第三章聚酰胺
1. PA的分类
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得,也 可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而得。 根据主链结构不同分类:
脂肪族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
PA的分类
芳香族PA 透明PA
2. 脂肪族聚酰胺
一、脂肪族聚酰胺的分类
脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基和酰胺基组成。按单体类型 不同,脂肪族聚酰胺又分为 p型 和 mp型 两种类型。
(4) 电性能
PV 分子链中含有极性酰胺基,这对电性能带来不利影响: •在室温且干燥的条件下,PV尚具有较好的电性能,但也 明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。 •在潮湿环境下,PV的体积电阻率和介电强度均会下降, 介电常数和介质损耗也明显增大。 •温度升度,电性能均会降低。
(5) 耐化学药品性能
PA对碱类和绝大多数盐类的作用稳定,只有少数盐 类对它们有浸蚀作用或溶解; 氧化剂、酸类,特别是强酸对PA有侵蚀作用,且PA 中酰胺基分布密度愈大,耐酸性愈差。酸类的破坏 作用是引起断链(降解); 具有良好的耐溶剂性,对一般烃类、卤代烃、酯类 、芳烃等的作用均很稳定,特别是对汽油、煤油、 润滑油等具有优异的抵抗性。只有少数与PA溶解参 数接近、又能与它们形成氢键的溶剂,才能使它们 溶解,例如甲酸、冰醋酸、苯酚、甲酚等; 醇类和水可以使聚酰胺溶胀。
38 38 32 30.7
0.4
酰胺基含量(%)
28
0.4
25.4
0.39
22
0.25-0.3
24h吸水率(%) 1.3-1.9 1.0-1.3 0.5
(2) 力学性能
PA具有良好的力学性能:拉伸强度、刚性、抗冲击性、 都较好,且具有很好的耐磨性,是一种自润滑材料。 PS 硬质 PVC 软质 PVC PA
HOOC ( CH2 )4COOH + H2N ( CH2 )6 NH2
n+H3N ( CH2 )6 NH3+ -OOC ( CH2 )4 COO-
.
+2[ NH+ ( CH2 )6 NH-OOC (CH )4 CO ] n + (2n-1) H2O -
H3N ( CH2 )6 NH3
. OOC ( CH ) COO
1. 结 构
PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团, 对于不同品种的聚酰胺,因单 这个基团上的H,能够与另一 体所含碳原子数不同,分子链 个分子上的羰基的氧结合形 之间所能形成的氢键疏密程度 成相当强大的氢键。 不同,则会影响到不同聚酰胺 的结晶能力和熔点,一般来说 氢键的形成增大了分子链之 ,分子链上形成的氢键比例愈 间的作用力,使聚合物的结 大,材料的结晶能力就愈强, 晶能力进一步增强,同时也 熔点也愈高。 使聚合物的熔点升高。
220 OC
nHOOC ( CH2 )8 NH2
9-氨基壬酸
[ NH ( CH2 )8 CO ]n + nH2O
聚酰胺9
自缩聚
聚酰胺6
[—HN(CH2)5CO—]n
mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺, 称为聚酰胺mp,其中m代表所用二元胺中所含碳原子数,p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66: ( PA66盐在高温和水引发下缩聚成高分子量的PA66盐: 。 (2 1) )以已二胺与已二酸为原料,先使二者配制成
2. 性 能
(1)基本特征:
PA的吸水率很大:取决于分子链上酰胺基含量,含 量愈大,吸水性愈强 PA为白色至淡黄色的颗粒;
PA的密度为 1~1.16g.cm-3; 聚酰胺吸水性与酰胺基含量的关系
聚酰胺名称
制品坚硬有光泽; 6 66 69 619 612 1010 12 多数PA具有自熄性,即使燃烧,火焰传播速度也很慢。
P型聚酰胺
由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得的聚酰胺是p型 聚酰胺,命名为聚酰胺p,p代表单体中所含碳原子数; 单元链节结构为: [—HN(CH2)(p-1)-CO—]; 在每两个酰胺基之间含有P-1个连续的亚甲基。
例如聚酰胺6、聚酰胺9就是典型代表: 己内酰胺自聚生成聚酰胺6: 聚酰胺9 [—HN(CH2)8CO—]n
工程塑料
一般指能承受一定外力作用,具有良好的机械性能和耐高低 工程塑料 温性能,尺寸稳定性较好,可以用作工程结构的塑料,如聚 (耐热150℃) (耐热 100-140℃) 酰胺、聚砜等。
通用工程塑料 特种工程塑料
聚酰胺 聚碳酸酯 聚苯硫醚 聚砜
氟塑料
聚芳酯
聚醚酮类
液晶聚合物的概述
聚酰胺,简称PA(Polyamide),俗称尼龙(Nylon),指分子主 链上含有酰胺基( -NHCO- )的聚合物,是品种颇多、应 用最广泛的工程塑料之一。 聚酰胺的品种很多,主要有PA6、PA66、PA11、PA12、 PA610、PA612、PA1010、PA46、尼龙6T、尼龙9T和 MXD-6等。 聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料,尼龙(Nylon)的 俗称就是来自与此。尼龙的最早发明商——美国杜邦公 司曾宣传:尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。 1960年前后,聚酰胺开始被用做一种“工程塑料”。
但PA的力学性能受温度和吸水率的影响很大:
含水率-硬度温度-拉伸强度 含水率-拉伸强度
一般来说,随着温度和吸水率提高,拉伸强度、硬度 会下降;但冲击强度会提高。
(3) 热性能
PA的熔融温度比较高,但热变形温度不高,一般 <80oC; PA的导热率相对于金属来比较很低; PA的具有良好的耐寒性。
2 4
mp型聚酰胺中,酰胺基沿分子链的分布规律为: 在两个 亚胺基之间含有m个连续的亚甲基,二个羧基之间含有p-2 个亚甲基。
二、脂肪族聚酰胺的结构与性能
1. 结 构
• 所有脂肪族聚酰胺分子链都是线型结构,分子链骨架 由—C—N—,—CH2—组成,具有良好的柔曲性,赋予 材料良好的韧性。 • 分子链上有规律地交替排列着较强的极性酰胺基,分 子链很规整,具有较强的结晶能力,属于结晶度较高的 半结晶性高分子材料。结晶度一般在~30%。 • 酰胺基是亲水基团,因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料, 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。