从丝袜到汽车零部件，***解析锦纶（尼龙）材料

聚酰胺（PA）

聚碳酸酯（PC）

聚甲醛（POM）

聚苯醚（PPO）

工程塑料之——尼龙的发展历程

聚酰胺：又称尼龙(Nylon)，英文名Polyamide，简称PA)，是世界上***种完全人造的人造多聚物纤维和塑料。

1931年，杜邦的卡罗泽斯开发了尼龙-66，成为***个工业化的工程塑料，并于1939年由杜邦组织生产。

1942年，德国人开发了尼龙-6工业技术作为纤维开发和应用。

1961年：PA1010在中国发展。

1972年:杜邦开发芳香尼龙工业化技术。

尼龙是目前工程塑料中产量***的品种。

***早的尼龙产品于1938年正式上市，***早的尼龙产品是刷毛(1938年2月24日出售)和女性穿的尼龙袜(1940年5月15日上市)。如今，尼龙纤维与其他纤维(棉、麻、毛等)混纺成各种人造纤维。

中国的尼龙——“锦纶”

锦纶：学名聚酰氨纤维，是我国聚酰胺纤维的总称。1958年4月，胺(尼龙6)试验样品于1958年4月在辽宁锦西化工厂成功试制。在北京纤维厂成功抽丝，拉开了中国合成纤维产业的序幕。这种合成纤维后来被命名为尼龙，即尼龙。

锦纶的品种：锦纶6.锦纶66.锦纶1010.锦纶610，其中***重要的是锦纶66和锦纶6。

锦纶的特点:强度高，耐磨，回弹性好，可以用纯纺和混纺制成各种衣服和针织品。尼龙的吸湿性和染色性都比涤纶好，耐碱而不耐酸，长期暴露在阳光下纤维强度会下降。尼龙具有热定型特性，能保持加热时形成的弯曲变形。

聚酯-聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，我国聚酯纤维的商品名称，俗称确良，经纺丝及后处理制成的纤维。

聚酰胺的结构

聚酰胺(PA)是主链中含有酰胺基团(-CONH-)的聚合物的总称。PA可由含有胺基和羧基的二元酸和二元胺或ω-氨基酸缩聚而成，也可由内酰胺自聚制成。

脂肪聚酰胺分子链由亚甲基(-CH2-)和酰胺结构(-CONH-)组成。

聚酰胺的类型

聚酰胺（PA）的特性

1.优异的力学性能:尼龙机械强度高，韧性好。
尼龙作为应用于机械、汽车、电器、纺织设备、化工设备、航空、冶金等领域。成为各行业不可缺少的结构材料，其主要特点如下：

2.自润性、耐摩擦性好:尼龙自润性好，摩擦系数小，作为传动部件使用寿命长。

3.优异的耐热性:尼龙46等高结晶尼龙热变形温度高，可在150℃下长期使用。玻璃纤维增强PA66的热变形温度在250℃以上。

4.优异的电绝缘性能:尼龙体积电阻高，抗击穿电压高，是一种优异的电绝缘材料。

5.良好的耐气候性。

6.吸水性:尼龙吸水性大，饱和水可达3%以上。在一定程度上影响零件的尺寸稳定性。

聚酰胺的应用

聚酰胺以其独特的低比重、高抗拉强度、耐磨性、良好的自润滑性、优异的冲击韧性和刚柔性赢得了人们的关注。此外，它的加工简单，效率高，比重轻(只有金属的1/7)。它可以加工成各种产品，而不是金属，广泛应用于汽车和交通运输行业。

聚酰胺在汽车工业中的消费比例***，每辆汽车的尼龙产品约为3.6~4公斤。其次是电子电气。

典型产品包括泵叶轮、风扇叶片、阀座、衬套、轴承、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀等部件。

聚酰胺（PA）纤维的应用

聚酰胺纤维可与棉、麻、羊毛、蚕丝等纺织纤维混纺，提高产品的强度和耐磨性。它还可以制成轻薄强度好的产品，如尼龙塔夫丝，可以作为滑雪衫、羽绒服、箱袋和伞的面料。聚酰胺纤维在袜子的使用中起着主导作用。聚酰胺纤维强度为53~88cn/dtex，可用于制作轮胎帘线、传送带、渔网、绳索、降落伞、帐篷布等工业用品。聚酰胺纤维地毯的应用正在迅速增加。

聚酰胺（PA）纤维的应用

表-2 汽车用PA工程塑料部件

聚酰胺（PA）的加工特性

1.尼龙吸湿性强，易受潮：成型前必须充分干燥。

尼龙的含水量对其力学性能有很大影响。在熔融状态下，水的存在会导致尼龙的水解和分子量的下降，从而降低产品的力学性能。在成型过程中，产品表面会出现气泡、银丝、斑纹等缺陷。

2.尼龙熔体粘度低，流动性大，喷嘴会产生流延现象：尼龙在螺杆式注射机成型时，必须在螺杆端安装止逆环。

用螺杆式注射机注射成型时，熔体会在螺杆与料筒壁之间逆流，使注射不准确，浪费原料，污染喷嘴。

3.尼龙是结晶聚合物:工艺条件必须严格控制。

熔点明显，且较高。尼龙需要在高温下成型，熔融状态下尼龙热稳定性差，易于分解。

4.尼龙成型收缩率大：成型工艺应严格控制。

模具设计应在试验的基础上确定制造高精度产品的尺寸。

脂肪族聚酰胺的制备

p型聚酰胺：由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得（如尼龙6）

mp型：由二元胺与二元羧酸缩聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龙6,6）

尼龙6与尼龙6,6有什么区别：

尼龙6,6与尼龙6在链结构上的相似性，导致两种材料的性能基本相似；但是链结构上的细微差别，也导致性能有所差异。

1、都是线型结构——热塑性

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-链组成，具有良好的柔顺性，因此都是典型的热塑性聚合物。

2、分子链之间有氢键——结晶能力强（与聚烯烃类的区别）

分子链上有规律地交替排列着较强的极性酰胺键，分子链规整，极性酰胺键可以使分子链之间形成氢键，导致聚酰胺具有较强的结晶能力。

氢键比例数对材料性能的影响：

由于不同品种的PA单体含有不同数量的碳原子，分子链之间形成的氢键比例和氢键沿分子链分布的密度不同，影响不同PA的结晶能力和熔点。

氢键比例数=PA的结晶能力。

氢键比例越大，PA的结晶能力越强，熔点越高。

P型PA:单体含有奇数碳原子，分子链上的酰胺基可以100%形成氢键，偶数只有50%形成氢键。

mp型PA：两个单体都含有偶数碳原子，100%形成氢键，只有一个或没有偶数碳原子，50%形成氢键。

主要表现为脂肪族PA

力学性能：

耐磨性好，是优良的耐磨材料之一。晶度越高，材料硬度越大，耐磨性越好。典型的强韧性聚合物比普通塑料具有更好的综合性能。

热性能：

柔韧性好，玻璃化温度在室温左右，氢键的形成使其熔化温度普遍高于聚烯烃，熔点明显。

PA是一种半结晶聚合物，其结晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高结晶聚合度。

电性能：

聚酰胺链中极性酰胺基团影响其电绝缘。

在室温干燥的情况下，电绝缘较好，潮湿时，电绝缘降低。同时，温度升高也会降低电绝缘。

光学性能：

大多数结晶脂肪族PA厚度超过2.5mm几乎不透明，低于0.5mm时半透明。

添加的添加剂(如炭黑等。)作为成核剂，增加PA的结晶度和球晶数量，从而减少光透射。球晶边界的光散射是光透射减少和不透明的原因。随着PA中酰胺浓度的降低，PA的透明区域增加。

耐化学性：

由于其高能和结晶性使其具有良好的化学稳定性。

一、不溶于普通溶剂(醇、酯、酮)；

2.耐许多化学物质，不受弱酸碱、油脂和清洁剂的影响；

3.盐水、细菌和霉菌稳定；

4.常温下溶于强极性溶剂(硫酸、甲酸等)。

其它性能：

在室温下，PA性能稳定，可长期保持性能不变。

耐候性相对较好，气候变化会使PA变脆，力学性能下降，表面变化。

自燃，但火焰传播速度很慢。

加工和应用脂肪族聚酰胺

PA加工范围广，加工性能好，几乎所有常用的热塑件塑料加工方法都可以加工PA。其中***重要的是注塑和挤出。

此外，PA吸水率高，树脂应在成型前干燥。

PA应用：

1.机械零件：轴承、轴瓦、活塞环、采叶轮等。

2.汽车工业:主要用于皮带轮、吸附罐、刮水器等。

3.电子电器:机罩、集成电路板、旋转和电气线圈。

4.化工设备:耐腐蚀耐油管道、输油管道和过滤器。

5.建筑与民用：门、滑轮、安全帽、绳索等。