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1、1 概述 2 尼龙6 3 尼龙66 4 尼龙的结构与性能 5 尼龙的改性 6 尼龙的成型加工与应用,聚酰胺（尼龙）,1 概 述,聚酰胺定义：大分子主链中含有重复结构单元酰胺基团（ ）的聚合物的统称。 英文名Polyamide，简称PA，俗称尼龙（Nylon）。,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。,聚酰胺一般可由氨基酸缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元胺缩聚而成，属逐步聚合反应。,聚酰胺,脂肪族聚酰胺,半芳香族聚酰胺,全芳香族聚酰胺,含杂环芳香族聚酰胺,脂环族聚酰胺,聚酰胺按原
2、料的不同，其命名分为四种情况, 由内酰胺开环聚合的尼龙,称为尼龙n,简写为PAn。 通式为： 如-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6，-氨基十一酸合成的聚合物为PA11。, 由二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物,称为尼龙mn,简写为PAmn，m为重复单元二元胺的碳原子数，n为重复单元中二元酸的碳原子数，通式为： 如1,6-己二胺和1,6-己二酸缩聚所得聚合物称为PA66 1,4-丁二胺和1,6-己二酸缩聚得到的聚合物称为PA46, 用重复的二胺或二酸的简称表示 如间苯二甲胺(Metaxylylene diamine)简称为MXDA，间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼龙MXD6；对苯二甲酸英
3、文名为Terephthalic Acid，己二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为6T，壬二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为9T。, 共聚尼龙是用上述方法命名的尼龙名称组合的，主要成分的尼龙名称放在前面 如尼龙6和尼龙66的共聚尼龙称为6/66；若主要成分为尼龙66，则称为66/6。,尼龙的产量在工程塑料中居第一位，成为各行各业中不可缺少的结构材料，主要性能特点为： 优良的力学性能 机械强度高，韧性好。 自润滑性、耐摩擦性好 自润滑性很好,摩擦系数小,从而作为传动部件，使用寿命长。 优良的耐热性 PA46等结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150下长期使用，PA66经玻璃纤维增强后，热变形温度达250。
4、 优异的电绝缘性能 尼龙的体积电阻率很高，是优良的电气、电器绝缘材料。 优良的耐候性 吸水性大 饱和水可达3%以上，在一定程度上影响制件的尺寸稳定性。,石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的发展提供了丰富、廉价的原料和广阔市场。尼龙主要用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。,2 尼龙6,尼龙6学名是聚己内酰胺，英文名为Polycaprolactam。 结构式 己内酰胺全称-己内酰胺，是PA6的原料。 结构式 己内酰胺生产工艺路线有五种方法：苯加氢-环己烷氧化法、苯酚法、甲苯法、硝基环己烷法和己二腈法。,尼龙6的聚合,水解聚合(分子量易于调节
5、；大规模),碱性阴离子聚合,固相聚合,插层聚合, 尼龙6的水解聚合,-己内酰胺在水存在下，开环聚合, 开环反应(水解作用) 以水为引发剂，水解先 生成氨基己酸, 加聚反应 己内酰胺和已生成的氨基己酸发生亲核加成反应，使分子链增长。,吸热,放热,放热, 缩聚反应, 链交换反应 包括(A)聚合物链之间交换反应，(B)聚合物分子链与另一聚合物氨端基之间的交换反应，(C)聚合物分子链与另一聚合物羧端基间的交换反应。, 封端反应, 碱性阴离子聚合 大致分为三个阶段, 阴离子的形成,链增长 高温下，阴离子攻击另一己内酰胺分子上的羰基。,综 合 式,平衡反应与结晶过程 由于阴离子聚合反应在聚合物熔点以下进行
6、，聚合后期的反应特征是在分子量迅速增长的同时，伴随聚合物结晶和凝固。, 固相聚合,是制备高质量、高性能、高相对分子质量聚酯、聚酰胺切片的有效方法。 特点;(1)聚合温度 (2)聚合物相对分子质量明显提高 (3)能耗降低 (4)聚合过程环境友好 (5)工艺简单、灵活 (6)聚合过程存在反应动平衡。 将普通PA6切片用水萃取后，在干燥过程中，通过某种催化剂作用，在PA6熔点以下进行聚合的方法，是PA6增粘的有效方法。 PA6大分子聚集体中存在着氨基己酸之间链式的两性离子结构排列，只要这种结构脱水即可生成大分子链。,在-己内酰胺中加入经有机化处理的具有多层层状结构的硅酸盐（如蒙脱土），在250下，-
7、己内酰胺插入硅酸盐的层间进行聚合反应，生成尼龙纳米复合材料的聚合方法。,技术关键是制备具有一定层间距的离子化粘土复合体。是保证粘土达到纳米级分散的重要条件。, 插层聚合,3 尼龙66,1 尼龙66学名聚亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺，英文名Polyhexamethyleneadipamide，简写为PA66，结构式为：,2 PA66聚合反应机理 己二酸和己二胺反应中和成盐：, PA66盐在200-250以下，进行缩聚。,3 1,6-己二酸的合成（主要由两种合成方法）,用丁二烯制备己二酸,1,3-丁二烯加氢羰基甲氧基化制备己二酸(BASF法), 1,3-丁二烯氧化羰基化制备己二酸, 1,3-丁
8、二烯加氢羰基甲氧基化制备己二酸(孟山都法),4 1,6-己二胺的合成,己二胺主要以己二腈加氢制备,由KA油（或环己醇）硝酸氧化制己二酸。KA油指环己醇和环己酮的混合物,4 尼龙的结构与性能, 尼龙1010（PA1010） 学名：聚亚癸基癸二酰胺或聚癸二酰癸二胺 英文名：Polydecamethylene Sebacamide 结构式： PA1010是我国利用蓖麻油为主要原料、独创的尼龙品种。,1. 其它品种尼龙,PA1010的最大特点是具有高的延展性，不可逆拉伸能力高；同时具有优良冲击性能和低温冲击性能，-60下不脆；但高于100时，长期与氧接触会逐渐变黄，导致机械强度降低，特别是熔融状态下，
9、极易热氧化降解。,PA1010是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有一般尼龙的共性。相对密度在1.031.05之间，对霉菌的作用非常稳定，无毒，对光的作用也很稳定。,尼龙11（PA11） 学名聚十一内酰胺 英文名 Polyundecanoylamide 结构式为： 它是以氨基十一酸为原料制备的长碳链柔软尼龙。,PA11为白色半透明体，其最大特点是耐润滑油、汽油、柴油和氟利昂，在低温下弯曲强度、抗震性能优异，并具有良好冲击性能。 PA11的熔融温度低，加工温度宽，吸水性低，可在-40120保持良好的柔性； 耐碱、醇、酮、芳烃、去污剂、润滑油、汽油、柴油等性能优良；耐稀无机酸和氯代烃的性能中等；不
10、耐浓无机酸；50%盐酸对它有很大腐蚀，苯酚对它也有较大的腐蚀性； 耐候性中等，加入紫外线吸收剂，可大大提高耐候性。, 尼龙12（PA12） 学名：聚十二内酰胺 英文名：Polylaurylactam 结构式为：,PA12的最突出特点：密度小、熔点低、分解温度高、吸水性小、耐低温性能优良。 防噪音效果在工程塑料中是最好的。 PA12的相对密度为1.02，在尼龙树脂中最小，吸水性小 耐碱、去污剂、油品和油脂性能优良，耐醇、无机稀酸，耐芳烃中等，不耐浓无机酸、氯代烃，可溶于苯酚 具有优异的耐低温冲击性能、耐屈服疲劳性、耐磨耗性、耐水分解性，加增塑剂可赋予它柔软性。,尼龙46（PA46） 学名：聚己二
11、酰丁二胺 英文名：Polytetramethylene Sebacamide 结构式为：,PA46最突出的性能：熔点高，冲击强度和弯曲模量比其它尼龙高得多，耐蠕变性小，吸水性大，但制品尺寸变化小；耐药品性、染色性能优良。 PA46的分子结构具有高度对称性，在已工业化脂肪族聚酰胺中是酰胺基浓度最高的。 PA46的结晶度高，约为43%，结晶速度快，因而耐药品性能优良，成型循环周期短，吸水性大，密度大； 耐热性能优良，熔点高，玻璃化温度高，而且在150高温下连续长期使用仍能保持优良的机械性能。, 尼龙610（PA610） 学名：聚癸二酰己二胺 英文名：Polyhexamethylene Sebaca
12、mide 结构式为：,PA610的性能在很多方面与PA66相似，不同的是吸水性较小，制品的尺寸稳定性较好。 PA610的相对密度较小，吸水性和低温性能较好； 耐碱和稀无机酸，不耐浓无机酸，耐去污剂和化学药品、油脂类；稍耐醇类、酮类、芳烃、氯代烃，并能吸收醇、酮、芳烃、氯代烃起增塑作用； 耐候性尚好。,尼龙612（PA612）和尼龙1212（PA1212） PA612学名：聚十二酰己二胺 英文名：Polyhexamethylene dodecanamide 结构式为： PA1212学名：聚十二酰十二胺 英文名：Polydodecamethylene dodecanamide 结构式为：,PA61
13、2 和PA1212的共同点是吸水性低，故制品尺寸稳定性优良。能耐酸、碱和溶剂。 尼龙的性能与它的分子结构关系密切。已大量生产和使用的尼龙主要是脂肪族尼龙，具有结晶速度快，结晶度高，有一定耐热性，良好的柔软性、韧性、滑动性和机械强度，被广泛应用于各个领域。 缺点：其酰胺基含量高、吸水性大，制品尺寸稳定性较差，玻璃化转变温度低，耐热性不高。 为克服上述缺点，满足某些特殊需求，在脂肪族尼龙的分子主链段中引入芳环，制得芳香族尼龙。,半芳香族尼龙 在脂肪族尼龙的分子主链段中，部分引入芳环，即将合成脂肪族尼龙的单体中的二胺或二酸用芳香族二胺或二酸代替。 尼龙MDX6的分子结构式：,尼龙MDX6初期主要用于
14、生产纤维，现在主要用作工程塑料。其特性：吸水性小，玻璃化温度高；拉伸强度、弯曲强度和模量高；线膨胀系数小；硬度大；气体阻隔性优良。主要用于电器部件、机械部件、小齿轮、皮带轮；气密性包装材料，多层极片，多层容器等。, 尼龙6T的化学结构式, 尼龙9T的化学结构式,尼龙6T是一种脂肪二胺和芳香族化合物合成的尼龙，制品的拉伸强度，尺寸稳定性好。其Tg为180，Tm为370，相对密度为1.21；仅溶于硫酸和三氯乙酸。 主要用于纤维制造，也用于制造机械零件和薄膜。,主要性能特点： 吸水性小，尺寸稳定性好，吸水率仅为0.17%；具有优良高温尺寸稳定性和高温刚性，焊接温度290。加工成型性优良，结晶度高，结
15、晶速度快，能快速成型。,透明聚酰胺 学名：聚对苯二甲酰三甲基己二胺 英文名：Polytrimethyl hexamethylene terephthalamide 化学结构式,通常的PA为不透明状态，透明PA为一种几乎不产生结晶或结晶速度非常慢的特殊PA，通常采用向分子链中引入侧基的方法来破坏分子链的规整性，抑制晶体的生成，从而获得透明PA。在一些应用领域对透明材料的物理机械性能要求很高，如高压监视窗，透明尼龙能达到要求。 透明尼龙还有其它一些品种，如聚（庚二铵3-叔丁基己二酸）和聚（间苯二甲酸2,5-二甲基己二胺）。,目前透明尼龙的主导产品仍以引入含侧链和环状结构单体共聚尼龙为主，因这类透明
16、尼龙原料易得、耐热性能、电性能和机械性能优良，透光率高(接近有机玻璃)，对气体（如O2、N2、CO2）阻隔性能好；除醇类外，对稀或浓无机酸、氧化酸、酮、脂肪烃、芳烃、卤代烃、去污剂、脂和油均有优良的化学惰性；HDT160左右，耐水煮，冲击韧性和刚性较好，吸水率低。,透明尼龙可用于制造体育用品（如滑雪靴）、光学仪器部件（如观察镜、仪表盘罩、眼镜架）、流量计、包装薄膜、电机部件、汽车部件、电子元器件、同药品和食品接触的容器等。,全芳香族尼龙 聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）的结构式,全对位聚芳酰胺由苯撑基和极性酰胺基交替地组成。二者在分子链上都呈高密度分布，酰胺基与苯环又可形成大共轭体系，这些因素都决定了聚合物分子链会有极大的刚性。 PPTA的分子结构具有高度的对称性和规整性，分子之间具有很强的氢键，另外，在分子链节内还存在内旋位垒。因此，PPTA具有高强度、高模量、耐高
