揭秘尼龍改性設(shè)計思路，應(yīng)用與趨勢
2023-07-12 17:12:07 點擊數(shù)： 來源：http://www.v2020.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改性，提高性能和擴大應(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，耐疲勞強度是未增強的2.5 倍。玻璃纖維增強PA 的成型工藝與未增強時大致相同，但因流動較增強前差，所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高，機筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會沿流動方向取向，引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強，導(dǎo)致制品變形翹曲，因此，模具設(shè)計時，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，其對注塑機的塑化元件的磨損越大，最好是采用雙金屬螺桿、機筒。
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
具有良好的拉伸強度、耐沖擊強度、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，需嚴(yán)格控制機筒溫度，熔體溫度太高會因降解而導(dǎo)致制品變色，溫度太低會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PA的自潤滑性和對金屬的磨損大大增強，成型加工時會影響下料和磨損機件。因此，需要采用進(jìn)料能力強及耐磨性高的螺桿、機筒、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：
改性尼龍未來發(fā)展趨勢如下：
①高強度高剛性尼龍的市場需求量越來越大，新的增強材料如無機晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的品種，主要是用于汽車發(fā)動機部件，機械部件以及航空設(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，具有很大的競爭力。
④用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增，綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視。
⑤抗靜電、導(dǎo)電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設(shè)備、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加工助劑的研究與應(yīng)用，將推動改性尼龍的功能化、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)化是推動其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。
改性尼龍的優(yōu)點
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 機械強度，以達(dá)到金屬材料的強度，取代金屬
④提高尼龍的 抗低溫性能，增強其對耐環(huán)境應(yīng)變的能力。
⑤提高尼龍的 耐磨性，以適應(yīng)耐磨要求高的場合。
⑥提高尼龍的 抗靜電性，以適應(yīng)礦山及其機械應(yīng)用的要求。
⑦提高尼龍的 耐熱性，以適應(yīng)如汽車發(fā)動機等耐高溫條件的領(lǐng)域。
⑧降低尼龍的 成本，提高產(chǎn)品競爭力。
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、機械部構(gòu)、交通器材、紡織、造紙機械等方面得到廣泛應(yīng)用?？傊?，通過上述改進(jìn)，我們可以實現(xiàn)尼龍復(fù)合材料的高性能化與功能化。
