《聚酰胺加工技术进展专题讲座PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚酰胺加工技术进展专题讲座PPT（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、聚酰胺加工技术进展 苑会林 北京化工大学 材料科学与工程学院 1、聚酰胺及加工性能简介 2、聚酰胺的吹膜加工成型 3、聚酰胺的共挤复合成膜共挤吹塑共挤流延 4、聚酰胺的挤出管材 5、聚酰胺的纺丝 6、结束语一、 聚酰胺及加工应用简介聚酰胺是分子中含有酰胺键（CONH）的线形高分子 ，从合成方法上可采用己内酰胺开环聚合生成尼龙6 或由二酸和二胺类缩合而得到不同的聚酰胺产品， 如尼龙66、尼龙6/12、尼龙11、尼龙12等。聚酰胺属 于结晶型材材料，有明显的熔点，尼龙6的熔点为 215，随着二酸和二胺单体碳原子数的增加，熔点 有下降的趋势，共聚尼龙的熔点可达178左右。由 于尼龙有较高的熔点，因此
2、具有较好的耐热性，此 外尼龙还有优良的耐油性能、气体阻隔性能等，因 此被广泛应用于特殊场合的产品上。1、注射成型(injection mold) 2、挤出成型 吹膜成型(bubble film process)空气冷却法(air cooled)水冷法(water cooled)中空吹塑成型(hollow process)流延成型（casting process）纺丝加工（filament process） 3、单体浇铸成型（CMC）聚酰胺的加工方法可分为以下几 种聚酰胺的吹塑薄膜加工成型 聚酰胺在膜产品的应用中有良好的耐热 性、耐油性、阻氧性、透明性、耐针穿 刺性好、强度高和韧性好等优点，因此
3、 在包装行业中被广泛应用于厌氧食品、 防锈零件、绝缘电子电讯器材的真空包 装上。 吹塑薄膜的加工方法分为: 上吹法（风冷式） 下吹法（水冷式）风冷式吹膜方式和聚乙烯吹膜方式 一样水冷式吹膜方式和聚丙烯吹膜方式 一样图1.风冷式吹膜示意图（上吹 法）风冷式加工的特点 优点易操作膜制品的屈服强度高生产速度快 缺点透明度较差图2. 水冷式吹膜示意图 图 2 .水 冷 式 吹 膜 示 意 图水冷式加工的特点 优点透明度优良膜制品柔软拉伸断裂伸长率较大采用定型套冷却泡管，膜制品折径尺寸稳定 缺点操作较难 膜制品屈服强度较低需要经过二次干燥处理提高结晶度以增加强度 ，或者再经二次吹胀拉伸制成热收缩膜水冷法
4、吹膜（下吹二次吹胀法）吹塑加工的聚酰胺树脂 按特性粘度分类粘数在2.504.20之间适用于下吹法吹塑粘数在2.7以上的树脂可用于上吹法加工 表1. 上吹（空气冷却）法用尼龙原料（宇部）及性能 树脂牌号熔点粘数阻隔性雾度滑爽性深度拉 伸性能热稳定 性尼龙61024B215 213131026B2215 1030B215 1024FD-1215 21413 1026B1215 1022C2215 312131022CM1215 32224尼龙 6/665033B190 222225033FDX27190 223225034FDX17190 2.532.5325034C2190 342235034C
5、M4190 4223.54尼龙 6/127024B 132417034B 表2. 下吹（水冷）法用尼龙原料（宇部）及性能 树脂牌号 熔 点粘 数阻隔 性雾 度滑爽 性深度 拉伸 性能热稳 定性尼龙 61022FDX 232153.56313 1022C22153.801024FDX 82153.70213 1022CM12153.7031 尼龙 6/665034CM4 4.40313 尼龙 6/12 7024B 2.80313 7034B 4.10313 尼龙膜的氧气阻隔性 聚酰胺有优良的氧气阻隔性，但是由于聚 酰胺有酰胺官能团的存在，所以有极强的吸湿 能力和水蒸气透过性。尼龙膜的阻隔性与湿度
6、 的关系，如果尼龙薄膜在吸湿后，其他性能也 有所变化，如阻隔性能、拉伸强度、断裂伸长 、介电性能均有所变化，特别是作为肉类保鲜 包装时，会使包装物的水分含量有减少现象， 表现在外表面起邹折。 多层尼龙复合膜的三层结构示意 图 多层尼龙复合膜的五层结构示意 图 多层尼龙复合膜的七层结构示意 图 五层套桶式复合共挤出模头五 层 塔 式 共 挤 复 合 膜 模 头等温流线型共挤出模头流道分布图等温流线型共挤出模头流道（后背）分 布共挤出现场表3.采用传统的带有螺旋流道的套筒式复合机头生产尼龙复合膜的工艺参数（水冷式） 挤出机三层共挤设备，三台40挤出机，水冷口模直径100 mm模口缝隙1.5 mm膜
7、结构尼龙/30m粘和剂/30 mLDPE/40 m原料外层/5034C2 拜牢3095LDPE F022挤出机 温度（ ）一区210230260260260170190200200260180200200200260二区三区连接模头折径（mm）220收卷速度（m/min.） 7表4.采用传统的带有螺旋流道的套筒式复合机头 生产尼龙复合膜的工艺参数（水冷式） 挤出机五层共挤设备，五台40挤出机，水冷口模直径400 mm模口缝隙1.2mm挤出机直径（mm）6045604560膜结构尼龙 25m粘和剂5.5 mEVOH 10 m粘和剂 5.5 mLDPE 35 m 原料外层 5034C2拜牢3095
8、 拜牢3095LDPE F022 挤出机温 度（）一区220 230 230 240 240170 190 200 200 240205 205 205 210 240170 190 200 200 240180 200 200 200 240二区三区连接模头折径（mm）220收卷速度（m/min.） 7表5. 五层共挤复合膜的物理性能 项目测试方法单位结果断裂强度ASTM D-882MPaMD590TD570断裂伸长ASTM D-882%MD440TD490透氧量ASTM D1434cc/(m224hrat m)3透湿度JIS Z-0208g/(m224hr)5雾度ASTM D-523%14
9、表6.相同尼龙材料用上吹法和下吹 法得到的膜的物理性能比较项目测试方法单位结果上吹法下吹法屈服强度ASTM D-882MPaMD190110TD240140断裂强度ASTM D-882MPaMD510230TD530290断裂伸长ASTM D-882%MD370380TD420380透氧量ASTM D1434cc/(m224hratm)5740透湿度JIS Z-0208g/(m224hr)810雾度ASTM D-1003%184光泽度ASTM D-523%781953.聚酰胺的中空成型 聚酰胺由于具有极好的气体阻隔性和耐油 性所以可以用来生产特殊用途的中空容 器，如涂改液笔囊，汽油油箱等。由于
10、 一些物理和阻隔性能的需要，往往采用 多层共挤出的方法，先行挤出料坯，然 后在进行吹胀成型。生产用的机头设计 与吹膜机头设计大体相同，只不过在吹 制大型容器时往往需要有较大的储料室 ，在储料室的物料在柱塞的压力下通过 管式机头挤出成料坯。4.聚酰胺的流延加工成型 聚酰胺经流延加工成型成尼龙单 膜或多层复合薄膜，尼龙单膜 往往还经双向拉伸生产双向拉 伸尼龙薄膜（BOPA）。尼龙薄 膜经双向拉伸后其物理性能会 大幅度提高。表7. 未拉伸及双向拉伸尼龙6薄膜的物理性能比较 项目测试方法单位结果未拉伸双向拉伸密度密度梯度法 1.131.14断裂强度ASTM D-882kgf/mmMD692225TD6
11、92225断裂伸长ASTM D-882%MD30040090120TD30040090120冲击强度落锤冲击试验法Nm/mm160100透氧量ASTM D1434cc/(m224hratm)155透湿度JIS Z-0208g/(m224hr)801002030雾度ASTM D-1003%184实际使用温 度-10130-30130聚酰胺的流延加工成型使用T 型机头，幅宽可达2000毫米， 尼龙单层薄膜机头模缝厚度在 0.5毫米，多层薄膜机头模缝厚 度在1.2毫米左右。牵引速度可 达120米/分。流延冷却辊的温 度在20100，辊温和辊速 能影响尼龙膜的力学性能和透 明度等性能。图8.聚酰胺流延
12、加工成型生产 线 表8 T 型机头流延用尼龙树脂特性 表 类型牌号特点FDA 准许Nylon-61022C高阻氧性，高UV阻隔性，高 耐热性直接接触Nylon- 6/665034C 2高阻氧性，高UV阻隔性，高 透明度（风冷法）不直接接 触Nylon- 123035C 2高硬挺性，高UV阻隔性，高 阻水性直接接触表9. 尼龙流延膜生产工艺条 件 挤出机30模 头T型模头，宽300mm, 缝宽0.4mm材 料1022C25034C23035C2挤 出 温 度 （）一区210 230 250 250 250210 230 250 250 250190 210 230 230 230二区三区连接模头
13、 冷辊温度（）506550膜厚（m）606060牵引速度（m/min）555表10. T型机头尼龙流延膜的物理 性能 项目单位测试方法测试结果1022C25034C23035C2断裂拉伸强度MPaASTM D-8828610174断裂伸长率%ASTM D-882520650450拉伸模量MPaASTM D-8828805801310雾度%ASTM D-10031.21.82.9光泽度%ASTM D-523153151132穿刺强度NJAS P-1019 13.8 穿刺伸长MmMIL B-131C 11.3 Gelboflex test(1000 周期)101246 氧气 透过 率 (23)0%
14、RHcc/(m224hr) ASTM D-14342122 65%RH2223 100%RH9598 CO2透过 率0%RH,30m, 20cc/(m224hr)GPM-2506359 H2O透过 率90%RH,60 m,40g/(m224hr)JIS Z-0208657223图9. 三层共挤复合膜机头图10. 七层共挤复合膜机头五.聚酰胺的管材挤出成型 聚酰胺的管材挤出需要树脂具有较高的 分子量（粘数），由于尼龙12具有较好 的耐低温性能、较低的吸湿性和尺寸变 化率，所以大多使用尼龙12来挤出成管 ，用于气体的快速接头用管。尼龙管材 挤出采用真空定径法生产，生产线速度 可达1030米/分，表
15、11列出宇部尼龙12 （3030LUX）管材的成型工艺条件，表 12列出其管材的物理性能指标。表11.宇部尼龙12管材的成型工艺 条件 项目单位3030LUX3030JFX1熔化温度215202管材规格mm8181模口直径mm16.0014.3614.3614.36芯棒外径mm12.0010.4810.4810.48定型套内径mm9.109.458.959.65温度 设定机筒1段，2段 3段，法 兰 机头1，机头2 口模1，口模2240，235 230，225 220，215 215，210240，235 230，225 220，215 215，210230，225 220，215 210，2
16、10 210，210230，225 220，215 210，210 210，210螺杆转速转/分23451745机头压力MPa12.620.09.717.7真 空 槽气隙mm60404040水流量l/hr636565651段水温161814142段水温15171212真空度MPa-0.05-0.06-0.03-0.04牵引速度M/min.15301030表12.尼龙管材的物理性能指标 项目单位3030LUX3030JFX1外径mm7.968.02壁厚mm1.051.02冲击压强(a)MPa11.36.1环应力(b)MPa3721拉伸强度（c）N11701060拉伸形变（c）%260330热稳定性 (d)拉伸强度N11001090拉伸形变%210310硬度（e）N3211最小弯曲半径(f)mm2018低温 冲击干燥条件a/b0/100/10湿式条件a/b0/
