常用尼龙性能和应用
2020/7/15 8:52:18   785

聚酰胺(PA)具有品种多、产量大、应用广泛的特点,是五大工程塑料之一。但是,也由于聚酰胺品种繁多,在应用领域方面有些产品具有相似性,有些又有相当大的差别,需要仔细区分。

聚酰胺(Polyamide)俗称尼龙,是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。

尼龙中的主要品种是PA6和PA66,占绝对主导地位;其次是PA11、PA12、PA610、PA612,另外还有PA1010、PA46、 PA7、PA9、PA13。新品种有尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙 MXD6(阻隔性树脂)等;改性品种包括:增强尼龙、单体浇铸尼龙(MC尼龙)、反应注射成型(RIM)尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲(超韧)尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其他聚合物共混物和合金等。


性能指标

尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度,软化点高,耐热,摩擦系数低,耐磨损,具有自润滑性、吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂;电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好等。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好,因而容易增强。但是尼龙染色性差,不易着色。尼龙的吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。其中尼龙66 的硬度、刚性最高,但韧性最差。尼龙的燃烧性为UL94V2级,氧指数为24-28。尼龙的分解温度>299℃,在449℃-499℃会发生自燃。尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。表1给出了聚酰胺主要品种的技术性能指标。



性能特点与用途

PA6

物性 乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物;可自由着色,韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温,耐细菌、能慢燃,离火慢熄,有滴落、起泡现象。最高使用温度可达180℃,加抗冲改性剂后会降至160℃;用15%-50%玻纤增强,可提高至199℃,无机填充PA能提高其热变形温度。

加工 成型加工性极好:可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。

PA6是吸水率最高的PA,尺寸稳定性差,并影响电性能(击穿电压)。

应用 轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、储油容器等。


PA66

物性 半透明或不透明的乳白色结晶聚合物,受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光,机械强度较高,耐应力开裂性好,是耐磨性最好的PA,自润滑性优良,仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛,耐热性也较好,属自熄性材料,化学稳定性好,尤其耐油性极佳,但易溶于苯酚,甲酸等极性溶剂,加碳黑可提高耐候性;吸水性大,因而尺寸稳定性差。

加工 成型加工性好,可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。

应用 与尼龙6基本相同,还可作把手、壳体、支撑架等。


PA610

物性 半透明、乳白色结晶型热塑性聚合物,性能介于PA6和PA66之间,但相对密度小,具有较好的机械强度和韧性;吸水性小,因而尺寸稳定性好;耐强碱,比PA6和PA66更耐弱酸,耐有机溶剂,但也溶于酚类和甲酸中;属自熄性材料。作为重要的工程塑料,尼龙610(PA610)可用于制作各种结构件,但在高温(≥150℃)、卤水、油类和强的外力冲击下时,结构件会产生形变甚至断裂,所以必须改性。改性方法有接枝、共聚、共混、原位聚合、填充和交联等,但单一改性不能达到满意的效果。采用玻纤(GF)增强和辐照来改性PA610,能提高PA610的力学强度,耐温等级,耐油和耐水性能。

应用 机械制造(汽车用齿轮、衬垫、轴承、滑轮等)、精密部件、输油管、储油容器、传动带、仪表壳体、纺织机械部件等。


PA612

物性 除具有一般PA特点外,还具有相对宽度小、吸水性低、尺寸稳定性好的优点,有较高的拉伸强度和冲击强度。

应用 精密机械部件、电线电缆绝缘层、枪托、弹药箱工具架、线圈等。


PA11

物性 白色、半透明结晶型聚合物,相对密度小,熔点低,吸水性低,尺寸稳定性好,柔性好,耐曲折,低温冲击性好,成型温度范围宽,成纤亦好,染色性差,可添加石墨、二硫化钼、玻璃纤维增强改性。

加工 用一般热塑性塑料成型工艺,可烧结成型、流延成膜、金属表面静电粉末涂覆和火焰喷涂,发泡。

应用 输送汽油的硬管和软管、电缆护套、食品包装膜、发泡建材、静电喷涂等。


PA12

物性 尼龙12与尼龙11性能相似,相对密度小,仅1.02,是尼龙系列中最小的;吸水率低,尺寸稳定性好;耐低温性优良,可达-70℃;熔点低,成型加工容易,成型温度范围较宽;柔软性、化学稳定性、耐油性、耐磨性均较好,且属自熄性材料。长期使用温度为80℃(经热处理后可达90℃),在油中可于100℃下长期工作,惰性气体中可长期工作温度为110℃。

加工 可采用注塑、挤出等方法加工成单丝、薄膜、板、棒、型材,粉末可采用流动床浸渍法、静电涂装法、旋转成型等方法加工,尤其适宜在金属表面涂覆和喷涂。

应用 轴承、齿轮、精密部件、油管、软管、电线电缆护套等。



PA1010

物性 白色或微黄色半透明颗粒。质轻且坚硬,具有吸水性小,尺寸稳定性好,无毒,电绝缘性能优异等特点。在-40℃下仍保持一定韧性。增强后具有高强度、耐磨等优点,并提高了原树脂的热稳定性和尺寸稳定性,是一种极优良的工程塑料。

应用 广泛应用于航天航空、造船、汽车、纺织、仪表、电气、医疗器械等领域。增强后可用作泵的叶轮、自动打字机的凸轮、各种高负荷的机械零件、工具把手、电器开关、设备建筑结构件、汽车、船舶的加油孔盖轴承、齿轮等。



其他

为了得到优异的综合性能,尼龙也经常进行改性后再使用,最典型的改性方法为增强和增韧。


增强尼龙

用增强材料来提高尼龙性能。增强材料有玻璃纤维,石棉纤维,碳纤维,钛金属等,其中以玻璃纤维为主,提高尼龙的耐热性、尺寸稳定性、刚性、机械性能(拉伸强度和弯曲强度)等,特别是机械性能提高,使之成为性能优良的工程塑料。



增韧尼龙

增韧尼龙又名高抗冲尼龙,以尼龙66、尼龙6为基体,通过与接枝韧性聚合物共混的方法而制得。虽然强度、刚性、耐热性比母体尼龙有所下降,但冲击强度可提高10倍以上,并具有优异的耐磨性和尺寸稳定性。

  

附:常用聚酰胺品名

PA 聚酰胺(尼龙)

PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)

PA-11 聚十一酰胺(尼龙11)

PA-12 聚十二酰胺(尼龙12)

PA-6 聚己内酰胺(尼龙6)

PA-610 聚癸二酰乙二胺(尼龙610)

PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612)

PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66)

PA-8 聚辛酰胺(尼龙8)

PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龙9