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尼龙66

补充:0  浏览:6315  发布时间:2012-4-19


  尼龙66为聚己二酰己二胺,工业简称PA66。常制成圆柱状粒料,作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万~2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃,抗张强度高(达104千帕),耐磨,电绝缘性好。
尼龙66简介
  中文别名:锦纶66短纤维;聚己二酰己二胺;尼龙-66;尼龙66;尼龙66树脂;聚酰胺-66;聚已二酰己二胺;锦纶-66。
热性质
  (1) 熔点(Tm)
  熔点即结晶熔解时的温度,对结晶性高分子尼龙-66,显示清晰的熔点,根据采用的测试方法,熔点在259~267℃的范围内波动。通常采用差热分析(DTA)法测出的尼龙-66的熔点为264℃。实际上,尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热(ΔH)和熔融熵(ΔS)计算出来:   
  尼龙-66的ΔH为4390.3J/mol,ΔS为8.37J/kmol,Tm的理论值为259.3℃[ ]。   
  如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点,则尼龙-66的熔点温度范围为246~263℃。接近理论熔解温度259℃。
  (2) 玻璃化温度(Tg)
  高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化,这一温度就是玻璃化转变温度,是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。在这一温度附近,模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。   
  尼龙-66的玻璃化温度,与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析,认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃[ ],而Rybnikar则在低温下测定了尼龙-66的比容,发现在尼龙-66在-65℃也有一个转变温度[ ]。
  结晶和结晶度
  (1) 结晶构造
  Bill认为,尼龙-66的晶形有α型和β型二种形态,在常温下为三斜晶形,在165℃以上为六方晶形[ ]。   
  Bunn等确定了尼龙-66α型的结晶构造[ ],如图01-72所示,其晶胞的晶格常数列于表01-73。从图01-72可见,尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列,酰胺基取反式平面结构,分子链被笔直地拉长。相邻的分子以氢键连成平面的片状,其模型如图01-68所示。   
  表01-68 尼龙-66 稳定晶形的晶格常数   
  晶体 a b c(纤维轴) α β γ   
  α型结晶(三斜晶系) 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm 48½° 77° 63½°   
  计算密度=1.24g/cm3   
  图01-44 尼龙-66的α晶型结构[ ] 图01-45尼龙-66分子中晶片排列模型[ ]   
  线条:链状分子;○:氧原子   
  从图01-45可以看出,尼龙-66的α晶型是一系列晶片沿链轴方向一个接一个的垒积,而β晶型则每隔一片相互上下偏移垒积。对未进行热处理的普通成型品,构成结晶的氢键平面片的重叠方式,是这种α晶型和β晶型的任意混合。
  (2) 球晶
  熔融状态的尼龙-66缓慢冷却时,在235~245℃急剧生成球晶。球晶不仅包含于结晶部分,也包含于非结晶部分,结晶度为20%~40%。   
  球晶有在径向上优先取向的正球晶及在切线方向上优先取向的负球晶[ ]。尼龙-66球晶通常为正球晶,但在250~265℃下加热熔融结晶时可以生成负球晶[ , ]。球晶生成速度和球晶大小,除显著地受冷却温度的影响之外,还受到熔融温度、分子量等因素的影响。
  (3) 结晶度
  一般认为,普通结晶形高分子,具有结晶区域和非结晶区域,结晶区域的比例便称为结晶度。在很大程度上,结晶度可以左右尼龙-66的物理、化学和机械性质。结晶度可以用X-射线、红外吸收光谱、熔融热、密度和体积膨胀率等求得,其中以密度法最为简单方便。
  分子量和分子量分布
  综合考虑尼龙-66的可应用性和可加工性,通常将其分子量调整为15000~30000(聚合度约150~300),若分子量太大,成型加工性能变差。已经开发了一系列方法测定聚酰胺的分子量,如粘度法(溶液粘度法和熔融粘度法)、末端基定量法(中和滴定法、比色法、电位滴定法、电导滴定法)、光散射法、渗透压法、熔融电导法等,其中溶液粘度法在实验室条件较为容易进行。   
  热分解和水解反应   
  与其它聚酰胺相比,尼龙-66最容易热降解和三维结构化。当尼龙-66发生热分解时,首先表现为主链开裂引起分子量、熔体粘度降低;进一步降解时,由三维结构化引起熔体粘度上升而最终变成凝胶,成为不溶不熔物。其机理尚未完全阐明,但相信主要原因是尼龙-66本质造成的,与己二酸残基容易形成环戊酮衍生物密切相关。   
  在惰性气体氛围中,尼龙-66可以在300℃保持短时间的稳定性,但时间长后(如290℃5小时)就可看出明显的分解,产生氨和二氧化碳等。在无氧的条件下,其分解产物为氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。   
  在有氧和水等存在时,尼龙-66在200℃就显示出明显的分解倾向。在有氧存在时,加热还会引起分子链之间的交联.   
  尼龙-66对室温水和沸水是稳定的,但在高温尤其是在熔融状态下则会发生水解。另外,尼龙-66在碱性水溶液中也很稳定,即使在10%的NaOH溶液中于85℃处理16小时也观察不到明显的变化。但在酸性水溶液中容易发生水解。
  尼龙66针式滤膜
  尼龙66针式滤膜是有机系滤膜,适用于绝大多数有机溶剂和水溶液,可用于强酸,70%乙醇,二氯甲烷等有机溶剂,耐高温,强度好,化学性能稳定。
尼龙66的应用
  尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电器、精密仪器等领域。从最终用途看,汽车行业消耗的尼龙66占第一位,电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件,约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。
  1.汽车工业
  由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等,因而在汽车工业得到了大量应用,目前几乎已能用于汽车的所有部位,如发动机部位,电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统,如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳,车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖,等等。车体部位零部件有:汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。
  2.电子电器工业
  PA66可生产电子电器绝缘件、精密电子仪器部件、电工照明器具和电子电器的零部件等,可用于制作电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器等。PA66具有优良的耐焊锡性,广泛用作接线盒、开关和电阻器等的生产。阻燃级PA66可用于彩电导线夹、固定夹和聚焦旋钮。
  3.机械运输和机械设备工业
  列车客车的门把手、货车的制动器接合盘等可用PA66制作。其它如绝缘垫圈、挡板座、船舶上的涡轮、螺旋桨轴、螺旋推进器、滑动轴承等也可以用PA66制作。高抗冲击性尼龙66还可制作管钳、塑料模具、无线电控制车身等。未增强级尼龙66通常用于制造低蠕变、无腐蚀的螺母、螺栓、螺钉、喷嘴等;增强级尼龙66用于生产链条、传送带、扇叶、叶轮和脚手架固定脚扣等。
  4.其他行业
  利用PA66耐蠕变特性和耐溶剂性,可以制造一系列的日用品,如以非增韧的尼龙66注塑成的气体打火机和气雾剂喷嘴、太阳镜片、梳子、纽扣等。增韧的尼龙66用于制造冰鞋、滑雪板零件、网球拍线套、帆板连接器等。玻纤增强增韧尼龙66用于自行车轮、刀柄和枪托的生产中。   
  在家具行业中,也经常采用尼龙66制造的连接件、装饰品、抽屉滑轮、滑轨等。另外,大量的用品用具也直接以尼龙66来制造,如:齿轮、扇叶、缝纫机凸轮、洗衣机脚,一些以汽油为动力的机械,如割草机。军事上,刺刀鞘、密件套和火药带等。   
  在建筑业,PA66用于制作自动扶梯栏杆、自动门横栏、窗框架、门滑轮等等。   
  在包装业,PA66可以用于制作膜和多层膜、烘烤食品的容器等。PA66薄膜氧气透过率小,具有防止内装物氧化变质的功能,而且耐油性、耐低温冲击性优良,可用于肉、火腿、虾等食品的包装,市场发展前景看好。

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