此對于薄壁建議模具溫度為8090，如果壁厚大于3mm，使用2040 ，對于玻璃增強(qiáng)材料模具溫度應(yīng)大于80。 注射壓力：一般在7501250bar之間（取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）。,.,17,注射速度：高速（對增強(qiáng)型材料要稍微降低）。 流道和澆口：由于PA6的凝固時間很短，因此澆口的位

8、置非常重要。澆口孔徑大于0.5*t時（這里t為塑件厚度），使用熱流道澆口應(yīng)比常規(guī)流道小一些，潛入式澆口最小直徑應(yīng)當(dāng)是0.75mm.,.,18,2、PA66 中文名稱：聚己二酰己二胺 結(jié)構(gòu)式：-NH（CH2）6NHCO(CH2)4COn （1）、物理化學(xué)性能 尼龍66為半透明或不透明的乳白色結(jié)晶樹脂。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的強(qiáng)度、剛性和韌性。耐磨性、耐蠕變性和自潤性優(yōu)良。耐熱性和耐低溫型能良好，屬自熄性材料。耐油突出。但吸水性較大，制品尺寸穩(wěn)定性較差。為提高機(jī)械特性，會加入各種各樣的改性劑。粘性較低，流動性很好，可以加工很薄的元件；粘度對溫度變化很敏感。PA66的收縮率在1%2%之間，加玻璃

9、纖維收縮率收縮率降低到0.2%1%。收縮率在流程方向和與流程方向垂直方向上的相異是比較大的。PA66對許多溶劑具有抗溶性，但對酸其他一些氯化劑的抵抗力較弱。,.,19,（2）、典型用途 PA66更廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其他需要有抗沖擊性和高強(qiáng)度要求的產(chǎn)品。 （3）、注塑模工藝條件 干燥處理：加工前材料建議在85的熱空氣中干燥處理；濕度大于0.2%，需105/12小時真空干燥。 熔化溫度：260290。對玻璃添加劑的產(chǎn)品為275280.,.,20,模具溫度：建議80。對于薄壁塑件，如果使用低于40的模溫需要進(jìn)行退火處理。 注射壓力：通常在7501250bar，取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 注

10、射速度：高速（對于增強(qiáng)型材料應(yīng)稍低一些）。 流道和澆口：由于PA6的凝固時間很短，因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑大于0.5*t時（這里t為塑件厚度），使用熱流道澆口應(yīng)比常規(guī)流道小一些，潛入式澆口最小直徑應(yīng)當(dāng)是0.75mm.,.,21,附：尼龍6、尼龍66工藝合成流程,.,22,.,23,3、PA12 中文名稱：聚十二丙酰胺 結(jié)構(gòu)式： -NH-（CH2）11CO n （1）、 物理化學(xué)性能 a、力學(xué)性能 尼龍12分子結(jié)構(gòu)中的聚酰胺基的濃度較低，因而其機(jī)械強(qiáng)度和剛度低于尼龍6和尼龍66。尼龍12的拉伸強(qiáng)度、彎曲彈性模量隨溫度的升高而降低。尼龍12的吸水率在尼龍系列品種中是最低的，吸水率對其機(jī)械性

11、能的影響甚微。,.,24,b、耐熱性 尼龍12的熔點(diǎn)為178，其耐熱性明顯低于尼龍66和尼龍6，但其耐低溫性能優(yōu)異，使用溫度范圍較寬，為-5590.尼龍12的熱變形溫度隨吸水率的增加而略有降低。 c、耐化學(xué)藥品 PA12對脂肪族烴類，特別是汽油和潤滑油，具有優(yōu)異的抵抗性。耐稀酸、堿和各種鹽類，但在濃硫酸、甲酸和酚類化合物及高錳酸鉀等氧化劑中溶解。,.,25,（2）、典型用途 a、汽車工業(yè) 尼龍12耐油優(yōu)異，滲透性低，抗撕裂強(qiáng)度高，使用溫度范圍廣，可耐-55低溫，故廣泛用于制造汽車軟管。此外，尼龍12還用于生產(chǎn)各種汽車零部件，如轉(zhuǎn)向盤、排擋手柄、軸承、齒輪、油箱襯套等。 b、電器零件 由于尼龍1

12、2制成的元件具有消音功能，因此發(fā)展很快，廣泛用于制造錄音機(jī)和鐘表齒輪等。,.,26,（3）、注塑模工藝條件 尼龍12的熔點(diǎn)明顯低于尼龍66和尼龍6，因而其成型收縮率也明顯低于尼龍66和尼龍6。在眾多的尼龍主要產(chǎn)品中，尼龍12的酰胺基濃度最低，因而其吸水率最低，制品的成型精度高，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良。 注射速度：高速,.,27,注射機(jī)類型：螺桿式 料筒溫度：190260 噴嘴溫度：220240 模具溫度：未增強(qiáng)型：3040，薄 壁或大面積元件：8090，增強(qiáng)型：90100 注射壓力：60100MPa（建議采用低保壓壓力和高熔化溫度） 螺桿轉(zhuǎn)速：40100r/min,.,28,流道和澆口：對于未加添加劑

13、的材料，由于材料粘性較低，流道直徑應(yīng)在3mm左右。對于增強(qiáng)型材料要求58mm的大流道直徑。流道形狀應(yīng)當(dāng)全部為圓形，注入口應(yīng)盡可能的短?？梢允褂枚喾N形式的澆口。大型塑件不要使用小澆口，這是為了避免對塑件產(chǎn)生過高的壓力或過大的收縮率。澆口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潛入式澆口，建議最小的直徑為0.8mm。熱流道模具很有效，但是要求溫度控制得很精確，以防止材料在噴嘴處滲漏或凝固。如果使用熱流道，澆口尺寸應(yīng)當(dāng)比冷流道要小一些。,.,29,4、PA11 中文名稱：聚十一內(nèi)酰胺 結(jié)構(gòu)式：HNH (CH2) 10 CO n OH （1）、物理化學(xué)性能 a、化學(xué)性能 尼龍11 的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良,對堿、醇、

14、酮、芳香烴、鹽溶液、油脂類都有很好的抗腐蝕性,對酸的抗腐蝕性則根據(jù)酸的種類及濃度和溫度而定, 酚類及甲酸是尼龍11 的強(qiáng)溶劑,使用時應(yīng)避免加入。,.,30,b、耐候性 尼龍11 的耐候性中等,可加入適當(dāng)?shù)念伭虾妥贤饩€吸收劑提高其耐候性。 c、力學(xué)性能 尼龍11的力學(xué)性能優(yōu)良，具有較高的沖擊強(qiáng)度，良好的耐應(yīng)力開裂性和動態(tài)疲勞性能，尤其是其低溫性能優(yōu)異，脆化溫度是-70，,在很低溫度下仍可保持其韌性。它的曲撓性好,在主要尼龍品種中其抗彎模量最低。-40 時它的抗彎模量仍與尼龍1010 、尼龍12 室溫時的抗彎模量相近。,.,31,d、熱性能 尼龍11 的亞甲基鏈較長,柔性較好導(dǎo)致熔融溫度和玻璃化溫

15、度較低。其玻璃化溫度為43 , 熱傳導(dǎo)率為1.05 kJ/m.h.,線膨脹系數(shù)為15 10 -5/ ,最大連續(xù)使用溫度為60 。 e、電性能 尼龍11 具有十分優(yōu)良的介電、熱電和鐵電性能。由于吸水率低,其電性能很少受潮濕環(huán)境的影響。,.,32,f、其他性能 尼龍11 還具有抗白蟻蛀蝕,表面非常光滑, 不受霉菌侵蝕,對人體無毒,易于成型加工等突出性能。,.,33,（2）、典型用途 由于尼龍11 具有優(yōu)良的性能,特別是吸水性低,低溫性能優(yōu)異,化學(xué)穩(wěn)定性好,使其在汽車、電子電器、軍工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 。 a、汽車工業(yè) 使用塑料取代金屬材料能降低車重,進(jìn)而降低油耗。隨著汽車塑料化的深入發(fā)展,尼龍

16、11 已成為汽車制造的理想材料。目前全球約有50 % 尼龍11 用于汽車工業(yè)。尼龍11 具有耐油、耐化學(xué)腐蝕、耐高低溫、耐磨、耐壓等優(yōu)點(diǎn),可用于制作各種汽車用油管、軟管、空壓管。尼龍11 管路內(nèi)壁光滑、阻力小、密封性好、不易疲勞開裂,而且質(zhì)輕、耐用、易于安裝與維修。利用尼龍11 耐磨、耐水、質(zhì)輕、尺寸穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn),可用于制作汽車的電路接合器、刮雨器、汽油過濾網(wǎng)、儀表盤、保險杠等數(shù)十種零部件。,.,34,b、電子電器工業(yè) 由于尼龍11 尺寸穩(wěn)定性好、介電性能優(yōu)良, 且抗震經(jīng)撞、不易磨損,并有自動熄火和易于模塑等特性,可用于制造各種插接件、高壓斷路裝置連接桿、限位開關(guān)、熱位繼電器、線圈骨架

17、、變速齒輪等電子電器零部件。 又由于尼龍11 不受白蟻危害、不受電弧滲透電流及電解腐蝕的影響,用作電線電纜防護(hù)套可提高電纜的可靠性并延長其使用壽命。,.,35,c、軍械工業(yè) 尼龍11 是軍事裝備的理想新材料,用它制作的軍事器材能耐潮濕、干旱、嚴(yán)寒、酷暑、塵土、海水或含鹽分的空氣以及各種碰撞等考驗(yàn),可用作槍托、握把、降落傘蓋、訓(xùn)練彈及軍用水壺、油壺、軍用直升機(jī)油箱、軍用通訊設(shè)施等。,.,36,d、其他 尼龍11 樹脂無毒,有良好的耐低溫性能可應(yīng)用于食品工業(yè),制作速凍食品的容器、各種包裝材料、牛奶等液體食品的傳輸?shù)赖取?尼龍11 質(zhì)輕、耐潮濕、耐蟲蛀、耐腐蝕,應(yīng)用于城市煤氣管道施工方便,使用壽命長。尼龍11 粉末涂料涂覆于金屬材料表面既可保護(hù)材料的結(jié)構(gòu)性能又保持了耐環(huán)境的性能。尼龍11 還可用于制造各種機(jī)械零件、醫(yī)療器材、體育用品等。,.,37,PA樹脂主要生產(chǎn)工廠,.,38,1、杜邦,.,39,2、BASF,.,40,3、拜耳 4、DSM,.,41,5、旭化成 6、首諾,.,42,此外還有一些工廠生產(chǎn)，例如SABIC、俄羅斯古比雪夫、臺