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2.13 聚酰胺树脂的结构与性能.
聚酰胺的结晶性
• PA大分子链中极性的酰胺基空间排列规整,分子间作用力强,因而具有较 高的结晶能力,结构对称性越高,越容易结晶。 • 结晶结构和熔点,对在大分子链中所形成氢键数量有较大的依赖性 • PA的结晶度可达50%~60%,并且形成较大尺寸的球晶结构。结晶度高可使 PA的拉伸强度、刚度、硬度、耐磨性提高,并可提高其抗热氧老化性能。 但结晶度高,球径体积增大,对其冲击强度有不利影响。
良好的耐疲劳性
• PA具有良好的耐疲劳性。与铸铁和铝合金等金属材料相当。PA的耐疲劳性随吸 水率的增大而降低,随相对分子质量的增大而提高。 • 用玻璃纤维可有效增强其耐疲劳性,此外经过玻璃纤维增强的PA,其冲击强度、 硬度、抗蠕变性以及耐热性和尺寸稳定性也会大大改善。
优良的耐磨性
• 优良的耐磨性是PA力学性能的一个显著特 点。尤其是PA-1010的耐磨性最佳,他的 密度约为铜的的1/7,而耐磨性却是铜的8 倍。
PA的热性能
• PA结晶性聚合物,分子间作用力大,熔点较高。 • PA的熔融温度在180℃~280℃之间。虽然其熔点较高,但长期使用温度不 宜超过100度,通常在80℃左右,若在100℃以上长期与氧接触会引起表面 缓慢热氧降解,使制品逐渐呈现褐色,而丧失使用性能。
化学性能
• PA在室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐类。但强酸和较高浓度的酸及强氧化 剂会使其明显受到侵蚀。 • PA的耐候性一般,直接暴露在大气中或热氧的作用下则容易老化降解,导 致制品表面变色,力学性能下降。
氢键形成的奇偶性
• 不同PA形成氢键的数量与链节中碳原子数目的多少,和碳原子数目的奇偶 性有关。 • 当链节中碳原子数相近时,对于氨基酸或相应的内酰胺合成PA而言,碳原 子为奇数的PA分子链上,酰胺基可以100%形成氢键,碳原子数为偶数的PA 上的酰胺基仅有50%形成氢键,因而吸水率和熔点较低。这是因为前者大分 子链中的酰氨基能形成氢键,后者仅有半数能形成氢键所致。
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聚酰胺树脂的性能
尼龙作为大用量的工程塑料,广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工 设备、航空、冶金等领域。成为各行业中不可缺
1.优良的力学性能。尼龙的机械强度高,韧性好。 2.自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而,作为 传动部件其使用寿命长。 3.优良的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下 长期期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250℃以上。 4.优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、 电器绝缘材料。 5.优良的耐气候性。 6.吸水性。尼龙吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺 寸稳定性。少的结构材料,其主要特点如下:
相对分子质量
• PA的相对分子质量不高,不超过5万。
• 增加PA的相对分子质量可提高力学强度,耐热性和尺寸稳定性。
• 尽管PA的相对分子质量不高,但由于大分子间能形成氢键和结晶,因而具 有工程塑料的优良性能。
力学性能
• PA是典型的硬而韧的聚合物。综合性能优于通 用塑料。与金属材料相比,PA的刚性比较低, 但它的比拉伸强度大于金属,比压缩强度与金 属相当,可代替某些金属材料使用。 • PA的拉伸强度,弯曲强度和硬度随温度和吸水 率的增大而降低,冲击强度则明显提高。
聚酰胺树脂的性能 聚酰胺的性能是什么? (1)聚酰胺类树脂品种比较多,一般多数是结晶型高聚物。最常用的品牌有 PA-6、PA-66、PA-610、PA-1010等 (2)分子结构中有酰胺基,易吸湿,平均吸湿含水分为0.8%~1%。 (3)结晶度在20%~30%之间,结晶度较高时,其强度、硬度和耐磨性均有 所提高,但对透明度和冲击强度不利。 (4)原料熔点温度范围小(约10℃),超过熔点温度时,溶体黏度下降快、 流动性好,但热稳定性差,在机筒内时间较长时(超过30min)极易分解, 应注意温度控制。 (5)成型制品的收缩率较大,一般在1%~2.5%范围内。其中,PA-6收缩率 为0.8%~2.4%;PA-66收缩率为1.5%~2%;PA-610收缩率为1.2%~1.8%; PA-1010收缩率为1%~2.3%。
PA的成型加工性能
• PA成型加工必须严格控制吸水率。吸水率较高的制件,不仅使熔体粘度下 降,制品表面出现气泡、银丝、斑纹,而且制品的力学性能和电性能也显著 降低。 • PA的熔体粘度对温度较敏感,在成型过程中,通过温度的控制,能有效地 调节粘度,使之满足成型加工要求。
成型收缩率
• PA的结晶性使其具有较大的成型收缩率。同时由于结晶的不完全性和不均 匀性,往往还会导致制品在成型后出现后收缩,产生内应力。因此其制品尺 寸稳定性较差。
聚酰胺树脂的结构与性能
聚酰胺
• 聚酰胺,与聚甲醛、聚碳酸酯、热塑性聚酯和聚苯醚,被称为五
大通用工程塑料品种。
• 聚酰胺(PA,俗称尼龙)是指大分子链结构单元中含有酰氨基( )
的一类聚合物的总称。
聚酰胺
• PA无毒、无味、不霉烂,外观为半透明或不 透明的乳白色或淡黄色粒料。
• 密度一般1.02~1.36g/cm³,吸水率为 0.3%~9.0%。随着链节中碳原子数的增加, 密度和吸水率下降。
氢键
• PA分子链上具有极性酰氨基(-CONH-),可以使分子链之间形成氢键。氢键 是一个分子链上酰胺基中的氮原子相连的氢,与另一个分子链上酰氨基中与 碳原子相连的氧之间相互吸引而形成的。 氢键对聚酰胺性能的影响:
• 大分子链中氢键含量增加,PA的力学强度,吸水率和熔点等增大。反之则 大分子间作用力减弱,柔性增加,力学强度下降。