揭秘尼龍改性設(shè)計(jì)思路，應(yīng)用與趨勢(shì)

2023-07-12 17:12:07   點(diǎn)擊數(shù)： 來源：http://www.bkkmbwb.cn

     聚酰胺（PA、俗稱尼龍）具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)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(qiáng)改性，提高性能和擴(kuò)大應(yīng)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(nèi)酰胺來合成。根據(jù)二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子數(shù)的不同，可制得多種不同的聚酰胺，目前聚酰胺品種多達(dá)幾十種，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的應(yīng)用最廣泛。
     為了提質(zhì)增效，一些生產(chǎn)廠家依據(jù)不同需求進(jìn)行改性制作的改性尼龍出現(xiàn)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(qiáng)尼龍，增韌尼龍，耐磨尼龍，無鹵阻燃尼龍，導(dǎo)電尼龍，阻燃尼龍等。     幾種尼龍改性案例
     玻璃纖維增強(qiáng)PA
    在PA加入30% 的玻璃纖維，PA 的力學(xué)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(qiáng)度是未增強(qiáng)的2.5 倍。玻璃纖維增強(qiáng)PA 的成型工藝與未增強(qiáng)時(shí)大致相同，但因流動(dòng)較增強(qiáng)前差，所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高，機(jī)筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會(huì)沿流動(dòng)方向取向，引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強(qiáng)，導(dǎo)致制品變形翹曲，因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)，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(duì)注塑機(jī)的塑化元件的磨損越大，最好是采用雙金屬螺桿、機(jī)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(zhì)，對(duì)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(jī)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(xué)性能下降。
     透明PA
     具有良好的拉伸強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度、剛性、耐磨性、耐化學(xué)性、表面硬度等性能，透光率高，與光學(xué)玻璃相近，加工溫度為300-315 ℃，成型加工時(shí)，需嚴(yán)格控制機(jī)筒溫度，熔體溫度太高會(huì)因降解而導(dǎo)致制品變色，溫度太低會(huì)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(huì)因結(jié)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(duì)PA的自潤滑性和對(duì)金屬的磨損大大增強(qiáng)，成型加工時(shí)會(huì)影響下料和磨損機(jī)件。因此，需要采用進(jìn)料能力強(qiáng)及耐磨性高的螺桿、機(jī)筒、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈組合。聚酰胺分子鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)單無是酰胺基的一類聚合物。
     改性尼龍發(fā)展趨勢(shì)：
     改性尼龍未來發(fā)展趨勢(shì)如下：
     ①高強(qiáng)度高剛性尼龍的市場(chǎng)需求量越來越大，新的增強(qiáng)材料如無機(jī)晶須增強(qiáng)、碳纖維增強(qiáng)PA將成為重要的品種，主要是用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部件，機(jī)械部件以及航空設(shè)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(shí)現(xiàn)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(shù)與應(yīng)用將得到迅速發(fā)展。納米尼龍的優(yōu)點(diǎn)在于其熱性能、力學(xué)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(dāng)。因而，具有很大的競(jìng)爭(zhēng)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?jiān)絹碓绞艿绞袌?chǎng)的重視。
     ⑤抗靜電、導(dǎo)電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設(shè)備、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械的首選材料。
     ⑥加工助劑的研究與應(yīng)用，將推動(dòng)改性尼龍的功能化、高性能化的進(jìn)程。
     ⑦綜合技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品的精細(xì)化是推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。
     改性尼龍的優(yōu)點(diǎn)
     概括起來，主要在以下幾方面進(jìn)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(yīng)電子、電氣、通訊等行業(yè)的要求。
     ③提高尼龍的 機(jī)械強(qiáng)度，以達(dá)到金屬材料的強(qiáng)度，取代金屬
     ④提高尼龍的 抗低溫性能，增強(qiáng)其對(duì)耐環(huán)境應(yīng)變的能力。
     ⑤提高尼龍的 耐磨性，以適應(yīng)耐磨要求高的場(chǎng)合。
     ⑥提高尼龍的 抗靜電性，以適應(yīng)礦山及其機(jī)械應(yīng)用的要求。
     ⑦提高尼龍的 耐熱性，以適應(yīng)如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等耐高溫條件的領(lǐng)域。
     ⑧降低尼龍的 成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
     其它諸如耐化學(xué)藥品性、耐候性、尺寸安定性佳等等性質(zhì)，都是依據(jù)一些生產(chǎn)廠家所需求的不同而進(jìn)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(shè)備、機(jī)械部構(gòu)、交通器材、紡織、造紙機(jī)械等方面得到廣泛應(yīng)用。總之，通過上述改進(jìn)，我們可以實(shí)現(xiàn)尼龍復(fù)合材料的高性能化與功能化。