PA66(聚酰胺66或尼龙66)是一种热塑性树脂,一般是由己二酸和己二胺缩聚制的。不溶于一般溶剂,仅溶于间苯甲酚等。机械强度和硬度很高,刚性很大。可用作工程塑料,机械附件如齿轮、润滑轴承,代替有色金属材料做机器外壳、汽车发动机叶片等,以及需要有抗冲击性和高强度要求的产品。也可用于制合成纤维。
分子主链的重复结构单元中,含有酰胺基(—CONH—)的一类热塑树脂。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104kPa),耐磨,电绝缘性好,耐热(在455kPa下热变形温度均在150℃以上),熔点150~250℃,熔融态树脂的流动性高,相对密度1.05~1.15(加入填料可增至1.6),大都无毒。但树脂中的单体含量过高时,不宜长期与皮肤或食物接触,各国对此常有食品卫生方面的规定。
沿革 最早工业化生产的聚酰胺品种是聚酰胺66(即尼龙66),美国杜邦公司W.H.卡罗瑟斯于1937年公布了第一个专利,制得聚酰胺纤维(尼龙丝)样品,1938年建立了试验工厂,1939年工业化生产装置投入运转。当时聚酰胺主要用于生产纤维、绳索和包覆材料。第二次世界大战中这些材料在军事方面的应用得到了很大发展,战后生产了薄膜和塑料。1941年,聚酰胺6在德国投入生产,随后又开发了聚酰胺610。1950年法国开发了聚酰胺11。1958年中国试制成功聚酰胺1010,苏联试制成功共聚酰胺。1966年,在联邦德国赫斯化学公司大规模生产聚酰胺12。1972年,美国杜邦公司又实现了芳香族聚酰胺的工业生产。70年代以后,聚酰胺的改性引起人们的极大兴趣,特别是石油化工的发展,聚酰胺的原料路线转向石油,成本逐年下降,产量逐年增长,使聚酰胺发展成为一类品种多、能够适应于多种用途的高分子材料。
PA66 聚酰胺66或尼龙66化学和物理特性PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。它是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持较强的强度和刚度。在产品设计时,一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。为了提高PA66的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和SBR等。 PA66的粘性较低,因此流动性很好(但不如PA6)。这个性质可以用来加工很薄的元件。 它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1%~2%之间,加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2%~1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。 PA66对许多溶剂具有抗溶性,但对酸和一些氯化剂的抵抗力较弱。
PA66塑胶原料为半透明或不透明乳白包或带颗粒状结晶形聚合物,具有可塑性。密度(g/cm3) 1.10-1.14;拉伸强度(MPa) 60. 0-80.0;洛氏硬度118;熔点252℃;脆化温度-30℃;热分解温度大于350℃;连续耐热80-120℃;冲击强度(kJ/m2) 60-100;静弯曲强度(MPa) 1 00-120;马丁耐热(℃) 50-60;弯曲弹性模量(MPa) 2000~3000;体积电阻率(Ωcm) 1.83×1015;平衡吸水率2.5%;介电常数1.63。化学式:[-NH(CH2)6-NHCO(CH2)4CO]n-能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀PA66在聚酰胺材料中有较高的熔点。在产品设计时,一PA66的收缩率在1%~2%之间。[1]现在市面上流通很多用一次性水口通过改性,同样可以达到原厂料的物性,同时价格也相对来说比原料便宜很多,这样就给广大客商节约了一大笔成本,
包括脂肪族聚酰胺、脂肪-芳香族聚酰胺及芳香族聚酰胺。脂肪族聚酰胺品种多、产量大、应用广泛,既可作纤维,也可作塑料。聚酰胺纤维也称耐纶,它与聚酰胺塑料的产量比为9∶1。脂肪-芳香族聚酰胺品种少,产量也小。芳香族聚酰胺常简称为聚芳酰胺,主要用作纤维,后者称芳香族聚酰胺纤维,俗称芳纶。聚酰胺品种的名称,工业上习惯用单元链节所含碳原子数来表征,可以大体上按聚合物单体分为p型和mp型两种。p型聚酰胺是由氨基酸H2N(CH2)p-1COOH(或内酰胺)制成的。单元链节结构为 :[—HN(CH2)p-1CO—],如聚酰胺6[—HN(CH2)5CO—]n;聚酰胺11[—HN(CH2)10CO—]n等。它们的名称中6和11分别表示单元链节中的碳原子数。mp型聚酰胺是由二元酸HOOC(CH2)m-2COOH与二元胺H2N(CH2)pNH2制成的,单元链节结构为:[—OC(CH2)m-2CONH(CH2)pNH—],如聚酰胺66[—OC(CH2)4CONH(CH2)6NH—]n,聚酰胺1010[—OC(CH2)8CONH(CH2)10NH—]n等。它们的名称中66和1010分别表示单元链节中酸和胺的碳原子数。工业生产的聚酰胺塑料主要品种有聚酰胺66、聚酰胺6、聚酰胺610、聚酰胺1010、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺粉末和共聚酰胺等。按聚酰胺中加入的添加剂不同,聚酰胺又有增强、耐磨、微晶、防老化等不同的改性品种;按加工成型的方法,可分为注塑、挤出、模压、浇铸、烧结等品种;按其形态还可分为粒料、薄膜、粉末和坯料等。
生产聚酰胺的起始原料主要来自石油,少量来自煤和植物原料。尼龙66又称聚己二酰己二胺,它的单体己二酸、己二胺和聚酰胺6的单体己内酰胺均主要来自苯加氢制得的环己烷,少部分来自苯酚。尼龙610和尼龙1010的一个单体为癸二酸,以及和尼龙11的单体氨基十一酸均由农林化工产品蓖麻油碱解制得。尼龙12的单体丁二烯则是碳四馏分分离的产物,所有单体在聚合前均加以精制,使达聚合级要求。
单体合成1)己二酸的制备主要有苯酚法、环己烷法和丙烯腈二聚法。苯酚法是以苯酚为原料,用雷尼镍作催化剂,在140到150℃和2到3MPa压力下,加氢生成环己醇,然后用60%到65%浓度的硝酸,在铜或钒催化剂存在下,在55到60℃氧化成己二酸。反应式如下:环己烷法是以环己烷为原料,在环烷酸钻或硼酸催化剂存在下,通入空气加压液相氧化,生成环己酮和环己醇的混合物,再用60%浓度的硝酸在45到60℃氧化成己二酸。反应式如下:丙烯腈二聚法是以丙烯腈为原料,用电解还原法二聚生成己二腈,然后在稀硫酸水溶液中加热水解得到己二酸。反应式如下:2)己二胺的制备主要有己二酸法和丁二烯法。己二酸法是以己二酸为原料,在磷酸三丁酯等脱水催化剂存在下,于280到300℃温度下氨化脱水,得到己二腈,再在雷尼镍催化剂存在下,在90℃和2.8MPa压力下,于乙酸中加氢得到己二胺。反应式如下:丁二烯法是先使丁二烯氯化生成二氯丁烯异构体混合物,再与氢氰酸或氰化钠在酸性水溶液中氰化成丁烯二氰异构体,然后用氢氧化钠处理,使异构体全部转化成1,4-二氰基丁烯-2,精制后用钯炭作催化剂,在300℃下氢化成己二胺。反应式如下:
尼龙66盐的制备由二元酸和二元胺制取尼龙时,需要严格控制原料配比为等摩尔比,才能得到分子量较高的聚合物,因此,在生产中必须先把己二酸和己二胺混合制成尼龙66盐。尼龙66盐的制备是分别把己二胺的乙醇溶液与己二酸的乙醇溶液在60℃以上的温度下搅拌混合,中和成盐后析出,经过滤、醇洗、干燥,最后配制成63%左右的水溶液,供缩聚使用。反应式如下:
缩聚尼龙66盐的缩聚需在高温下进行,伴随着水的脱除,生成线。反应式如下:生产工艺分间歇法和连续法两种。连续法适合大规模生产,世界上生产尼龙66主要采用连续法。间歇法仅在两种情况下采用:一是生产特殊或试验品级;二是在生产能力为4 500t A 以下的小装置中。
主要方法是在聚合过程或加工过程中加入适量的添加剂,以赋予树脂多种不同的特性,使之适于多种不同的使用场合。常用的添加剂有:①稳定剂。包括热稳定剂和光稳定剂,它们分别能提高聚酰胺的抗氧化性和耐光性,制得防老化尼龙。若加入细分散的炭黑2%(质量),聚酰胺便可在室外长期使用。②常用玻璃纤维增强材料。制成增强尼龙以提高刚性,降低蠕变性,并使制品的成型收缩率变小、尺寸稳定性变好。用金属纤维增强,不仅模量高,还具导电性。用矿物也有很好的增强效果,且使加工成型容易,成本降低。二硫化钼和聚四氟乙烯也是聚酰胺的增强材料,且可提高耐磨性。③成核添加剂。用于制得微结晶尼龙,可加快脱模时间,使成型周期缩短20%~30%。此外,根据用途不同,还可加增塑剂和润滑剂等。
另一种改性的方法是共聚,共聚尼龙是良好的包覆材料和衬垫密封材料;聚酰胺与聚烯烃嵌段接枝共聚,可大幅度提高冲击强度和尺寸稳定性,降低吸湿性,甚至可制成易加工、低成本的塑料制品。这种解决聚酰胺缺陷的有效途径,是近年来发展改性品种的方向之一。
聚酰胺塑料制品广泛用作各种机械和电器零件,其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。还有包装用带、食品用薄膜(熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜)的产量也相当大。美国孟山都公司开发适用于反应注射成型的聚酰胺塑料,又称RIM尼龙 ,很受各国注目,一些国家制成了玻璃增强RIM尼龙大型汽车壳件,使聚酰胺在与金属材料的竞争中,在汽车制造业减轻重量、节能和降低成本等方面找到了又一途径。
聚酰胺纤维(脂肪族)的主要品种有尼龙66和尼龙6,后者又称锦纶。它们强度高,回弹性好,耐磨性在纺织纤维中最高,耐多次变形性和耐疲劳性接近于涤纶,高于其他纤维。它们有良好的吸温性,但耐光和耐热性差。聚酰胺纤维长丝可制做袜子、内衣、衬衣、运动衫、滑雪衫、雨衣等;短纤维可与棉、毛和粘胶纤维混纺,使织物具有良好的耐磨性和强度。还可用作尼龙搭扣、地毯、装饰布等。工业上主要用于制造帘子布、传送带、渔网、缆绳等。
PA66 XA 3143 BLACK 35%的玻璃纤维增强聚酰胺66,热稳定性好,可用于注塑成型。它包含可回收材料。该产品在热性能和机械性能之间实现了完美的结合。
PA66 XA 1636 BLACK 35%的玻璃纤维增 强聚酰胺66,热稳定性好,可用于注塑成型。
PA66 XA 1570 BLACK 30%的玻璃纤维增强聚酰胺66,热稳定性好,可用于注塑成型。
STAR A 205F NATURAL S非增强的聚酰胺6.6,可用于注塑成型。用于改善注塑周期和材料通过模具的流动性。
RED J 218HP V50 Black 50%玻璃纤维增强聚酰胺,热稳定性好,可用于注塑成型。
RED A 218HPS V50 BLACK 21N 50%的玻璃纤维增 强,聚酰胺6.6和聚酰胺6的共混物,具有很高的热稳定性,可注塑成型。
RED A 218HPS V35 BLACK 21N 35%的玻璃纤维增 强,聚酰胺6.6和聚酰胺6的共混物,具有很高的热稳定性,可注塑成型。
PA66/6T ONE J 60X1 V35 NATURAL 35%的玻璃纤维增 强高温聚酰胺,无卤阻燃体系,具有一流的防火性能,热稳定性好,可用于注塑成型。