尼龍是美(mei)國杰出(chu)(chu)的科(ke)學家(jia)卡羅瑟斯(Carothers)及其(qi)領導下的一個科(ke)研小組研制出(chu)(chu)來(lai)的,是世界(jie)上出(chu)(chu)現的第一種合成纖維,尼龍是聚酰胺纖維(錦(jin)綸)的一種說(shuo)法(fa)。
尼龍的(de)(de)出現使(shi)紡織品的(de)(de)面貌煥然一(yi)新(xin),它的(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)是合(he)成(cheng)(cheng)纖維工(gong)業(ye)的(de)(de)重(zhong)大(da)突(tu)破,同(tong)時也是高分子化學的(de)(de)一(yi)個非常重(zhong)要里程碑。
聚(ju)酰(xian)(xian)胺俗稱(cheng)尼龍(long)(Nylon),英文(wen)名(ming)稱(cheng)Polyamide(簡稱(cheng)PA),是分(fen)子主鏈上含有(you)重復酰(xian)(xian)胺基(ji)團—[NHCO]—的(de)熱塑(su)性(xing)樹脂(zhi)總稱(cheng),包括(kuo)脂(zhi)肪族(zu)PA,脂(zhi)肪—芳香族(zu)PA和芳香族(zu)PA。其中(zhong)脂(zhi)肪族(zu)PA品種多,產量大,應用廣泛(fan),其命名(ming)由合成單體(ti)具體(ti)的(de)碳(tan)原子數而(er)定(ding)。由美(mei)國著名(ming)化學(xue)家卡羅瑟斯和他的(de)科研小(xiao)組發明(ming)的(de)。
常(chang)用(yong)的錦(jin)綸纖(xian)維可分為兩大類(lei)。
一類是(shi)由(you)二(er)胺(an)和(he)二(er)酸(suan)縮聚而(er)得(de)的(de)聚二(er)酸(suan)二(er)胺(an),其(qi)長鏈分子的(de)化(hua)學結(jie)構式為(wei):
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這(zhe)類錦綸(lun)(lun)的相(xiang)對分子(zi)量一(yi)般為17000-23000。根(gen)據所用(yong)二元胺(an)和二元酸的碳(tan)(tan)原子(zi)數(shu)(shu)不同(tong),可以得(de)到不同(tong)的錦綸(lun)(lun)產品,并可通過(guo)加(jia)在錦綸(lun)(lun)后(hou)的數(shu)(shu)字區別,其中前一(yi)數(shu)(shu)字是(shi)(shi)二元胺(an)的碳(tan)(tan)原子(zi)數(shu)(shu),后(hou)一(yi)數(shu)(shu)字是(shi)(shi)二元酸的碳(tan)(tan)原子(zi)數(shu)(shu)。例如錦綸(lun)(lun)66,說(shuo)明(ming)它是(shi)(shi)由己二胺(an)和己二酸縮聚制得(de);錦綸(lun)(lun)610,說(shuo)明(ming)它是(shi)(shi)由己二胺(an)和癸二酸制得(de)。
另(ling)一類是(shi)由內酰胺(an)縮聚或開(kai)環聚合得到(dao)的,其(qi)長鏈分子的化學(xue)結構式(shi)為(wei):
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根據其(qi)單元結構(gou)所含碳原(yuan)子(zi)數目,可得到(dao)不同(tong)品種的(de)命(ming)名。例如錦綸6,說明它是由(you)含6個碳原(yuan)子(zi)的(de)己(ji)內酰胺開環(huan)聚合而(er)得。
錦(jin)(jin)(jin)綸6、錦(jin)(jin)(jin)綸66及(ji)其他(ta)脂肪族錦(jin)(jin)(jin)綸都由帶有酰胺(an)鍵(jian)(-NHCO-)的線型大分(fen)子(zi)組成(cheng)。錦(jin)(jin)(jin)綸分(fen)子(zi)中有-CO-、-NH-基(ji)團,可(ke)以在分(fen)子(zi)間或分(fen)子(zi)內形(xing)成(cheng)氫(qing)鍵(jian)結(jie)合,也可(ke)以與其他(ta)分(fen)子(zi)相結(jie)合,所以錦(jin)(jin)(jin)綸吸濕(shi)能(neng)力較好,并(bing)且(qie)能(neng)夠形(xing)成(cheng)較好的結(jie)晶結(jie)構。
錦(jin)綸分(fen)子(zi)中的-CH2-(亞甲基)之間因只能產生較弱的范德華力(li),所(suo)以(yi)-CH2-鏈段部(bu)分(fen)的分(fen)子(zi)鏈卷(juan)曲度較大。各種錦(jin)綸因今(jin)-CH2-的個數不同(tong)(tong),使(shi)分(fen)子(zi)間氫(qing)鍵的結合形(xing)式不完(wan)全相同(tong)(tong),同(tong)(tong)時分(fen)子(zi)卷(juan)曲的概(gai)率也不一樣。另外,有些(xie)錦(jin)綸分(fen)子(zi)還有方(fang)向性。分(fen)子(zi)的方(fang)向性不同(tong)(tong),纖維的結構性質也不完(wan)全相同(tong)(tong)。
采用熔紡法制(zhi)得的(de)(de)(de)錦(jin)綸在顯(xian)微(wei)鏡中觀察到的(de)(de)(de)形態結構具有(you)圓形的(de)(de)(de)截(jie)面和(he)無特(te)殊的(de)(de)(de)縱向結構。在電子(zi)(zi)(zi)顯(xian)微(wei)鏡下可觀察到絲狀的(de)(de)(de)原纖(xian)組織,錦(jin)綸66的(de)(de)(de)原纖(xian)寬約10-15nm。如用異(yi)形噴絲板,可制(zhi)成(cheng)各種特(te)殊截(jie)面形狀的(de)(de)(de)錦(jin)綸,如多角形、多葉形、中空(kong)等(deng)異(yi)形截(jie)面。它的(de)(de)(de)聚(ju)焦態結構與紡絲過程的(de)(de)(de)拉伸(shen)及熱(re)處理有(you)密切關(guan)系。不同錦(jin)綸的(de)(de)(de)大(da)分子(zi)(zi)(zi)主(zhu)鏈都由碳原子(zi)(zi)(zi)和(he)氮原子(zi)(zi)(zi)相連(lian)而成(cheng)。
異形(xing)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)可改變纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的彈性(xing)(xing),使纖(xian)(xian)(xian)維(wei)具有(you)特殊的光(guang)(guang)澤與膨松性(xing)(xing),并改善(shan)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)的抱合性(xing)(xing)能(neng)與覆蓋能(neng)力以(yi)及(ji)抗起(qi)(qi)球、減少靜(jing)電等性(xing)(xing)能(neng)。如三(san)角(jiao)形(xing)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)有(you)閃光(guang)(guang)效應;五葉形(xing)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)有(you)肥光(guang)(guang)般光(guang)(guang)澤,手(shou)感(gan)良好,并抗起(qi)(qi)球;中空纖(xian)(xian)(xian)維(wei)由于內部有(you)空腔,密度小,保暖(nuan)性(xing)(xing)好。
聚酰(xian)(xian)胺(an)(PA,俗稱(cheng)尼龍(long))是美(mei)國DuPont公(gong)司最先(xian)開發(fa)用(yong)于纖維的(de)(de)樹脂(zhi),于1939年實現工(gong)業化(hua)。20世紀50年代開始開發(fa)和生產注塑制品,以取代金屬滿足下游工(gong)業制品輕量化(hua)、降(jiang)低成本的(de)(de)要求。聚酰(xian)(xian)胺(an)主鏈上含(han)有(you)許(xu)多重(zhong)復(fu)的(de)(de)酰(xian)(xian)胺(an)基(ji),用(yong)作塑料時稱(cheng)尼龍(long),用(yong)作合成纖維時我們(men)稱(cheng)為(wei)錦綸,聚酰(xian)(xian)胺(an)可由(you)二(er)元胺(an)和二(er)元酸(suan)(suan)(suan)制取,也可以用(yong)ω-氨基(ji)酸(suan)(suan)(suan)或(huo)環內酰(xian)(xian)胺(an)來合成。根據二(er)元胺(an)和二(er)元酸(suan)(suan)(suan)或(huo)氨基(ji)酸(suan)(suan)(suan)中含(han)有(you)碳原(yuan)子數的(de)(de)不同,可制得多種(zhong)不同的(de)(de)聚酰(xian)(xian)胺(an),聚酰(xian)(xian)胺(an)品種(zhong)多達幾十種(zhong),其中以聚酰(xian)(xian)胺(an)-6、聚酰(xian)(xian)胺(an)-66和聚酰(xian)(xian)胺(an)-610的(de)(de)應用(yong)最廣泛(fan)。
聚酰(xian)(xian)胺(an)-6、聚酰(xian)(xian)胺(an)-66和聚酰(xian)(xian)胺(an)-610的(de)鏈節結(jie)構分別為(wei)[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚酰(xian)(xian)胺(an)-6和聚酰(xian)(xian)胺(an)-66主要用(yong)于紡制合成(cheng)纖維(wei),稱(cheng)為(wei)錦(jin)綸(lun)-6和錦(jin)綸(lun)-66。尼龍(long)-610則是(shi)一(yi)種力學性(xing)能(neng)優良(liang)的(de)熱塑性(xing)工程塑料(liao)。
PA具有(you)良好的綜合性(xing)(xing)(xing)能(neng),包括力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)、耐熱性(xing)(xing)(xing)、耐磨損性(xing)(xing)(xing)、耐化學藥(yao)品性(xing)(xing)(xing)和自(zi)潤滑性(xing)(xing)(xing),且摩擦系數低,有(you)一定(ding)的阻燃性(xing)(xing)(xing),易(yi)于加工,適(shi)于用(yong)玻璃纖維和其(qi)他填(tian)料填(tian)充增強(qiang)改性(xing)(xing)(xing),提高性(xing)(xing)(xing)能(neng)和擴大(da)應用(yong)范圍。
PA的(de)品種(zhong)繁多,有PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等(deng),以及近幾年(nian)開(kai)(kai)發的(de)半芳香(xiang)族尼龍(long)(long)PA6T和特(te)種(zhong)尼龍(long)(long)等(deng)很多新品種(zhong)。尼龍(long)(long)-6塑料制品可采用金屬鈉、氫(qing)氧化鈉等(deng)為(wei)主催(cui)化劑,N-乙(yi)酰基己內酰胺(an)為(wei)助(zhu)催(cui)化劑,使δ-己內酰胺(an)直接在模型中通過負離子開(kai)(kai)環聚合而制得,稱為(wei)澆(jiao)注尼龍(long)(long)。用這種(zhong)方法便(bian)于(yu)制造(zao)大(da)型塑料制件。
聚(ju)酰胺主要用于(yu)合成纖維(wei),其(qi)(qi)最突(tu)出(chu)的優點是耐磨性(xing)高于(yu)其(qi)(qi)他所(suo)有(you)纖維(wei),比棉花耐磨性(xing)高10倍(bei),比羊毛高20倍(bei),在(zai)混紡織物中(zhong)稍(shao)加入一些聚(ju)酰胺纖維(wei),可大大提高其(qi)(qi)耐磨性(xing);當(dang)拉伸至3-6%時,彈性(xing)回復率可達100%;能經受上(shang)萬次折撓(nao)而不斷裂。
聚(ju)酰胺纖(xian)維的強度比棉花高1-2倍(bei)、比羊毛高4-5倍(bei),是粘膠纖(xian)維的3倍(bei)。但聚(ju)酰胺纖(xian)維的耐(nai)熱性(xing)和(he)(he)耐(nai)光性(xing)較(jiao)差(cha),保持性(xing)也不佳,做(zuo)成的衣服不如滌(di)綸挺括。另外,用于衣著的錦(jin)(jin)(jin)(jin)綸-66和(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)(jin)綸-6都存在(zai)吸濕性(xing)和(he)(he)染色性(xing)差(cha)的缺點,為此開發了聚(ju)酰胺纖(xian)維的新(xin)品種(zhong)——錦(jin)(jin)(jin)(jin)綸-3和(he)(he)錦(jin)(jin)(jin)(jin)綸-4的新(xin)型聚(ju)酰胺纖(xian)維,具(ju)有(you)質輕、防皺性(xing)優(you)良、透氣性(xing)好以及良好的耐(nai)久(jiu)性(xing)、染色性(xing)和(he)(he)熱定(ding)型等特(te)點,因此被認為是很有(you)發展前途的。
該類產品用途廣(guang),是以塑(su)代鋼、鐵、銅等(deng)金屬(shu)的好材料(liao),是重(zhong)要的工(gong)程塑(su)料(liao);鑄型尼龍(long)廣(guang)泛代替(ti)機(ji)械(xie)設備的耐磨(mo)部件(jian),代替(ti)銅和合金作設備的耐磨(mo)損件(jian)。適用于制作耐磨(mo)零(ling)件(jian),傳動結構件(jian),家用電器零(ling)件(jian),汽車制造零(ling)件(jian),絲(si)桿防止機(ji)械(xie)零(ling)件(jian),化(hua)(hua)工(gong)機(ji)械(xie)零(ling)件(jian),化(hua)(hua)工(gong)設備。如渦輪(lun)(lun)、齒輪(lun)(lun)、軸(zhou)承(cheng)、葉輪(lun)(lun)、曲柄、儀表板,驅動軸(zhou),閥(fa)門、葉片、絲(si)桿、高壓墊圈(quan)、螺絲(si)、螺母、密封圈(quan),梭子、套簡,軸(zhou)套連接器等(deng)。
由(you)于(yu)聚(ju)酰胺(an)具有(you)無毒、質輕、優良(liang)的機械強(qiang)(qiang)度(du)、耐磨性(xing)及較(jiao)好(hao)的耐腐蝕(shi)性(xing),因(yin)此廣泛(fan)應用于(yu)代(dai)替銅等(deng)金屬在機械、化工、儀表、汽車等(deng)工業中制造(zao)軸承、齒輪、泵葉及其(qi)他(ta)零件。聚(ju)酰胺(an)熔融(rong)紡(fang)成絲后有(you)很高(gao)的強(qiang)(qiang)度(du),主要做合成纖維并可作為(wei)醫用縫線(xian)。
在民用(yong)(yong)上,可以混(hun)紡(fang)或純紡(fang)成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)醫療及(ji)針織品。錦(jin)(jin)綸長絲(si)多(duo)用(yong)(yong)于針織及(ji)絲(si)綢工業,如織單絲(si)襪(wa)、彈力絲(si)襪(wa)等各(ge)(ge)種(zhong)耐磨(mo)的(de)(de)錦(jin)(jin)綸襪(wa),錦(jin)(jin)綸紗巾(jin),蚊帳,錦(jin)(jin)綸花邊,彈力錦(jin)(jin)綸外(wai)衣,各(ge)(ge)種(zhong)錦(jin)(jin)綸綢或交織的(de)(de)絲(si)綢品。錦(jin)(jin)綸短纖維大都用(yong)(yong)來與(yu)羊毛(mao)或其他化學纖維的(de)(de)毛(mao)型產(chan)品混(hun)紡(fang),制成(cheng)各(ge)(ge)種(zhong)耐磨(mo)經穿的(de)(de)衣料。
在(zai)工業上(shang)錦(jin)綸大量用來制造簾子線、工業用布、纜(lan)繩、傳送帶、帳篷、漁網等。在(zai)國防(fang)上(shang)主要用作降(jiang)落(luo)傘(san)及其他(ta)軍用織(zhi)物。
1927年(nian)美國最大的化學工(gong)業(ye)公司決定(ding)每年(nian)支付25萬美元作為研究費用,并開(kai)始聘請(qing)化學研究人員。
1928年(nian),該(gai)公司成(cheng)立(li)了基礎化(hua)學研(yan)究所(suo),年(nian)僅32歲的(de)(de)(de)卡(ka)羅(luo)瑟斯博士受(shou)聘擔任該(gai)所(suo)的(de)(de)(de)負(fu)責人。他(ta)主要從事聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應方面(mian)的(de)(de)(de)研(yan)究。他(ta)首(shou)先研(yan)究雙官能團(tuan)分(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)縮(suo)聚(ju)(ju)反(fan)應,通(tong)過二元醇和(he)二元羧(suo)酸的(de)(de)(de)酯(zhi)化(hua)縮(suo)合(he),合(he)成(cheng)長(chang)鏈的(de)(de)(de)、相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量高的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)酯(zhi)。在不到兩(liang)年(nian)的(de)(de)(de)時間內,卡(ka)羅(luo)瑟斯在制備線(xian)型聚(ju)(ju)合(he)物(wu)特別是(shi)聚(ju)(ju)酯(zhi)方面(mian),取得了重要的(de)(de)(de)進(jin)展,將聚(ju)(ju)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量提高到10000~25000,他(ta)把相對分(fen)子(zi)(zi)質(zhi)量高于(yu)10000的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)稱為(wei)高聚(ju)(ju)物(wu)(Superpolymer)。
1930年,卡羅(luo)瑟斯的助手發現,二元(yuan)醇和二元(yuan)羧酸通過縮(suo)聚反(fan)應制(zhi)取的高聚酯,其熔融物能像制(zhi)棉花糖那樣抽出絲(si)來(lai),而(er)且這種纖(xian)維狀的細絲(si)即使冷卻(que)后還能繼續拉(la)伸(shen)(shen),拉(la)伸(shen)(shen)長(chang)度(du)(du)可(ke)達(da)到原來(lai)的幾倍,經過冷卻(que)拉(la)伸(shen)(shen)后纖(xian)維的強度(du)(du)、彈性、透明度(du)(du)和光澤度(du)(du)都(dou)大大增(zeng)加。
這(zhe)種聚(ju)酯的(de)奇特性質使他(ta)們(men)預感到可能具(ju)有(you)重大的(de)商(shang)業價值,有(you)可能用熔融的(de)聚(ju)合物來紡制(zhi)纖維。然而,繼續研究表明,從(cong)聚(ju)酯得到纖維只(zhi)具(ju)有(you)理論(lun)上(shang)的(de)意義。因(yin)為高(gao)聚(ju)酯在100℃以下(xia)即(ji)熔化,特別易溶于(yu)(yu)各種有(you)機溶劑,只(zhi)是在水中還稍穩(wen)定(ding)些,因(yin)此不適合用于(yu)(yu)紡織。
隨后卡羅瑟斯又對一系列的(de)(de)聚(ju)(ju)酯和聚(ju)(ju)酰胺(an)類化(hua)合(he)物進行了深入(ru)的(de)(de)研(yan)究。經過多(duo)方(fang)對比(bi),選(xuan)定他在1935年2月28日首次由己(ji)(ji)二胺(an)和己(ji)(ji)二酸合(he)成出的(de)(de)聚(ju)(ju)酰胺(an)-66(第一個6表示(shi)二胺(an)中(zhong)的(de)(de)碳原(yuan)子數,第二個6表示(shi)二酸中(zhong)的(de)(de)碳原(yuan)子數)。這種聚(ju)(ju)酰胺(an)不溶于普通(tong)溶劑,熔點為263℃,高于通(tong)常(chang)使用的(de)(de)熨燙溫度,拉制的(de)(de)纖維具有絲(si)的(de)(de)外觀和光澤(ze),在結(jie)構和性質上也接近天然絲(si),其耐磨性和強度超過當時任何一種纖維。從其性質和制造成本綜合(he)考(kao)慮,在已知聚(ju)(ju)酰胺(an)中(zhong)它是最佳選(xuan)擇。接著(zhu),又解決了生(sheng)產(chan)聚(ju)(ju)酰胺(an)66原(yuan)料的(de)(de)工業來源問題。
1938年10月27日正式宣布世(shi)界(jie)上第(di)一種(zhong)合(he)(he)成(cheng)纖維誕生(sheng)了,并將聚酰胺66這(zhe)種(zhong)合(he)(he)成(cheng)纖維命名為尼(ni)龍(Nylon)。尼(ni)龍后來在英語(yu)中成(cheng)了“從煤、空(kong)氣(qi)、水或其(qi)他物(wu)質合(he)(he)成(cheng)的(de),具有耐磨性和(he)柔韌性、類似蛋白質化學結構(gou)的(de)所有聚酰胺的(de)總(zong)稱”。
1939年實現工業化后定名為耐綸(Nylon),是最(zui)早實現工業化的(de)合成纖(xian)維品(pin)種。
尼龍(long)的(de)合(he)成奠定了合(he)成纖(xian)維工業的(de)基礎,尼龍(long)的(de)出現使紡織(zhi)品的(de)面貌(mao)煥然(ran)一(yi)新。用(yong)這種纖(xian)維織(zhi)成的(de)尼龍(long)絲襪既透明又比絲襪耐穿。
1939年(nian)(nian)10月24日(ri)公(gong)開(kai)銷(xiao)售(shou)尼龍絲長襪(wa)(wa)時引起轟(hong)動,被視為珍奇之物爭相搶購(gou)。很多底層(ceng)女人因(yin)為買不到絲襪(wa)(wa),只好用(yong)筆在腿上繪出(chu)紋(wen)路,冒(mao)充絲襪(wa)(wa)。人們曾(ceng)用(yong)“象蛛絲一(yi)樣細(xi),象鋼絲一(yi)樣強,象絹絲一(yi)樣美”的(de)詞句(ju)來贊譽這種纖(xian)維,到1940年(nian)(nian)5月,尼龍纖(xian)維織(zhi)品的(de)銷(xiao)售(shou)遍及美國各地。
從第二次世界(jie)大戰(zhan)爆發(fa)直到1945年,尼龍(long)工業被轉(zhuan)向制降落傘、飛機輪(lun)胎(tai)簾子布(bu)、軍(jun)服(fu)等(deng)軍(jun)工產(chan)品(pin)。由于尼龍(long)的(de)特性和廣泛的(de)用途,第二次世界(jie)大戰(zhan)后發(fa)展非常迅速(su),尼龍(long)的(de)各種產(chan)品(pin)從絲襪、衣服(fu)到地毯(tan)、繩索、漁網等(deng),以難以計數的(de)方式出現。尼龍(long)是三大合成纖(xian)維之(zhi)一。
1958年4月,第(di)一(yi)批中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)產己(ji)內酰(xian)胺試(shi)驗樣品(pin)終于在(zai)遼(liao)寧(ning)省錦西(現遼(liao)寧(ning)省葫蘆島(dao)(dao))化(hua)工(gong)廠(chang)試(shi)制(zhi)成(cheng)功。產品(pin)送到北京纖(xian)(xian)維廠(chang)一(yi)次抽絲成(cheng)功,從(cong)此(ci)拉開了中(zhong)國(guo)(guo)合成(cheng)纖(xian)(xian)維工(gong)業的序幕。因為(wei)(wei)它誕生在(zai)錦西(現遼(liao)寧(ning)省葫蘆島(dao)(dao))化(hua)工(gong)廠(chang),所以這種合成(cheng)纖(xian)(xian)維后(hou)來(lai)就(jiu)被命名(ming)為(wei)(wei)“錦綸(lun)(lun)(lun)”,也就(jiu)是尼(ni)龍。由于錦綸(lun)(lun)(lun)在(zai)當時一(yi)窮二(er)白的新(xin)中(zhong)國(guo)(guo)建國(guo)(guo)初期具有重(zhong)要的國(guo)(guo)防(fang)軍事用途,因此(ci)錦綸(lun)(lun)(lun)誕生的意義不(bu)言(yan)而喻。
尼(ni)龍(long)(long)纖維(wei)是多(duo)種(zhong)人造纖維(wei)的(de)原材料(liao)。硬的(de)尼(ni)龍(long)(long)被用在建筑業中。用尼(ni)龍(long)(long)制成的(de)熱氣球,可以做(zuo)得(de)很大。
清洗性及防污性
影響這(zhe)兩(liang)種性(xing)能的(de)(de)(de)是(shi)纖維(wei)的(de)(de)(de)截面形狀及(ji)后(hou)道(dao)的(de)(de)(de)防(fang)污處理。而纖維(wei)本身的(de)(de)(de)強度及(ji)硬度對(dui)清洗及(ji)防(fang)污性(xing)影響很小。
熔點及彈性
尼龍(long)6的(de)熔(rong)點(dian)(dian)為(wei)220℃而尼龍(long)66的(de)熔(rong)點(dian)(dian)為(wei)260℃。但對地毯的(de)使用溫度(du)條件而言,這并不是一個(ge)差別。而較低的(de)熔(rong)點(dian)(dian)使得尼龍(long)6與(yu)尼龍(long)66相比具有更好的(de)回彈性(xing),抗疲勞性(xing)及(ji)熱穩定性(xing)。
色牢度
色牢度并不是尼(ni)(ni)龍的一(yi)個特性(xing),是尼(ni)(ni)龍中的染料而不是尼(ni)(ni)龍本身(shen)在光照下褪色。
耐磨性及抗塵性
美(mei)國Clemson大學曾在Tampa國際機(ji)場分別用Zeftron500尼龍6地(di)毯和Antron XL尼龍66地(di)毯進行了(le)一(yi)個長達兩年半(ban)的實驗。地(di)毯處于(yu)人流量(liang)極高的狀(zhuang)態(tai)下(xia),結果表(biao)明(ming):巴斯(si)夫Zeftron500尼龍在顏色保(bao)持(chi)性及絨頭耐磨性方面要(yao)稍(shao)好于(yu)AntronXL。兩種紗線的抗塵性能沒有差別。
隨(sui)著(zhu)汽(qi)車的(de)小型(xing)化(hua)、電子(zi)電氣設備的(de)高(gao)性(xing)能(neng)化(hua)、機械設備輕量化(hua)的(de)進程加快,對尼(ni)龍的(de)需求將更高(gao)更大。特(te)別(bie)是尼(ni)龍作(zuo)為結構性(xing)材料,對其強度、耐(nai)熱性(xing)、耐(nai)寒性(xing)等方(fang)面提出了很高(gao)的(de)要求。尼(ni)龍的(de)固有(you)缺點也(ye)是限制其應用(yong)的(de)重要因素,特(te)別(bie)是對于PA6、PA66兩大品種(zhong)來說(shuo),與PA46、PAl2等品種(zhong)比(bi)具有(you)很強的(de)價(jia)格(ge)優勢,雖某(mou)些性(xing)能(neng)不能(neng)滿(man)足相關行(xing)業發展的(de)要求。
因此,必(bi)須針對某一(yi)應(ying)用領域,通(tong)過改(gai)性,提高其某些性能,來(lai)擴大(da)其應(ying)用領域。由于PA強極性的特點,吸濕性強,尺寸穩定性差,但可以通(tong)過改(gai)性來(lai)改(gai)善。
在(zai)PA中加入30%的(de)(de)(de)玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維,PA的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)、尺寸穩定性、耐(nai)熱性、耐(nai)老化(hua)性能(neng)有(you)明顯提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao),耐(nai)疲勞強(qiang)(qiang)度是未增(zeng)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)2.5倍。玻(bo)(bo)璃(li)纖(xian)維增(zeng)強(qiang)(qiang)PA的(de)(de)(de)成型工(gong)藝與未增(zeng)強(qiang)(qiang)時(shi)大(da)致相同,但因(yin)流動(dong)較增(zeng)強(qiang)(qiang)前差,所(suo)以注射壓力(li)和注射速度要(yao)適當(dang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao),機筒溫(wen)度提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)10-40℃。由(you)于玻(bo)(bo)纖(xian)在(zai)注塑過程中會沿流動(dong)方向(xiang)取(qu)向(xiang),引起(qi)力(li)學性能(neng)和收縮率在(zai)取(qu)向(xiang)方向(xiang)上增(zeng)強(qiang)(qiang),導(dao)致制品變形(xing)翹曲,因(yin)此(ci),模具設計(ji)時(shi),澆口的(de)(de)(de)位置、形(xing)狀要(yao)合理,工(gong)藝上可以提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)模具的(de)(de)(de)溫(wen)度,制品取(qu)出后放(fang)入熱水(shui)中讓其緩慢冷卻(que)。另外,加入玻(bo)(bo)纖(xian)的(de)(de)(de)比例越大(da),其對注塑機的(de)(de)(de)塑化(hua)元件(jian)的(de)(de)(de)磨損越大(da),最好是采用雙(shuang)金屬螺桿、機筒。
由(you)于在(zai)PA中加入了阻(zu)燃劑(ji),大部分(fen)阻(zu)燃劑(ji)在(zai)高(gao)(gao)溫下(xia)易分(fen)解,釋放(fang)出酸性(xing)物質,對金屬具有腐蝕作用,因此,塑(su)化元(yuan)件(螺桿、過(guo)膠(jiao)(jiao)頭、過(guo)膠(jiao)(jiao)圈、過(guo)膠(jiao)(jiao)墊圈、法(fa)蘭(lan)等(deng))需鍍硬鉻(ge)處理(li)。工藝方面(mian),盡量(liang)控(kong)制機筒(tong)溫度不(bu)能過(guo)高(gao)(gao),注射速度不(bu)能太快,以避免因膠(jiao)(jiao)料溫度過(guo)高(gao)(gao)而(er)分(fen)解引起制品變色和力學性(xing)能下(xia)降。
具有(you)良(liang)好(hao)的拉伸(shen)強(qiang)度(du)、耐沖擊強(qiang)度(du)、剛性、耐磨性、耐化(hua)學性、表面硬度(du)等性能,透(tou)光率高,與光學玻(bo)璃相(xiang)近(jin),加工(gong)溫(wen)度(du)為300--315℃,成型加工(gong)時(shi),需嚴格控(kong)制機筒(tong)溫(wen)度(du),熔(rong)體溫(wen)度(du)太高會(hui)因(yin)(yin)降解而(er)導(dao)致制品變色,溫(wen)度(du)太低(di)會(hui)因(yin)(yin)塑化(hua)不良(liang)而(er)影響制品的透(tou)明度(du)。模(mo)具溫(wen)度(du)盡(jin)量取(qu)低(di)些,模(mo)具溫(wen)度(du)高會(hui)因(yin)(yin)結(jie)晶而(er)使(shi)制品的透(tou)明度(du)降低(di)。
在PA中加(jia)入了炭黑(hei)等(deng)吸收紫外(wai)線的(de)(de)助劑,這些(xie)對PA的(de)(de)自潤滑性和對金屬的(de)(de)磨(mo)損大大增(zeng)強,成型加(jia)工時會影(ying)響下料(liao)和磨(mo)損機(ji)件。因此,需要采用進料(liao)能(neng)力強及耐磨(mo)性高的(de)(de)螺桿、機(ji)筒(tong)、過膠(jiao)頭(tou)、過膠(jiao)圈、過膠(jiao)墊圈組合。聚(ju)酰(xian)胺(an)分(fen)子鏈上的(de)(de)重復(fu)結構(gou)單(dan)元是酰(xian)胺(an)基的(de)(de)一類聚(ju)合物。
概括起來,主要在以(yi)下幾方(fang)面進行改性:
①改善尼龍的(de)吸水性,提高制品的(de)尺寸(cun)穩定性。
②提(ti)高尼龍的(de)阻燃性,以(yi)適(shi)應電子(zi)、電氣、通訊(xun)等行業的(de)要求(qiu)。③提(ti)高尼龍的(de)機械強度,以(yi)達到金屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)強度,取代金屬(shu)
④提高(gao)尼龍的抗低溫(wen)性能,增強其對耐(nai)環境(jing)應變(bian)的能力。
⑤提高尼(ni)龍(long)(long)的(de)耐磨性(xing),以適應耐磨要求(qiu)(qiu)高的(de)場合。⑥提高尼(ni)龍(long)(long)的(de)抗靜電(dian)性(xing),以適應礦(kuang)山(shan)及其機械應用的(de)要求(qiu)(qiu)。
⑦提高尼(ni)龍(long)的耐熱性,以適應如汽車發(fa)動機等耐高溫條件(jian)的領域。
⑧降低尼龍的成本(ben),提高產品競爭(zheng)力。
總之,通過上(shang)述改進,實現尼(ni)龍復(fu)合材料(liao)的高性能(neng)(neng)化(hua)與功能(neng)(neng)化(hua),進而促進相關行業產品向高性能(neng)(neng)、高質量(liang)方(fang)向發展。
據日本東(dong)麗(li)化學公司消息,該公司已經(jing)(jing)成功開發出直(zhi)(zhi)徑比(bi)以往(wang)(wang)極細(xi)纖(xian)維(wei)(wei)還小兩位數的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)級單絲結(jie)構(gou)的(de)(de)“納(na)(na)米(mi)(mi)纖(xian)維(wei)(wei)”新(xin)技術(shu)(shu)(shu),通過控制納(na)(na)米(mi)(mi)構(gou)造技術(shu)(shu)(shu)達到(dao)纖(xian)維(wei)(wei)細(xi)度的(de)(de)極限。東(dong)麗(li)化學公司稱,該公司利(li)用這項新(xin)技術(shu)(shu)(shu)已經(jing)(jing)開發直(zhi)(zhi)徑為10μm的(de)(de)單絲140萬根以上所構(gou)成的(de)(de)納(na)(na)米(mi)(mi)尼龍(long)纖(xian)維(wei)(wei)。這種纖(xian)維(wei)(wei)與以往(wang)(wang)產(chan)品進行比(bi)較,表(biao)面積是過去(qu)產(chan)品的(de)(de)1000倍(bei)左右,具有很高(gao)的(de)(de)表(biao)面活性。
Triangle–Raleigh尼(ni)龍纖(xian)維(wei)有許多用(yong)途(tu),從服裝、地毯到繩索到微(wei)機的數據(ju)線都可以(yi)利用(yong)該種纖(xian)維(wei)。北卡羅萊納(na)州大學紡(fang)織(zhi)學院的研(yan)究員正努力改進這種纖(xian)維(wei),據(ju)報道說(shuo)已經(jing)研(yan)制出最強脂肪族尼(ni)龍纖(xian)維(wei)。
科學家聚合(he)體教(jiao)授--托(tuo)奈里博士(shi)與(yu)紡織工(gong)程(cheng)、化學和自然(ran)科學助理(li)教(jiao)授理(li)查(cha)德.克塔克博士(shi)正在研究(jiu)一種(zhong)(zhong)方法,在不(bu)需要昂貴的(de)費用(yong)、復雜的(de)過程(cheng)的(de)情況下,產生更高(gao)強度的(de)尼龍纖維。他們利用(yong)脂肪(fang)族尼龍或者(zhe)尼龍進行研究(jiu),這種(zhong)(zhong)尼龍的(de)碳援助利用(yong)直鏈或者(zhe)開放型支(zhi)鏈連接在以(yi)前,強調不(bu)環鏈大。
更強壯的(de)脂肪族尼(ni)龍能夠(gou)應(ying)用于繩索、裝卸皮帶、降落(luo)傘和(he)汽車輪(lun)胎,或者產生能夠(gou)適合(he)(he)高溫利用的(de)合(he)(he)成材料(liao)。這個發現在(zai)費(fei)城召開(kai)的(de)美國化學(xue)科(ke)學(xue)年會上介紹,刊(kan)登在(zai)聚合(he)(he)體定期刊(kan)物上。
這(zhe)(zhe)種纖維(wei)利用聚合(he)(he)體(ti)或者包(bao)括許(xu)多單(dan)位的長鏈分(fen)子制作而成。當(dang)這(zhe)(zhe)些聚合(he)(he)體(ti)鏈被整齊的安(an)排,這(zhe)(zhe)種聚合(he)(he)體(ti)將成水晶狀(zhuang)態。
這些盤繞的(de)聚(ju)合體需要拉伸,如果他們要制作成更強的(de)纖維(wei),需要消(xiao)除他們的(de)彈性(xing)。在尼龍鏈中(zhong)加(jia)入氫可以(yi)防止拉伸,因此克服這種結合對產生更強的(de)尼龍纖維(wei)來說是一個關鍵因素。
超(chao)強纖(xian)維,以(yi)凱(kai)夫拉爾纖(xian)維為例,是(shi)從芳(fang)香尼龍(long)聚合(he)體中制(zhi)作而(er)成,十分(fen)僵硬(ying),長鏈包含環鏈,芳(fang)香尼龍(long)制(zhi)作很困難,因此十分(fen)昂(ang)貴(gui)。
因此托奈里教授(shou)和(he)(he)克(ke)塔克(ke)博士(shi)利(li)用聚(ju)酰胺66(尼龍(long)66)來進行研(yan)究,這種材料是一種商業(ye)熱(re)塑性(xing)材料,很容(rong)易制作,但是拉伸和(he)(he)排列困(kun)難。同時,取消尼龍(long)66的彈性(xing)也很困(kun)難。
這個(ge)發現可(ke)以解決尼(ni)龍66在三氯化(hua)鎵(jia)中能夠溶解的(de)問題,能夠有效的(de)打破氫(qing)粘合的(de)問題。允許聚合體鏈延伸(shen)。
PA的機(ji)械性能中如抗拉抗壓(ya)強度隨溫(wen)度和吸濕(shi)量(liang)而(er)改變,所(suo)以水相對是PA的增塑劑,加入(ru)玻纖(xian)后,其抗拉抗壓(ya)強度可(ke)提(ti)高2倍(bei)左右,耐溫(wen)能力也相應提(ti)高,PA本身的耐磨能力非常高,所(suo)以可(ke)在(zai)無潤滑(hua)下不停操作,如想得到特別的潤滑(hua)效果,可(ke)在(zai)PA中加入(ru)硫化(hua)物(wu)。
合適的塑(su)料產(chan)品(pin):各(ge)種(zhong)齒輪(lun),渦輪(lun),齒條,凸輪(lun),軸承,螺旋槳,傳動皮帶(dai)。
其他:收縮率1-2%需(xu)注意成型后吸濕的尺(chi)寸變化(hua)。
吸水率:100%相對吸濕飽(bao)和(he)時能吸8%。
合適(shi)壁厚:2-3.5mm
疲勞強度和鋼性較高,耐熱性較好,摩擦系數低,耐磨性好,但吸濕性大,尺寸穩定性不夠。
應用:中等載荷,使用溫度<100-120度無潤滑或(huo)少潤滑條件(jian)下工(gong)作的耐磨受(shou)力傳(chuan)動(dong)零件(jian)。
疲勞強度鋼性(xing),耐熱性(xing)低于尼龍(long)66,但彈性(xing)好,有較好的消振,降噪能力。白色(se)
應用(yong):輕載(zai)荷(he),中等溫度(80-100)無潤滑或少潤滑、要求噪音低的條件下(xia)工作的耐磨受力(li)傳動零件。
強度.剛(gang)性(xing)耐(nai)熱性(xing)低于尼龍(long)66,但吸濕性(xing)小(xiao),耐(nai)磨性(xing)好(hao)。土黃色(se)
應用:同尼(ni)龍(long)6,宜作要求比較精密的齒輪,工作條件(jian)濕度變化大的零件(jian)。
強度,剛(gang)性(xing)(xing)耐熱性(xing)(xing)低于尼龍(long)66,吸濕(shi)性(xing)(xing)低于尼龍(long)610,成型(xing)工藝好,耐磨(mo)性(xing)(xing)好。
應用(yong):輕載荷(he),溫度不高,濕度變化較大,的條(tiao)件下無潤滑或(huo)少潤滑的情況下工作的零件
強度,耐疲勞(lao)性,耐熱性,剛性均優于(yu)PA6及PA66,吸濕性低于(yu)PA6及PA66,耐磨性好,能直接在模(mo)型中(zhong)聚合成型,宜(yi)澆(jiao)鑄大型零件。應用(yong):高(gao)載荷,高(gao)使(shi)用(yong)溫度(低于(yu)120)無(wu)潤滑(hua)或少(shao)潤滑(hua)的情況下。乳白色
鑄造尼龍(long)(MC尼龍(long))也稱單體(ti)澆(jiao)注尼龍(long),是用已內酰胺單體(ti)在強堿(如NaOH)和(he)一(yi)些(xie)助催化劑的(de)作(zuo)用下,用模具直接聚(ju)合成型(xing)得(de)到制品的(de)毛坯件,由于把(ba)聚(ju)合和(he)成型(xing)過(guo)程結合一(yi)起,因而成型(xing)方便、設備投資少,易于制造大型(xing)機器(qi)零件。它的(de)力學性能(neng)和(he)物理(li)性能(neng)都(dou)比尼龍(long)6高。可(ke)制造幾十千克的(de)齒輪(lun)、渦(wo)輪(lun)、軸承等。
尼龍1010是我(wo)國(guo)獨創(chuang)的一(yi)種工程(cheng)塑(su)料,用(yong)(yong)蓖麻油(you)做原料,提取癸(gui)二胺(an)及(ji)癸(gui)二酸再(zai)縮(suo)合而成(cheng)的。成(cheng)本低(di)、經濟效(xiao)果好(hao)、自潤滑性(xing)和耐磨性(xing)極好(hao)、耐油(you)性(xing)好(hao),脆性(xing)轉化溫度低(di)(約在-60℃),機(ji)械(xie)強度較高,廣(guang)泛用(yong)(yong)于機(ji)械(xie)零件(jian)和化工、電(dian)氣(qi)零件(jian)。
改性尼龍(long)是工(gong)程塑料(liao)中的一類,是以(yi)(yi)尼龍(long)原料(liao)為基料(liao)在加以(yi)(yi)改變(bian)其物(wu)理性質而形成的顆粒狀產(chan)品。此類產(chan)品產(chan)出(chu)是依據一些生產(chan)廠家所需(xu)求的不(bu)同而進行改性制作的。
改性尼(ni)(ni)龍(long)(long)大致包括:增(zeng)強尼(ni)(ni)龍(long)(long),增(zeng)韌尼(ni)(ni)龍(long)(long),耐磨(mo)尼(ni)(ni)龍(long)(long),無鹵阻燃尼(ni)(ni)龍(long)(long),導電尼(ni)(ni)龍(long)(long),阻燃尼(ni)(ni)龍(long)(long)等(deng)等(deng)。
1、熱性(xing)質:玻璃轉移溫度(du)(Tg)及熔點(Tm)、熱變形溫度(du)(HDT)高;長期使用(yong)溫度(du)高(UL-746B);使用(yong)溫度(du)范(fan)圍大;熱膨脹系數小。
2、機械性質:高強度、高機械模數、低(di)潛變性、強耐(nai)磨損及(ji)耐(nai)疲(pi)勞(lao)性。
3、其(qi)他(ta):耐化學藥品性(xing)(xing)(xing)(xing)、抗電(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐燃(ran)性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐候性(xing)(xing)(xing)(xing)、尺寸安(an)定性(xing)(xing)(xing)(xing)佳。
芳(fang)香(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)又稱聚芳(fang)酰(xian)胺(an)(an),是20世(shi)紀(ji)60年代開(kai)發成功的(de)耐(nai)高溫、耐(nai)輻(fu)射(she)(she)(she)、耐(nai)腐蝕的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)新品種。凡是在尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)分(fen)子中含有(you)芳(fang)香(xiang)環結構的(de)都屬于芳(fang)香(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)。如果僅(jin)僅(jin)將合成尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)的(de)二元胺(an)(an)或二元酸分(fen)別以(yi)(yi)(yi)芳(fang)香(xiang)族(zu)二胺(an)(an)或芳(fang)香(xiang)族(zu)二酸代替(ti),則得到的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)為半芳(fang)香(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long),以(yi)(yi)(yi)芳(fang)香(xiang)族(zu)二酸和芳(fang)香(xiang)族(zu)二胺(an)(an)合成得到的(de)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)為全(quan)芳(fang)香(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)。芳(fang)香(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)脆化(hua)溫度可達(da)(da)–70℃,維(wei)卡軟(ruan)化(hua)溫度可達(da)(da)270℃,耐(nai)高溫、耐(nai)輻(fu)射(she)(she)(she)、耐(nai)腐蝕、耐(nai)磨,有(you)自熄性,在潮濕的(de)狀態(tai)下能(neng)保持(chi)較高的(de)電(dian)性能(neng)。芳(fang)香(xiang)族(zu)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)可以(yi)(yi)(yi)擠出、模壓(ya)、層(ceng)壓(ya)、浸(jin)漬,可以(yi)(yi)(yi)用于制造纖維(wei)、薄(bo)膜、浸(jin)漬膜、裝飾層(ceng)壓(ya)板(ban)、玻璃纖維(wei)增(zeng)強層(ceng)壓(ya)板(ban)、耐(nai)高溫輻(fu)射(she)(she)(she)線(xian)管、防(fang)火墻等(deng)。已經商業(ye)化(hua)應用的(de)半芳(fang)香(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)主(zhu)要有(you)MXD6、PA6T和PA9T,全(quan)芳(fang)香(xiang)尼(ni)(ni)(ni)(ni)龍(long)(long)主(zhu)要有(you)聚對(dui)苯二甲酰(xian)對(dui)苯二胺(an)(an)(PPTA)、聚間苯二甲酰(xian)間苯二胺(an)(an)(MPIA)和聚對(dui)苯甲酰(xian)胺(an)(an)(PBA)等(deng)。
全(quan)芳(fang)香尼(ni)龍是二(er)十世紀六七十年代開(kai)發成功并實(shi)現了工業化。全(quan)芳(fang)香族尼(ni)龍由于具有高(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)模量、高(gao)(gao)強(qiang)度而被廣(guang)泛用(yong)(yong)(yong)于合(he)(he)成纖(xian)(xian)維(wei)的生產。PPTA是以(yi)對苯二(er)胺和(he)對苯二(er)甲酰氯為(wei)原料,采用(yong)(yong)(yong)低(di)溫溶液聚(ju)合(he)(he)法制(zhi)得(de)的。PPTA具有高(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)模量、耐(nai)(nai)高(gao)(gao)溫、低(di)密度等優良性能(neng)(neng)。主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于合(he)(he)成纖(xian)(xian)維(wei)紡絲的原材料;PPTA纖(xian)(xian)維(wei)也可(ke)作為(wei)橡(xiang)膠增強(qiang)材料和(he)塑料的增強(qiang)劑使(shi)用(yong)(yong)(yong)。但是PPTA有耐(nai)(nai)疲勞性和(he)耐(nai)(nai)壓性能(neng)(neng)的不足之處,PPTA還(huan)不能(neng)(neng)實(shi)現熔融(rong)擠出(chu)成型。
MXD6是Lum等(deng)(deng)人(ren)于(yu)(yu)20世紀50年代(dai)以(yi)間苯二甲胺和己二酸為原(yuan)料(liao),通過縮(suo)(suo)(suo)聚(ju)反應合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)結(jie)晶(jing)性(xing)尼(ni)龍樹脂。日本(ben)三菱瓦斯化學公司(si)(si)采用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)接縮(suo)(suo)(suo)聚(ju)法(fa)、東洋紡織公司(si)(si)采用(yong)(yong)尼(ni)龍鹽(yan)法(fa)分(fen)別合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)了MXD6。這兩(liang)種(zhong)(zhong)不(bu)同的(de)(de)(de)聚(ju)合(he)方法(fa)得到(dao)的(de)(de)(de)MXD6的(de)(de)(de)用(yong)(yong)途也不(bu)盡相(xiang)同:用(yong)(yong)直(zhi)(zhi)接縮(suo)(suo)(suo)聚(ju)法(fa)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造阻(zu)隔性(xing)材(cai)料(liao)或工(gong)(gong)程(cheng)結(jie)構材(cai)料(liao);用(yong)(yong)尼(ni)龍鹽(yan)法(fa)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)MXD6可用(yong)(yong)于(yu)(yu)生產纖(xian)維級(ji)MXD6樹脂。作為一(yi)種(zhong)(zhong)結(jie)晶(jing)性(xing)半(ban)芳香尼(ni)龍,MXD6具有(you)吸水(shui)率低、熱(re)變形溫度高、拉伸(shen)強度和彎曲(qu)強度高、成(cheng)(cheng)(cheng)型收縮(suo)(suo)(suo)率小、對O2、CO2等(deng)(deng)氣體的(de)(de)(de)阻(zu)隔性(xing)好等(deng)(deng)特點。MXD6由于(yu)(yu)具有(you)較(jiao)寬(kuan)的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)溫度,可以(yi)與聚(ju)丙烯(PP)共(gong)擠出、與高密度聚(ju)乙烯(HDPE)共(gong)擠吹(chui)塑。在工(gong)(gong)業上,MXD6主要(yao)用(yong)(yong)于(yu)(yu)包(bao)裝(zhuang)材(cai)料(liao)和代(dai)替金屬作工(gong)(gong)程(cheng)結(jie)構材(cai)料(liao)。前者包(bao)括食(shi)品與飲料(liao)的(de)(de)(de)包(bao)裝(zhuang)、儀器設備包(bao)裝(zhuang)(防潮、消(xiao)振的(de)(de)(de)軟墊和發泡材(cai)料(liao));后者包(bao)括高耐熱(re)品級(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)(de)(de)合(he)金、抗(kang)振級(ji)Reny等(deng)(deng)。除此之外,MXD6還應用(yong)(yong)于(yu)(yu)磁性(xing)塑料(liao)、透明(ming)膠粘劑等(deng)(deng)。
PA6T是(shi)由(you)芳香族二酸(suan)與脂(zhi)肪族二胺合成(cheng)的(de)(de)一種半芳香尼(ni)龍。PA6T具(ju)有優良的(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)和(he)尺寸穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)。由(you)于PA6T的(de)(de)熔點很(hen)高,可(ke)采用固(gu)相(xiang)聚(ju)合或界面(mian)聚(ju)合的(de)(de)方法制(zhi)(zhi)備。可(ke)以用于纖維(wei)制(zhi)(zhi)造(zao)、機械零件和(he)薄(bo)膜制(zhi)(zhi)品(pin)等(deng)。日本三井化學開發的(de)(de)改性(xing)(xing)(xing)PA6T,具(ju)有高剛性(xing)(xing)(xing)、高強度(du)、低吸水(shui)性(xing)(xing)(xing)等(deng)特(te)性(xing)(xing)(xing),主要用于汽車內燃機部(bu)件、耐熱(re)電器部(bu)件、傳(chuan)動(dong)部(bu)件和(he)電子裝配件等(deng)。正(zheng)是(shi)由(you)于PA6T過高的(de)(de)熔點,使得(de)其不能像一般的(de)(de)脂(zhi)肪族尼(ni)龍一樣,進行注射成(cheng)型,這就(jiu)使PA6T的(de)(de)應用受到(dao)了一定(ding)的(de)(de)限(xian)制(zhi)(zhi)。
PA9T是由壬(ren)(ren)二(er)胺(an)和對苯二(er)甲酸(suan)熔融縮聚而得(de)(de)的(de)(de)(de)。PA9T具有良(liang)好的(de)(de)(de)耐熱性(xing)能(neng)和可(ke)熔融加(jia)(jia)工(gong)性(xing)能(neng),吸(xi)水(shui)率僅為(wei)0.17%,是PA46((1.8%)的(de)(de)(de)1/10,尺寸穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)好等特點(dian),迅速在(zai)電(dian)子電(dian)氣、信(xin)息設(she)備、汽車(che)零部件等方面(mian)得(de)(de)到了(le)(le)(le)廣泛的(de)(de)(de)應用。當重復(fu)單元鏈節中二(er)元胺(an)的(de)(de)(de)碳原(yuan)(yuan)子數為(wei)6時,得(de)(de)到PA6T的(de)(de)(de)熔點(dian)為(wei)370℃,超(chao)過了(le)(le)(le)其熱分解溫(wen)度約350℃,因此如(ru)果(guo)不添(tian)加(jia)(jia)第三甚至(zhi)第四組(zu)分來(lai)降低熔點(dian),是不能(neng)獲得(de)(de)實際應用(尼(ni)龍(long)熔融加(jia)(jia)工(gong)溫(wen)度一(yi)般在(zai)320℃以下)的(de)(de)(de)尼(ni)龍(long),但是如(ru)果(guo)添(tian)加(jia)(jia)了(le)(le)(le)其他組(zu)分來(lai)降低熔點(dian),必然(ran)會(hui)帶來(lai)PA6T性(xing)能(neng)如(ru)結(jie)(jie)晶(jing)度、尺寸穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和耐藥品性(xing)等性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)降低。因此提(ti)高(gao)二(er)元胺(an)碳原(yuan)(yuan)子數目成(cheng)為(wei)另(ling)外一(yi)個研究(jiu)的(de)(de)(de)熱點(dian),PA9T的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)成(cheng)為(wei)了(le)(le)(le)一(yi)種理想(xiang)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou),兼有耐熱性(xing)和可(ke)熔融加(jia)(jia)工(gong)性(xing)。但是,合成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)主要(yao)原(yuan)(yuan)料壬(ren)(ren)二(er)胺(an)的(de)(de)(de)合成(cheng)路線(xian)較(jiao)為(wei)復(fu)雜:丁二(er)烯(xi)經過水(shui)合、轉位(wei)、羥基(ji)化(hua)和氨化(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)等步驟(zou)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反應,才能(neng)最終得(de)(de)到壬(ren)(ren)二(er)胺(an)。這就造成(cheng)PA9T的(de)(de)(de)生產(chan)成(cheng)本居高(gao)不下,進而限制(zhi)了(le)(le)(le)PA9T的(de)(de)(de)大規模生產(chan)與應用。
聚苯二(er)酰胺(PPA)是以間(jian)苯二(er)甲(jia)酸、對苯二(er)甲(jia)酸、己二(er)酸和己二(er)胺之(zhi)間(jian)縮聚形成的(de)聚合物(wu)(wu)的(de)共混(hun)物(wu)(wu),是一(yi)種半結晶性(xing)(xing)的(de)半芳香尼(ni)龍。PPA樹脂一(yi)般采(cai)用(yong)間(jian)歇式生產(chan)。PPA具有良(liang)好(hao)的(de)耐熱性(xing)(xing)、優(you)(you)良(liang)的(de)力學性(xing)(xing)能和尺寸穩定性(xing)(xing)、較(jiao)低的(de)吸水率(lv)和優(you)(you)良(liang)的(de)成型加工性(xing)(xing),還具有良(liang)好(hao)的(de)電(dian)性(xing)(xing)能、耐化學藥品性(xing)(xing)。PPA可(ke)以采(cai)用(yong)注射成型和擠(ji)出(chu)成型進行加工。PPA被廣泛用(yong)于汽車(che)、電(dian)子(zi)電(dian)器和一(yi)般產(chan)業機器領域。
聚間(jian)苯(ben)二(er)甲(jia)酰間(jian)苯(ben)二(er)胺(MPIA)是(shi)20世紀60年代開發(fa)成功(gong)的一種新型聚芳酰胺品(pin)種,是(shi)以間(jian)苯(ben)二(er)胺和(he)間(jian)苯(ben)二(er)甲(jia)酰氯為原(yuan)料(liao),可采用(yong)(yong)低溫(wen)溶液縮聚法和(he)界面聚合(he)法合(he)成。MPIA的突出(chu)特(te)(te)點(dian)是(shi)耐(nai)(nai)(nai)熱(re)壽(shou)命長,此外(wai),它還(huan)具有模量高(gao)、耐(nai)(nai)(nai)磨、阻燃、高(gao)溫(wen)尺(chi)寸(cun)穩定(ding)等(deng)(deng)(deng)優(you)點(dian)。但(dan)MPIA的耐(nai)(nai)(nai)光性(xing)(xing)(xing)稍差(cha),需加(jia)(jia)抗(kang)紫外(wai)劑。MPIA主要用(yong)(yong)于(yu)工(gong)(gong)業(ye)和(he)易燃易爆高(gao)溫(wen)環境下的工(gong)(gong)作服、耐(nai)(nai)(nai)高(gao)溫(wen)工(gong)(gong)業(ye)濾(lv)材、降落傘、高(gao)溫(wen)傳送帶、電氣絕緣(yuan)材料(liao)等(deng)(deng)(deng)。MPIA還(huan)可加(jia)(jia)工(gong)(gong)成棒、板和(he)纖維,靠其優(you)良的耐(nai)(nai)(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)、滑動性(xing)(xing)(xing)和(he)耐(nai)(nai)(nai)放射性(xing)(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)特(te)(te)性(xing)(xing)(xing),被用(yong)(yong)于(yu)航空航天(tian)、原(yuan)子能工(gong)(gong)業(ye)、電氣和(he)汽車等(deng)(deng)(deng)行業(ye)。
聚對(dui)苯甲酰胺(poly(p-benzamide,簡稱PBA),是20世紀70年代開發(fa)成功的。其合成路線為:對(dui)硝基甲苯經(jing)過(guo)液相空氣氧化得(de)到(dao)對(dui)硝基甲酸(suan),對(dui)硝基甲酸(suan)經(jing)過(guo)氨(an)化還原反應得(de)到(dao)對(dui)氨(an)基甲酸(suan),把對(dui)氨(an)基苯甲酸(suan)轉化為對(dui)氨(an)基苯甲酰氯的鹽(yan)酸(suan)鹽(yan)或對(dui)亞硫酰胺苯甲酰氯,最(zui)后在經(jing)縮聚制(zhi)得(de)PBA。PBA具(ju)有高(gao)(gao)模量(liang)、高(gao)(gao)強度等特性,在工業上可用(yong)(yong)于火箭發(fa)動(dong)機殼體、高(gao)(gao)壓容器(qi)、體育用(yong)(yong)品和涂覆織物等。
玻璃纖維增強PA在20世(shi)紀50年代就有研究,但形(xing)成產業化是(shi)20世(shi)紀70年代,自1976年開發出超韌PA66后,各(ge)國大公(gong)司紛紛開發新的(de)改(gai)(gai)性(xing)PA產品(pin),美國、西(xi)歐(ou)、日(ri)本、荷蘭(lan)、意大利等大力開發增強PA、阻燃PA、填(tian)充PA,大量的(de)改(gai)(gai)性(xing)PA投放市(shi)場(chang)。
20世紀(ji)80年代,相(xiang)容劑(ji)技術(shu)開(kai)發(fa)成功,推動了PA合金的發(fa)展,世界各國相(xiang)繼開(kai)發(fa)出(chu)PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等(deng)上千種合金,廣泛用于(yu)汽車、機車、電子、電氣(qi)械、紡織、體(ti)育用品、辦(ban)公用品、家電部件等(deng)行業。
20世紀90年代,改性(xing)(xing)尼(ni)龍新品種不斷(duan)增加,這(zhe)個時期(qi)改性(xing)(xing)尼(ni)龍走向商(shang)品化,形成了新的產業,并(bing)得到(dao)了迅速(su)發(fa)展(zhan),20世紀90年代末,世界尼(ni)龍合金產量達110萬(wan)噸/年。
在產品開發方(fang)面,主要(yao)以高性能尼(ni)龍PPO/PA6,PPS/PA66、增(zeng)韌尼(ni)龍、納米尼(ni)龍、無鹵阻燃尼(ni)龍為(wei)主導方(fang)向(xiang);在應用(yong)(yong)方(fang)面,汽(qi)車部件、電器(qi)部件開發取得(de)了(le)重(zhong)(zhong)大進展(zhan),如(ru)汽(qi)車進氣歧管用(yong)(yong)高流動改性尼(ni)龍已經商品化(hua),這(zhe)種結構復雜(za)的(de)部件的(de)塑料化(hua),除在應用(yong)(yong)方(fang)面具(ju)有重(zhong)(zhong)大意義外,更重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)是延長了(le)部件的(de)壽命(ming),促進了(le)工程塑料加工技術的(de)發展(zhan)。
尼龍(long)作為(wei)工程(cheng)(cheng)塑料中最大(da)最重要的品(pin)種(zhong),具有很強的生(sheng)命(ming)力(li),主要在于它改性后實現(xian)高性能(neng)化(hua),其次(ci)是汽車、電器、通訊、電子、機械等(deng)產(chan)業自身對產(chan)品(pin)高性能(neng)的要求(qiu)越來(lai)越強烈(lie),相關(guan)產(chan)業的飛速發展,促(cu)進(jin)了工程(cheng)(cheng)塑料高性能(neng)化(hua)的進(jin)程(cheng)(cheng),改性尼龍(long)未來(lai)發展趨勢如下。
①高強(qiang)度高剛性(xing)尼龍的(de)(de)市場需求量(liang)越來越大(da),新(xin)的(de)(de)增(zeng)強(qiang)材料如無機晶須增(zeng)強(qiang)、碳(tan)纖維增(zeng)強(qiang)PA將成為重(zhong)要(yao)的(de)(de)品種,主要(yao)是用于汽車發(fa)動機部(bu)(bu)件,機械部(bu)(bu)件以及(ji)航空(kong)設備部(bu)(bu)件。
②尼龍(long)合(he)(he)金化將成為改(gai)性(xing)工(gong)程塑料(liao)發(fa)展的主流(liu)。尼龍(long)合(he)(he)金化是實現尼龍(long)高性(xing)能(neng)的重要途徑,也是制造尼龍(long)專(zhuan)用料(liao)、提(ti)高尼龍(long)性(xing)能(neng)的主要手(shou)段。通過摻混其他高聚(ju)物(wu),來改(gai)善尼龍(long)的吸水(shui)性(xing),提(ti)高制品(pin)的尺寸(cun)穩定性(xing),以及低溫脆性(xing)、耐熱性(xing)和耐磨性(xing)。從而,適用車種不(bu)同要求的用途。
③納(na)米(mi)尼龍的(de)制造技(ji)術與應用將得到迅速(su)發展。納(na)米(mi)尼龍的(de)優點在于其熱性(xing)能、力學性(xing)能、阻(zu)燃性(xing)、阻(zu)隔性(xing)比純尼龍高,而(er)制造成本與普通尼龍相(xiang)當。因而(er),具有(you)很大(da)的(de)競爭力。
④用于電(dian)(dian)子、電(dian)(dian)氣(qi)、電(dian)(dian)器的(de)阻燃(ran)(ran)尼(ni)龍(long)與日俱(ju)增,綠(lv)色化阻燃(ran)(ran)尼(ni)龍(long)越來越受到市(shi)場的(de)重視。
⑤抗靜電、導(dao)電尼龍(long)以及磁性尼龍(long)將成為(wei)電子設備(bei)、礦山機械(xie)、紡織機械(xie)的首(shou)選材料(liao)。
⑥加工助劑的(de)研究與應用,將推動(dong)改(gai)性(xing)尼龍的(de)功(gong)能化、高性(xing)能化的(de)進程。
⑦綜合技術的應用,產(chan)品(pin)的精細化(hua)是推(tui)動(dong)其(qi)產(chan)業發展的動(dong)力。
聚酰(xian)胺纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)是大(da)分(fen)子(zi)鏈上(shang)(shang)具有(you)-CO-NH-基(ji)團一(yi)類纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)總(zong)稱。常用的(de)(de)(de)為(wei)(wei)脂肪族聚酯(zhi)胺夕(xi)主(zhu)(zhu)要品種(zhong)有(you)聚酰(xian)胺6和(he)(he)聚酰(xian)胺66,我國(guo)商(shang)品名稱為(wei)(wei)錦(jin)綸6和(he)(he)錦(jin)綸66。錦(jin)綸纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)以長絲為(wei)(wei)主(zhu)(zhu),少量(liang)的(de)(de)(de)短纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要用于(yu)(yu)和(he)(he)棉(mian)、毛(mao)或其(qi)他化(hua)纖(xian)(xian)(xian)混(hun)紡(fang)。錦(jin)綸長絲大(da)量(liang)用于(yu)(yu)變形(xing)加(jia)工(gong)制造彈(dan)力(li)絲,作(zuo)為(wei)(wei)機織或針(zhen)織原料。錦(jin)綸纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)一(yi)般采用熔體法紡(fang)絲。錦(jin)綸6和(he)(he)錦(jin)綸66纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)強度為(wei)(wei)4~5.3cN/dtex,高(gao)強滌綸可達7.9cN/dtex以上(shang)(shang),伸長率(lv)18%~45%,在(zai)(zai)10%伸長時的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)回復(fu)率(lv)在(zai)(zai)90%以上(shang)(shang)。據測定,錦(jin)綸纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)耐磨為(wei)(wei)棉(mian)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)20倍(bei)、羊毛(mao)的(de)(de)(de)20倍(bei)、粘膠的(de)(de)(de)50倍(bei)。耐疲勞性(xing)能(neng)居各種(zhong)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)之首。在(zai)(zai)民用上(shang)(shang)大(da)量(liang)用于(yu)(yu)加(jia)工(gong)襪子(zi)和(he)(he)其(qi)他混(hun)紡(fang)制品,提高(gao)織物的(de)(de)(de)耐磨牢度,但(dan)錦(jin)綸纖(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)模(mo)量(liang)低(di),抗摺皺性(xing)能(neng)不及滌綸,限制了錦(jin)綸在(zai)(zai)衣著領域的(de)(de)(de)應(ying)用。錦(jin)綸簾(lian)子(zi)線(xian)的(de)(de)(de)壽(shou)命比粘膠大(da)3倍(bei),沖擊吸收能(neng)大(da),因(yin)此輪胎能(neng)在(zai)(zai)壞的(de)(de)(de)路(lu)面(mian)上(shang)(shang)行駛(shi),但(dan)由(you)于(yu)(yu)錦(jin)綸簾(lian)子(zi)線(xian)伸長大(da),汽(qi)車(che)停(ting)止(zhi)時,輪胎變形(xing)產生平點,起動初期汽(qi)車(che)跳動厲害。因(yin)此只(zhi)能(neng)用于(yu)(yu)貨車(che)的(de)(de)(de)輪胎,不宜作(zuo)客車(che)的(de)(de)(de)輪胎簾(lian)子(zi)線(xian)之用。
錦(jin)綸(lun)纖(xian)維表面平(ping)整,不(bu)加油(you)劑的(de)纖(xian)維摩擦(ca)系數很高,錦(jin)綸(lun)油(you)劑貯(zhu)存日(ri)久(jiu)易失效,紡織加工時還需要重新(xin)添加油(you)劑。
錦綸(lun)纖(xian)維(wei)的(de)吸濕比滌綸(lun)高,錦綸(lun)6與錦綸(lun)66在標準條件下的(de)回潮率(lv)為(wei)4.5%,在合纖(xian)中僅次于(yu)維(wei)綸(lun)。染(ran)(ran)色性能(neng)好,可用酸性染(ran)(ran)料,分散性染(ran)(ran)料及其他染(ran)(ran)料染(ran)(ran)色。