聚酰胺種類如何選，看本文就夠啦??！
發(fā)布日期：2023-06-08
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聚酰胺（尼龍）被認(rèn)為是高性能塑料，他們具有耐高溫和耐電氣性能，他們?cè)谄?、運(yùn)輸、消費(fèi)品及電子電器等行業(yè)都有應(yīng)用。目前市場(chǎng)上有好幾款聚酰胺，但是，你是否發(fā)現(xiàn)很難為特定應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的聚酰胺類型。
讓我們通過詳細(xì)介紹聚酰胺的類型來簡(jiǎn)化你的選擇過程，每種類型的關(guān)鍵特征和加工條件都將在這里詳細(xì)介紹，此外，了解是什么使它們成為高端工程應(yīng)用的理想選擇。
聚酰胺或尼龍縮寫為PA，是主要的高性能工程塑料中的一類，它性能平衡，含有重復(fù)的酰胺鍵，如–CO-NH–，它是由相同單元縮合而成，或者不同單元共聚而成。
尼龍是由Wallace Hume Carothers發(fā)現(xiàn)的，他是被杜邦·德·內(nèi)穆爾公司在1928年雇傭來領(lǐng)導(dǎo)一項(xiàng)廣泛的研究計(jì)劃的化學(xué)家，目的是設(shè)計(jì)原始的聚合材料。1935年，他開發(fā)了一種名為PA 66的配方:
聚酰胺具有耐高溫和耐電氣性能，由于他們的晶體結(jié)構(gòu)，尼龍也表現(xiàn)出優(yōu)異的耐化學(xué)品性，它們具有優(yōu)良的機(jī)械性能和阻隔性能，這些材料很容易實(shí)現(xiàn)阻燃，聚酰胺成為第一款商業(yè)化的合成纖維。
當(dāng)使用玻纖增強(qiáng)時(shí)，它們的剛性可以與金屬媲美，這些玻璃纖維可長(zhǎng)可短，這就是為什么尼龍常常被考慮用來替代金屬的原因。
由于具有酰胺基團(tuán)，所有的聚酰胺都容易吸收水分，水分起著增塑的作用。這樣會(huì)降低拉伸模量，增加抗沖擊性能和柔韌性，且水分的吸收對(duì)尺寸的變化也有很大的影響，在設(shè)計(jì)部件時(shí)需考慮到這點(diǎn)。
聚酰胺在汽車、交通、電子電氣、消費(fèi)品等領(lǐng)域都有應(yīng)用。
聚酰胺是由二胺和二酸縮聚而成。
它們也可以由具有6,11或12個(gè)碳原子的內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成。
a.單體可以是脂肪型、半芳香型或芳香型的（芳綸）
b.它們可以是無定型的、半結(jié)晶的，或大或小的結(jié)晶度。
芳香族尼龍也稱為芳綸，它們是對(duì)苯二甲酸和二胺縮聚而成的，PA6-3-T是一款常見的芳香族尼龍，它本質(zhì)上無定型和透明，芳綸加工在280-300℃加工，且價(jià)格較貴。與脂肪族尼龍對(duì)比，芳香族尼龍具有以下特征：
a.更好的尺寸穩(wěn)定性
b.阻燃和耐熱性更好
c.強(qiáng)度更高
用于制造不同聚酰胺的單體描述如下：
聚酰胺 | 單體 |
Polyamide 6 | 己內(nèi)酰胺 |
Polyamide 12 | 十二內(nèi)酰胺 |
Polyamide 66 | 己二胺/己二酸 |
Polyamide 69 | 己二胺/ 壬二酸 |
Polyamide 6-10 | 己二胺/ 葵二酸（英文資料應(yīng)該寫反了） |
Polyamide 6-12 | 己二胺/ 1,12-十二烷二酸 |
Polyamide 46 | 1,4-二氨基丁烷/ 己二酸 |
Polyamide 1212 | 1,12-十二烷二胺/ 1,12-十二烷二酸 |
在這個(gè)大的聚合物家族中，有幾類聚酰胺特別適合于給定的應(yīng)用。最佳選擇取決于所需的性能以及經(jīng)濟(jì)限制。
a.PA中應(yīng)用中最廣的兩類是PA66和PA6，它們通常被擠出生產(chǎn)用于生產(chǎn)纖維（紡織行業(yè)）或薄膜（包裝），或注塑成型。
b.PA中性能最高的種類是PPA和PA46,它們是金屬替代或者暴露于極端條件下特定應(yīng)用的良好候選者。
c.生物基尼龍也可用，例如，PA11是基于蓖麻油的化學(xué)品。
聚酰胺6（PA6）也稱為尼龍6或者聚己內(nèi)酰胺，它是世界上使用最廣泛的聚酰胺之一，它是由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成，聚酰胺6的熔點(diǎn)是223℃。
聚酰胺66（PA66）或尼龍66是應(yīng)用最廣泛的熱塑性工程塑料之一，它主要在各種應(yīng)用中用來替代金屬。PA66是通過己二胺與己二酸共聚合成而來，這兩種單體都包括6個(gè)碳原子。PA66的熔點(diǎn)是225℃。
PA6和PA66是目前世界上使用最多的聚酰胺，由于其出色的性能/成本比，它們被用于許多應(yīng)用，它們的主要性能如下：
a.高溫下的高強(qiáng)度和剛性
b.良好的沖擊性能，即使在低溫下
c.流動(dòng)性好，易于加工
d.耐磨性好
e.優(yōu)異的耐油性
f.抗疲勞性好
g.優(yōu)異的電絕緣性能
h.高吸水性和平衡吸水性限制其使用
i.低尺寸穩(wěn)定性
j.易受強(qiáng)無機(jī)酸攻擊，并吸收強(qiáng)極性溶劑
k.加工前需烘干
盡管他們性能類似，但仍有細(xì)微的差別。
See detailed property comparison between PA6 and PA66 | |
PA6 vs. PA66 | PA66 vs. PA6 |
o 略低的耐溫性 o 膨脹性略低 o 優(yōu)異的外觀 o 更好的加工 o 更好的耐水解性 o 更好的長(zhǎng)期熱老化 o 在低于180℃時(shí)剛性接近 o 低的成本和低的熱變形溫度 | o 略低的吸水性 o 更高的模量 o 更好的耐磨性 o 短期耐熱性更好 |
PA6和PA66之前強(qiáng)烈建議干燥，最高水分含量為0.2%，最大允許干燥溫度在80至110℃之間。
PA6和PA66在310℃的溫度下熱穩(wěn)定好，在高于這個(gè)溫度時(shí)會(huì)導(dǎo)致降解，生成的初始產(chǎn)物是一氧化碳、氨和己內(nèi)酰胺。當(dāng)采用注塑或擠出技術(shù)加工PA6和PA66時(shí)，推薦以下條件.
注塑模具
a.L/D比為18:22
b.PA6的熔融溫度240℃-270℃，PA66為270-300℃
c.模具溫度范圍為55-80℃
擠出
a.只有高粘度才能通過擠出加工
b.推薦使用L/D比為20-30的三段螺桿
c.PA6擠出加工溫度在240-270℃，PA66的擠出加工溫度為270-290℃
PA11或者尼龍11是一種稀有的生物基工程塑料，來源于可再生資源（蓖麻植物），它是通過11-氨基十一烷酸聚合而成。
Rilsan? 是首批生物質(zhì)聚酰胺之一，PA11的熔點(diǎn)在190℃。
PA11的一些性能與PA12類似，相比之下，PA11具有更高的耐熱性和卓越的抗UV性能，低吸水性和環(huán)境影響較低，它展示出良好的沖擊性能和尺寸穩(wěn)定性能。
優(yōu)勢(shì) | 限制 |
o 所有商業(yè)化聚酰胺中的吸水率最低 o 出色的抗沖擊性能，即使在冰點(diǎn)以下的溫度也是如此 o 耐化學(xué)品性好，特別是油脂、燃料、通用溶劑和鹽溶液 o 優(yōu)異的抗應(yīng)力開裂，耐老化和耐磨損性能 o 低摩擦系數(shù) o 噪聲和振動(dòng)阻尼特性 o 高頻循環(huán)加載條件下耐疲勞性 o 可填充高含量的填料 o 高抗電離輻射性能 | o 相比其他聚酰胺，成本較高 o 強(qiáng)度和耐熱性低于其他聚酰胺 o 對(duì)沸水和紫外線的抵抗力差 o 加工前適當(dāng)干燥 o 被強(qiáng)無機(jī)酸和乙酸攻擊，被苯酚溶解 o 電性能高度依賴水分含量 |
PA12或者尼龍12是一款半結(jié)晶熱塑性塑料，它具有與PA11類似的性能，它既可以來源于石油又可以來源于可再生資源，與其他聚酰胺相比，它是一種昂貴的聚合物。
PA12的關(guān)鍵性能
a.它具有較低的抗沖擊性，但有優(yōu)異的耐磨性和抗UV性
b.相比PA6、PA66和所有其他類型的聚酰胺，它具有低的吸水性
c.PA12展示出良好的尺寸穩(wěn)定性和合適的電氣性能
d.PA12非常適用于安全性、耐久性或長(zhǎng)期可靠性至關(guān)重要的應(yīng)用
e.PA12的透明等級(jí)也可供選擇，在設(shè)計(jì)和創(chuàng)作方面具有很高的靈活性
優(yōu)勢(shì) | 限制 |
o 所有商業(yè)化聚酰胺中的吸水率最低 o 出色的抗沖擊性能，即使在冰點(diǎn)以下的溫度也是如此 o 耐化學(xué)品性好，特別是油脂、燃料、通用溶劑和鹽溶液 o 優(yōu)異的抗應(yīng)力開裂，耐老化和耐磨損性能 o 低摩擦系數(shù) o 噪聲和振動(dòng)阻尼特性 o 高頻循環(huán)加載條件下耐疲勞性 o 可填充高含量的填料 o 高抗電離輻射性能 | o 相比其他聚酰胺，成本較高 o 強(qiáng)度和耐熱性低于其他聚酰胺 o 對(duì)沸水和紫外線的抵抗力差 o 加工前適當(dāng)干燥 o 被強(qiáng)無機(jī)酸和乙酸攻擊，被苯酚溶解 o 電性能高度依賴水分含量 |
PA11和生物基PA12具有以下特點(diǎn)：
a.優(yōu)異的耐化學(xué)品性
b.柔性
c.耐久性
d.耐冷沖擊性
e.耐熱性
這些特性使PA11和PA12比傳統(tǒng)的生物基聚合物更具優(yōu)勢(shì)。
a.即使它們?cè)谀蜏匦?/span>(熱變形溫度、最高使用溫度……)方面表現(xiàn)不佳，但隨著時(shí)間的推移，它們表現(xiàn)出出色的性能保持能力。
b.它們卓越的持久性能允許它們?cè)诟鞣N條件下(溫度、壓力、化學(xué)……)使用。
c.PA11和PA12特別適用于需要長(zhǎng)期可靠性的情況。
加工前推薦的干燥條件：80-90℃干燥6-12小時(shí)，最大含水率為0.1%
注塑
a.塑化單元推薦使用L/D比為18 ~ 22的三區(qū)螺桿。
b.熔體溫度:180 - 230℃
c.模具溫度:30 - 100℃
d.模具溫度的降低通常會(huì)緩解脫模，但隨后會(huì)發(fā)生結(jié)晶度的降低。
擠出
a.一般的溫度設(shè)置在很大程度上取決于要加工的樹脂和擠出物的類型，因此一般不給出建議
b.第一加熱區(qū)溫度:~ 200℃
c.推薦使用L/D比不小于24的常規(guī)三區(qū)螺紋
d.混合和剪切塊可能有助于增加熔體的均勻性。
e.大多數(shù)情況下需要對(duì)進(jìn)料段進(jìn)行冷卻。
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