該類產(chǎn)品用途廣,是以塑代鋼、鐵、銅等金屬的好材料,是重要的工程塑料;鑄型尼龍廣泛代替機械設(shè)備的耐磨部件,代替銅和合金作設(shè)備的耐磨損件。適用于制作耐磨零件,傳動結(jié)構(gòu)件,家用電器零件,汽車制造零件,絲桿防止機械零件,化工機械零件,化工設(shè)備。如渦輪、齒輪、軸承、葉輪、曲柄、儀表板,驅(qū)動軸,閥門、葉片、絲桿、高壓墊圈、螺絲、螺母、密封圈,梭子、套簡,軸套連接器等。
代替銅等金屬
由于聚酰胺具有無毒、質(zhì)輕、優(yōu)良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性,因此廣泛應(yīng)用于代替銅等金屬在機械、化工、儀表、汽車等工業(yè)中制造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。聚酰胺熔融紡成絲后有很高的強度,主要做合成纖維并可作為醫(yī)用縫線。
用于各種醫(yī)療及針織品
在民用上,可以混紡或純紡成各種醫(yī)療及針織品。錦綸長絲多用于針織及絲綢工業(yè),如織單絲襪、彈力絲襪等各種耐磨的錦綸襪,錦綸紗巾,蚊帳,錦綸花邊,彈力錦綸外衣,各種錦綸綢或交織的絲綢品。錦綸短纖維大都用來與羊毛或其它化學(xué)纖維的毛型產(chǎn)品混紡,制成各種耐磨經(jīng)穿的衣料。
在工業(yè)上錦綸大量用來制造簾子線、工業(yè)用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網(wǎng)等。在國防上主要用作降落傘及其他軍用織物。
研發(fā)歷程編輯
二十世紀(jì)初,企業(yè)界搞基礎(chǔ)科學(xué)研究還被認(rèn)為是一種不可思議的事情。1926年美國大的工業(yè)公司——杜邦公司的出于對基礎(chǔ)科學(xué)的興趣,建議該公司開展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實的基礎(chǔ)研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費用,并開始聘請化學(xué)研究人員。
1928年,美國大的化學(xué)工業(yè)公司──杜邦公司成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所,年僅32歲的卡羅瑟斯博士受聘擔(dān)任該所的負(fù)責(zé)人。他主要從事聚合反應(yīng)方面的研究。他首先研究雙官能團分子的縮聚反應(yīng),通過二元醇和二元羧酸的酯化縮合,合成長鏈的、相對分子質(zhì)量高的聚酯。在不到兩年的時間內(nèi),卡羅瑟斯在制備線型聚合物特別是聚酯方面,取得了重要的進展,將聚合物的相對分子質(zhì)量提高到10 000~25 000,他把相對分子質(zhì)量高于10 000的聚合物稱為高聚物(Superpolymer)。
1930年,卡羅瑟斯的助手發(fā)現(xiàn),二元醇和二元羧酸通過縮聚反應(yīng)制取的高聚酯,其熔融物能像制棉花糖那樣抽出絲來,而且這種纖維狀的細絲即使冷卻后還能繼續(xù)拉伸,拉伸長度可達到原來的幾倍,經(jīng)過冷卻拉伸后纖維的強度、彈性、透明度和光澤度都大大增加。
這種聚酯的奇特性質(zhì)使他們預(yù)感到可能具有重大的商業(yè)價值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。然而,繼續(xù)研究表明,從聚酯得到纖維只具有理論上的意義。因為高聚酯在100 ℃以下即熔化,特別易溶于各種有機溶劑,只是在水中還稍穩(wěn)定些,因此不適合用于紡織。
隨后卡羅瑟斯又對一系列的聚酯和聚酰胺類化合物進行了深入的研究。經(jīng)過多方對比,選定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(個6表示二胺中的碳原子數(shù),第二個6表示二酸中的碳原子數(shù))。這種聚酰胺不溶于普通溶劑,熔點為263 ℃,高于通常使用的熨燙溫度,拉制的纖維具有絲的外觀和光澤,在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上也接近天然絲,其耐磨性和強度超過當(dāng)時任何一種纖維。從其性質(zhì)和制造成本綜合考慮,在已知聚酰胺中它是佳選擇。接著,杜邦公司又解決了生產(chǎn)聚酰胺66原料的工業(yè)來源問題。
1938年10月27日正式宣布世界上種合成纖維誕生了,并將聚酰胺66這種合成纖維命名為尼龍(Nylon)。尼龍后來在英語中成了“從煤、空氣、水或其他物質(zhì)合成的,具有耐磨性和柔韌性、類似蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的所有聚酰胺的總稱”。
1939年實現(xiàn)工業(yè)化后定名為耐綸(Nylon),是早實現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種。
尼龍的合成奠定了合成纖維工業(yè)的基礎(chǔ),尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿。
1939年10目24日杜邦在總部所在地公開銷售尼龍絲長襪時引起轟動,被視為珍奇之物爭相搶購。很多底層女人因為買不到絲襪,只好用筆在腿上繪出紋路,冒充絲襪。人們曾用“象蛛絲一樣細,象鋼絲一樣強,象絹絲一樣美”的詞句來贊譽這種纖維,到1940年5月,尼龍纖維織品的銷售遍及美國各地。
從第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)直到1945年,尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向制降落傘、飛機輪胎簾子布、軍服等軍工產(chǎn)品。由于尼龍的特性和廣泛的用途,第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展迅速,尼龍的各種產(chǎn)品從絲襪、衣服到地毯、繩索、漁網(wǎng)等,以難以計數(shù)的方式出現(xiàn)。尼龍是三大合成纖維之一。
1958年4月,批中國國產(chǎn)己內(nèi)酰胺試驗樣品終于在遼寧省錦州化工廠試制成功。產(chǎn)品送到北京纖維廠一次抽絲成功,從此拉開了中國合成纖維工業(yè)的序幕。因為它誕生在錦州化工廠,所以這種合成纖維后來就被命名為“錦綸”,也就是尼龍。由于錦綸在當(dāng)時一窮二白的新中國建國初期具有重要的國防軍事用途,因此錦綸誕生的意義不言而喻。
尼龍纖維是多種人造纖維的原材料。硬的尼龍被用在建筑業(yè)中。用尼龍制成的熱氣球,可以做得很大。
尼龍
尼龍
技術(shù)參數(shù)編輯
清洗性及防污性
影響這兩種性能的是是纖維的截面形狀及后道的防污處理。而纖維本身的強度及硬度對清洗及防污性影響很小。
尼龍
尼龍(2張)
熔點及彈性
尼龍6的熔點為220℃而尼龍66的熔點為260℃。但對地毯的使用溫度條件而言,這并不是一個差別。而較低的熔點使得尼龍6與尼龍66相比具有更好的回彈性,抗疲勞性及熱穩(wěn)定性。
色牢度
色牢度并不是尼龍的一個特性,是尼龍中的染料而不是尼龍本身在光照下褪色。
耐磨性及抗塵性
美國Clemson大學(xué)曾在Tampa國際機場分別用巴斯夫 Zeftron500尼龍6地毯和杜邦A(yù)ntron XL尼龍66地毯進行了一個 長達兩年半的實驗。地毯處于人流量極高的狀態(tài)下,結(jié)果表明:巴斯夫Zeftron500尼龍在顏色保持性及絨頭耐磨性方面要稍好于杜邦 Antron XL。兩種紗線的抗塵性能沒有差別。
主要產(chǎn)品編輯
隨著汽車的小型化、電子電氣設(shè)備的高性能化、機械設(shè)備輕量化的進程加快,對尼龍的需求將更高更大。特別是尼龍作為結(jié)構(gòu)性材料,對其強度、耐熱性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龍的固有缺點也是限制其應(yīng)用的重要因素,特別是對于PA6、PA66兩大品種來說,與PA46、PAl2等品種比具有很強的價格優(yōu)勢,雖某些性能不能滿足相關(guān)行業(yè)發(fā)展的要求。
因此,必須針對某一應(yīng)用領(lǐng)域,通過改性,提高其某些性能,來擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。 由于PA強極性的特點,吸濕性強,尺寸穩(wěn)定性差,但可以通過改性來改善。
增強PA
在PA中 加入30% 的玻璃纖維,PA 的力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐老化性能有明顯提高,耐疲勞
尼龍
尼龍
強度是未增強的2.5 倍。玻璃纖維增強PA 的成型工藝與未增強時大致相同,但因流動較增強前差,所以注射壓力和注射速度要適當(dāng)提高,機筒溫度提高10-40℃。由于玻纖在注塑過程中會沿流動方向取向,引起力學(xué)性能和收縮率在取向方向上增強,導(dǎo)致制品變形翹曲,因此,模具設(shè)計時,澆口的位置、形狀要合理,工藝上可以提高模具的溫度,制品取出后放入熱水中讓其緩慢冷卻。另外,加入玻纖的比例越大,其對注塑機的塑化元件的磨損越大,好是采用雙金屬螺桿、機筒。
阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃劑,大部分阻燃劑在高溫下易分解,釋放出酸性物質(zhì),對金屬具有腐蝕作用,因此,塑化元件(螺桿、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈、法蘭等)需鍍硬鉻處理。工藝方面,盡量控制機筒溫度不能過高,注射速度不能太快,以避免因膠料溫度過高而分解引起制品變色和力學(xué)性能下降。
透明PA
具有良好的拉伸強度、耐沖擊強度、剛性、耐磨性、耐化學(xué)性、表面硬度等性能,透光率高,與光學(xué)玻璃相近,加工溫度為300--315 ℃,成型加工時,需嚴(yán)格控制機筒溫度,熔體溫度太高會因降解而導(dǎo)致制品變色,溫度太低會因塑化不良而影響制品的透明度。模具溫度盡量取低些,模具溫度高會因結(jié)晶而使制品的透明度降低。
耐候PA
在PA 中加入了炭黑等吸收紫外線的助劑,這些對PA的自潤滑性和對金屬的磨損大大增強,成型加工時會影響下料和磨損機件。因此,需要采用進料能力強及耐磨性高的螺桿、機筒、過膠頭、過膠圈、過膠墊圈組合。聚酰胺分子鏈上的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元是酰胺基的一類聚合物。
概括起來,主要在以下幾方面進行改性:
①改善尼龍的吸水性,提高制品的尺寸穩(wěn)定性。
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