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結(jié)構(gòu)
聚酰胺俗稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide(簡(jiǎn)稱PA),密度1.15g/cm3,是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱,包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品種多,產(chǎn)量大,應(yīng)用廣泛,其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。由美國(guó)著名化學(xué)家卡羅瑟斯和他的科研小組發(fā)明的。(7)高化學(xué)穩(wěn)定性,耐堿、醇、醚、碳?xì)浠衔?、弱酸、?rùn)滑油、洗滌劑、水(海水),并具有無臭、無味、無銹‘、沒有毒的特點(diǎn),為其廣泛應(yīng)用在抗堿腐蝕,環(huán)保衛(wèi)生、食品、紡織印染等方面的機(jī)械零部件使用提供了優(yōu)良條件。
尼龍是聚酰胺纖維(錦綸)的一種說法,可制成長(zhǎng)纖或短纖。錦綸是聚酰胺纖維的商品名稱,又稱耐綸(Nylon)。英文名稱Polyamide(簡(jiǎn)稱PA),其基本組成物質(zhì)是通過酰胺鍵—[NHCO]—連接起來的脂肪族聚酰胺。
分子結(jié)構(gòu)
常用的錦綸纖維可分為兩大類。
一類是由二胺和二酸縮聚而得的聚己二酸己二胺,其長(zhǎng)鏈分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
H—[HN(CH2)XNHCO(CH2)YCO]—OH
這類錦綸的相對(duì)分子量一般為17000-23000.根據(jù)所用二元胺和二元酸的碳原子數(shù)不同,可以得到不同的錦綸產(chǎn)品,并可通過加在錦綸后的數(shù)字區(qū)別,其中前一數(shù)字是二元胺的碳原子數(shù),后一數(shù)字是二元酸的碳原子數(shù)。例如錦綸66,說明它是由己二胺和己二酸縮聚制得;MC尼龍制品作為工程塑料之一,“以塑代鋼、性能卓越”,用途極其廣泛。錦綸610,說明它是由己二胺和癸二酸制得。
另一類是由己內(nèi)酰胺縮聚或開環(huán)聚合得到的,其長(zhǎng)鏈分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
H—[NH(CH2)XCO]—OH
根據(jù)其單元結(jié)構(gòu)所含碳原子數(shù)目,可得到不同品種的命名。例如錦綸6,說明它是由含6個(gè)碳原子的己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得。
錦綸6、錦綸66及其他脂肪族錦綸都由帶有酰胺鍵(—NHCO—)的線型大分子組成。錦綸分子中有—CO—、—NH—基團(tuán),可以在分子間或分子內(nèi)形成氫鍵結(jié)合,也可以與其他分子相結(jié)合,所以錦綸吸濕能力較好,并且能夠形成較好的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
錦綸分子中的—CH2—(亞甲基)之間因只能產(chǎn)生較弱的范德華力,所以—CH2—鏈段部分的分子鏈卷曲度較大。各種錦綸因今—CH2—的個(gè)數(shù)不同,使分子間氫鍵的結(jié)合形式不完全相同,同時(shí)分子卷曲的概率也不一樣。另外,有些錦綸分子還有方向性。分子的方向性不同,纖維的結(jié)構(gòu)性質(zhì)也不完全相同。如WK-10型挖掘機(jī)的繃?yán)K平衡輪軸套,尺寸為φ200×φ160×160,歷來均選用ZQA19-4材料,因工作時(shí)灰塵極大,潤(rùn)滑條件惡劣,軸套磨損很快。
形態(tài)結(jié)構(gòu)
采用熔紡法制得的錦綸在顯微鏡中觀察到的形態(tài)結(jié)構(gòu)具有圓形的截面和無特殊的縱向結(jié)構(gòu)。在電子顯微鏡下可觀察到絲狀的原纖組織,錦綸66的原纖寬約10-15nm。如用異形噴絲板,可制成各種特殊截面形狀的錦綸,如多角形、多葉形、中空等異形截面。它的聚焦態(tài)結(jié)構(gòu)與紡絲過程的拉伸及熱處理有密切關(guān)系。不同錦綸的大分子主鏈都由碳原子和氮原子相連而成。如用異形噴絲板,可制成各種特殊截面形狀的錦綸,如多角形、多葉形、中空等異形截面。
異形纖維可改變纖維的彈性,使纖維具有特殊的光澤與膨松性,并改善纖維的抱合性能與覆蓋能力以及抗起球、減少靜電等性能。如三角形纖維有閃光效應(yīng);五葉形纖維有肥光般光澤,手感良好,并抗起球;中空纖維由于內(nèi)部有空腔,密度小,保暖性好。
聚酰胺(PA,俗稱尼龍)是美國(guó)DuPont公司優(yōu)先開發(fā)用于纖維的樹脂,于1939年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。20世紀(jì)50年代生產(chǎn)與開發(fā)注塑制品,以取代金屬滿足下游工業(yè)制品輕量化、降低成本的要求。聚酰胺主鏈上含有許多重復(fù)的酰胺基,用作塑料時(shí)稱尼龍,用作合成纖維時(shí)我們稱為錦綸,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,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。MC尼龍的應(yīng)用范圍越來越廣,效果也越來越顯著,人們從不認(rèn)識(shí)到認(rèn)識(shí),從試用到應(yīng)用,逐步認(rèn)識(shí)到MC尼龍應(yīng)用的卓越性、重要性,MC尼龍已取得了重大的經(jīng)濟(jì)效益。
聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚酰胺-6和聚酰胺-66主要用于紡制合成纖維,稱為錦綸-6和錦綸-66。尼龍-610則是一種力學(xué)性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料。MC尼龍是一種新型的聚酰胺類工程塑料,由于它的突出綜合性能,使它在工程塑料中的地位直線上升,成為重要工程材料,使用量日益擴(kuò)大。
PA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(rùn)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。
PA的品種繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等,以及近幾年開發(fā)的半芳香族尼龍PA6T和特種尼龍等很多新品種。 尼龍-6塑料制品可采用氫氧化鈉等為主催化劑,N-乙?;簝?nèi)酰胺為助催化劑,使δ-己內(nèi)酰胺直接在模型中通過負(fù)離子開環(huán)聚合而制得,稱為澆注尼龍。用這種方法便于制造大型塑料制件。MC尼龍應(yīng)用于很多方面,如:攪拌機(jī)托輪、閥體、閥芯、球閥墊圈、絕緣MC尼龍MC尼龍?zhí)?、?dǎo)向板、擋膠板等等。
尼龍66的特征與應(yīng)用
基本特征:
尼龍66的化學(xué)名稱為聚已二酰乙2胺,其英文名稱為Poly-hexamethyleneadipamide(Nylon66),簡(jiǎn)稱PA66,是由已二酸和已二胺所生成的尼龍66鹽在280℃縮聚而得的一種脂肪族聚酰胺。熔點(diǎn)260~265℃,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(干態(tài))為50℃。(4)吸噪聲、減震,MC尼龍模量比金屬小得多,對(duì)震動(dòng)的衰減大,提供了優(yōu)于金屬防止噪音的實(shí)用途徑。
應(yīng)用:
尼龍66工程塑料的應(yīng)用與尼龍6大致相似,主要用于汽車機(jī)械工業(yè)、電子電器、精密儀器等領(lǐng)域。