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尼龍(PA)材料的特性
一 尼龍簡介
　　尼龍(Nylon,Polyamide,簡稱PA)是指由聚酰胺類樹脂構成的塑料。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，而是在一個靠近熔點的窄的溫度范圍內軟化，熔點很明顯，熔 點：215-225℃。溫度一旦達到就出現流動。
　　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、PA11、PA12最為常用.
    尼龍類工程塑料外觀上都呈現為角質、韌性、表層光亮、白色（或乳白色）或微黃色、透明或半透明的結晶性樹脂，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。拉伸強度：＞ 60．0MPa。伸 長 率：＞ 30%。彎曲強度： 90.0 MPa 。缺口沖擊強度：(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% 相對吸濕飽和時能吸8%.使用溫度可－40～105℃之間。熔 點：215～225℃。合適壁厚2～3.5mm. PA的機械性能中如抗拉抗壓強度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對是PA的增塑劑，加入玻纖后，其抗拉抗壓強度可提高2倍左右，耐溫能力也相應提高，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。
二  PA性能的主要優(yōu)點
　　1. 機械強度高，韌性好，有較高的抗拉、抗壓強度。比拉伸強度高于金屬，比壓縮強度與金屬不相上下，但它的剛性不及金屬。抗拉強度接近于屈服強度，比ABS高一倍多。對沖擊、應力振動的吸收能力強，沖擊強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，制件經多次反復屈折仍能保持原有機械強度。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常應用PA。
　　3.軟化點高，耐熱(如尼龍46等,高結晶性尼龍的熱變形溫度高,可在150度下長期使用.PA66經過玻璃纖維增強以后,其熱變形溫度達到250度以上).
　　4. 表面光滑，摩擦系數小，耐磨。作活動機械構件時有自潤滑性，噪聲低，在摩擦作用不太高時可不加潤滑劑使用；如果確實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，十分耐堿和大多數鹽液，還耐弱酸、機油、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，充模后凝固點高，能快速定型，故成型周期短，生產效率高。
三  PA性能的主要缺點
　　1. 易吸水。吸水性大，飽和水可以達到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械強度。在選材時，應顧及使用環(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、牙刷、衣鉤、扇骨、網袋繩、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,尼龍的抗拉強度可提高2 倍左右,耐溫能力也相應得到提高.
　　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,開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。
　　3. 注塑技術要求較嚴：微量水分的存在都會對成型質量造成很大損害;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致應力集中而降低機械強度；壁厚如果不均勻會導致制件的扭曲、變形；制件后加工時設備精度要求高。
　　4. 會吸收水、醇而溶脹，不耐強酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。
四 用途
     尼龍主要用于汽車工業(yè),電氣電子工業(yè),交通運輸業(yè),機械制造工業(yè),電線電纜通訊業(yè),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,保護罩,支撐架,車輪罩蓋,導流板,風扇,空氣過濾器外殼,散熱器水室,制動管,發(fā)動機罩,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、風扇葉片、蝸輪、推進器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護套、剪切機、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機上各種輸油管、活塞、繩索、傳動皮帶，紡織機械工業(yè)設備零霧料，以及日用品和包裝薄膜等。等。還有包裝用帶、食品用薄膜（熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜）的產量也相當大。
五 成型及后處理
   　除透明尼龍外，其它尼龍都屬于結晶性塑料，有較高的熔點，熔融溫度范圍較窄，熱穩(wěn)定性不好。PA較易吸濕，潮濕的尼龍在成型過程中，表現為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現銀絲，所得制品機械強度下降，所以加工前材料必需干燥處理，可在80～110℃干燥6小時，成型時允許含水量尼龍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，宜用自鎖時噴嘴，并應加熱。同時由于溶體冷凝速度快，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。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械物理性能的急劇下降，應用量應控制在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行干燥。
開機時應首先開啟噴嘴溫度，然后再給料筒加溫，當噴嘴阻塞時，切忌面對噴孔，以防料筒內的溶體因壓力聚集而突然釋放，發(fā)生危險。在停機時要清空螺桿，防止下次生產時，扭斷螺桿。
    使用少量的脫模劑有時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，使用時必須量少而均勻，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、液體石蠟等高沸點液體中，熱處理溫度應高于使用溫度10～20℃，處理時間視制品壁厚而異，厚度在3mm以下為10～15 分鐘，厚度為3～6mm時間為15～30分鐘，經熱處理的制品應注意緩慢冷卻至室溫，以防止驟冷引起制品中應力重新生成。
   b). .調濕處理調濕處理主要是對使用環(huán)境濕度較大的制品而進行的，其辦法有兩種：一沸水調濕法，二醋酸鉀水溶液調濕法（醋酸鉀與水的比例為1.25:1,沸點 121℃）,沸水調濕法簡便,只要將制品放置在濕度為65%的環(huán)境下,使其達到平衡吸濕量即可,但時間較長,而醋酸鉀水溶液調濕法的處理溫度為 80～100℃醋酸鉀水溶液調濕法,處理時間主要取決制品壁厚,當壁厚為1.5mm時約2小時,3mm為8小時,6mm為16～18小時.
六 常用商品尼龍介紹
1.   尼龍6
學名：聚已內酰胺{ [ NH ( CN2)5 CO ]n} ，英文名polycaprolactam,簡稱PA6。
1.1 化學和物理特性
      PA6是半透明或不遠明乳白色結晶形聚合物。燃燒成藍底黃火焰，燒植物味。熔融溫度較PA66低，加工性能比其他PA好。制件有較高沖擊強率，載荷分散性、柔軟性好，熱塑性、輕質、韌性好、耐耐環(huán)己酮和芳香溶劑和耐久性好，工作溫度80～100℃，低溫脆化溫度-20至-30℃，熔點：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器儀表、儀器零件、電線電纜的絕緣；用玻纖增強后可制作齒輪、泵葉。但PA6吸水性很大，飽和吸水率高達10%左右，影響性能；又因介電常數較大，不宜用作高頻低損耗材料。
     PA6的化學物理特性和PA66很相似，然而，它的熔點較低，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。彈性比PA66大，疲勞強度鋼性，耐熱性低于尼龍66，因為塑件的許多品質特性都要受到吸濕性的影響，因此使用PA6設計產品時要充分考慮到這一點。為了提高PA6的機械特性，經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時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品，PA6的收縮率在1%～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晶度和吸濕性影響。實際的收縮率還和塑件設計、壁厚及其它工藝參數成函數關系。
1.2 典型應用范圍:
       由于有很好的機械強度和剛度被廣泛用于結構部件。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。
2.   尼龍66
    學名：聚亞己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺{ [ NH ( CN2)6 NH CO(CH2)4 CO ] n} ，
   英文名: polyhexamethyleneadipamide簡稱PA66。
2.1 化學和物理特性
      PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料。PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。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。在產品設計時，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狀的。
     同PA6相比，PA66更廣泛應用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產品。 PA66是PA系列中機械強度最高、應用最廣的品種。其結晶度高，故剛性、硬度、耐熱性都高，屈服強度較PA6和PA66大，摩擦系數小，耐應力開裂性良好，尤其是抗蠕變性是熱塑性塑料中最強的品種之一；吸水率為7%，工作溫度100-1200C。適于在中等載荷條件 下使用，可制作盛載化學藥物的瓶、管，其他用途類似于PA6。 PA66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(wěn)定性不夠。
    為了提高PA66的機械特性，經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如EPDM和SBR等。
     PA66的粘性較低，因此流動性很好（但不如PA6）。這個性質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，加入玻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與流程方向相垂直方向上的相異是較大的。 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較弱.
     采用PA6材料, 可以達到半透明效果, 但耐溫不理想, 如采用PA66, 則達不到半透明效果，PA66比PA6的耐熱性能要好，PA66的剛性好，PA6的韌性好，尼龍66的價格比尼龍6的貴，手感較尼龍6柔軟，可做超細纖維，做高檔服裝面料，現在市場上質量好的羽絨面料都用尼龍66，手感滑膩，輕薄柔軟，并有防羽效果。但染色較困難，不易上色，需要高溫染色，色牢度也不是很好。
     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則是由己內酰胺縮聚而成。從分子結構上看，這兩種纖維是非常相似的，所以兩者的物理及化學性能也基本近似。所不同的是尼龍66相鄰分子間的氫鍵結合得更加牢固，因此它的熔點高達260℃，比尼龍6要高出40℃左右，耐熱性能比較優(yōu)越。兩者的織造和縫紉性能都還不錯，但尼龍66的熔點較高，耐熱性能較好，彈性模量也更好，更適合制造耐熱應變的產品， 如輪胎簾子線和耐熱水洗滌織物以及梭織物。不過這都是從細微的方面來區(qū)別的，實際上兩者在服裝用紡織品上的差別是不大的，主要用途差異在工業(yè)應用上，特別是在簾子線的用途上，尼龍66更加優(yōu)秀。
2.2 典型應用范圍
       應用：中等載荷，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。
3.   尼龍610
分子式{ [ NH ( CN2)6 NH CO(CH2)8 CO ]n} 簡稱PA610
3.1 特性及應用
    PA610易于成型，性能介于PA6和PA66之間，硬度較高，耐磨性比PA6稍差。最大特點是吸水變化很小，尺寸較穩(wěn)定，可代替PA6和PA66制作精密尺寸制件。PA610      強度.剛性耐熱性低于尼龍66，但吸濕性小，耐磨性好。土黃色
    應用：同尼龍6，宜作要求比較精密的齒輪，工作條件濕度變化大的零件。
4.   PA12
聚酰胺12或尼龍12
4.1 特性及應用
    PA12是從丁二烯線性，半結晶-結晶熱塑性材料。它的特性和PA11相似，但晶體結構不同。PA12是很好的電氣絕緣體并且和其它聚酰胺一樣不會因潮濕影響絕緣性能。它有很好的抗沖擊性機化學穩(wěn)定性。PA12有許多在塑化特性和增強特性方面的改良品種。和PA6及PA66相比，這些材料有較低的熔點和密度，具有非常高的回潮率。PA12對強氧化性酸無抵抗能力。PA12的粘性主要取決于濕度、溫度和儲藏時間。它的流動性很好。收縮率在0.5%～2%之間，這主要取決于材料{TodayHot}品種、壁厚及其它工藝條件。常用于水量表和其他商業(yè)設備，電纜套，機械凸輪，滑動機構及軸承等。
4.2 典型應用范圍:
水量表和其他商業(yè)設備，電纜套，機械凸輪，滑動機構以及軸承等。