尼(ni)龍是(shi)美國杰出(chu)的(de)(de)科學(xue)家(jia)卡羅瑟斯(Carothers)及其領導下的(de)(de)一個科研小組研制出(chu)來的(de)(de),是(shi)世界上出(chu)現的(de)(de)第(di)一種合成纖(xian)維(wei)(wei),尼(ni)龍是(shi)聚酰胺(an)纖(xian)維(wei)(wei)(錦綸)的(de)(de)一種說(shuo)法。
尼龍的(de)(de)出現使紡織品(pin)的(de)(de)面貌(mao)煥然一新,它(ta)的(de)(de)合成是合成纖維工(gong)業(ye)的(de)(de)重大突(tu)破,同時也是高分子化學的(de)(de)一個非常(chang)重要里程碑。
聚酰(xian)胺俗稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide(簡(jian)稱PA),是分子主鏈上含(han)有重復酰(xian)胺基團—[NHCO]—的熱(re)塑性樹脂總稱,包括脂肪族(zu)PA,脂肪—芳香族(zu)PA和芳香族(zu)PA。其中(zhong)脂肪族(zu)PA品種多,產量大(da),應用(yong)廣泛,其命名由(you)(you)合(he)成(cheng)單體具體的碳原(yuan)子數而定。由(you)(you)美國著名化學(xue)家卡羅(luo)瑟斯(si)和他的科(ke)研小組發明的。
常用的錦綸纖維(wei)可分為兩大類。
一類(lei)是由(you)二(er)(er)胺和二(er)(er)酸(suan)(suan)縮(suo)聚而(er)得的(de)聚二(er)(er)酸(suan)(suan)二(er)(er)胺,其長鏈分子的(de)化(hua)學結構式為:
H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH
這類錦(jin)綸(lun)的(de)(de)相對分子量一(yi)般為17000-23000。根據所用二(er)(er)元胺(an)和二(er)(er)元酸(suan)的(de)(de)碳原子數(shu)(shu)不同,可以得(de)(de)到(dao)不同的(de)(de)錦(jin)綸(lun)產品,并可通過(guo)加在錦(jin)綸(lun)后(hou)的(de)(de)數(shu)(shu)字(zi)區(qu)別(bie),其中(zhong)前一(yi)數(shu)(shu)字(zi)是二(er)(er)元胺(an)的(de)(de)碳原子數(shu)(shu),后(hou)一(yi)數(shu)(shu)字(zi)是二(er)(er)元酸(suan)的(de)(de)碳原子數(shu)(shu)。例如錦(jin)綸(lun)66,說(shuo)明它是由(you)(you)己(ji)(ji)二(er)(er)胺(an)和己(ji)(ji)二(er)(er)酸(suan)縮聚制得(de)(de);錦(jin)綸(lun)610,說(shuo)明它是由(you)(you)己(ji)(ji)二(er)(er)胺(an)和癸(gui)二(er)(er)酸(suan)制得(de)(de)。
另一類是由內(nei)酰胺(an)縮聚或開環(huan)聚合得到的(de),其長(chang)鏈分(fen)子的(de)化學結(jie)構(gou)式為:
H-[NH(CH2)xCO]-OH
根據其單元結構所含(han)碳原子(zi)數目(mu),可得(de)到不(bu)同品(pin)種的命名。例如(ru)錦綸6,說明它是由含(han)6個碳原子(zi)的己(ji)內(nei)酰胺開環聚合而得(de)。
錦(jin)(jin)綸6、錦(jin)(jin)綸66及(ji)其他脂肪(fang)族錦(jin)(jin)綸都(dou)由帶有酰胺鍵(-NHCO-)的線型大分(fen)(fen)子組(zu)成(cheng)。錦(jin)(jin)綸分(fen)(fen)子中有-CO-、-NH-基團,可以(yi)(yi)在分(fen)(fen)子間(jian)或分(fen)(fen)子內形成(cheng)氫鍵結(jie)合,也可以(yi)(yi)與其他分(fen)(fen)子相(xiang)結(jie)合,所(suo)以(yi)(yi)錦(jin)(jin)綸吸濕能力較好(hao),并且(qie)能夠形成(cheng)較好(hao)的結(jie)晶結(jie)構。
錦(jin)綸分子(zi)中(zhong)的(de)(de)-CH2-(亞甲基)之間因(yin)只(zhi)能產生較(jiao)弱(ruo)的(de)(de)范德華(hua)力,所以-CH2-鏈(lian)段部(bu)分的(de)(de)分子(zi)鏈(lian)卷(juan)曲度較(jiao)大。各種錦(jin)綸因(yin)今-CH2-的(de)(de)個數不同(tong)(tong)(tong),使分子(zi)間氫(qing)鍵的(de)(de)結合形式不完全(quan)相同(tong)(tong)(tong),同(tong)(tong)(tong)時分子(zi)卷(juan)曲的(de)(de)概率也不一(yi)樣。另外(wai),有(you)(you)些錦(jin)綸分子(zi)還(huan)有(you)(you)方向性。分子(zi)的(de)(de)方向性不同(tong)(tong)(tong),纖維的(de)(de)結構性質也不完全(quan)相同(tong)(tong)(tong)。
采用(yong)熔紡法制得(de)的(de)(de)錦綸在顯微鏡(jing)中(zhong)觀察到(dao)的(de)(de)形態(tai)結(jie)構具(ju)有圓(yuan)形的(de)(de)截面和無特殊的(de)(de)縱向結(jie)構。在電子顯微鏡(jing)下可(ke)觀察到(dao)絲(si)狀的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)纖組織,錦綸66的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)纖寬約10-15nm。如用(yong)異(yi)形噴絲(si)板(ban),可(ke)制成(cheng)各種特殊截面形狀的(de)(de)錦綸,如多角(jiao)形、多葉形、中(zhong)空等異(yi)形截面。它的(de)(de)聚焦態(tai)結(jie)構與紡絲(si)過(guo)程(cheng)的(de)(de)拉伸及(ji)熱(re)處理有密切關系。不同錦綸的(de)(de)大分子主鏈(lian)都由碳原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子和氮原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子相連而成(cheng)。
異(yi)形(xing)纖(xian)維(wei)(wei)可改變纖(xian)維(wei)(wei)的彈性,使纖(xian)維(wei)(wei)具有特(te)殊的光(guang)(guang)澤與膨松(song)性,并改善纖(xian)維(wei)(wei)的抱合性能(neng)與覆蓋能(neng)力(li)以(yi)及抗(kang)起球、減少靜電等性能(neng)。如三角形(xing)纖(xian)維(wei)(wei)有閃光(guang)(guang)效應;五(wu)葉形(xing)纖(xian)維(wei)(wei)有肥光(guang)(guang)般光(guang)(guang)澤,手(shou)感(gan)良(liang)好,并抗(kang)起球;中空纖(xian)維(wei)(wei)由于內部有空腔(qiang),密度小,保暖性好。
聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)(PA,俗稱(cheng)尼龍(long)(long))是美國DuPont公(gong)司最先開(kai)發(fa)用(yong)(yong)于纖維(wei)的(de)樹(shu)脂(zhi),于1939年實現(xian)工業(ye)化(hua)。20世(shi)紀50年代開(kai)始開(kai)發(fa)和(he)生產注(zhu)塑制(zhi)品(pin),以(yi)(yi)取(qu)代金(jin)屬滿足下游工業(ye)制(zhi)品(pin)輕量化(hua)、降低成本的(de)要求。聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)主鏈上含有許多重(zhong)復的(de)酰(xian)胺(an)(an)基,用(yong)(yong)作塑料時稱(cheng)尼龍(long)(long),用(yong)(yong)作合成纖維(wei)時我們稱(cheng)為錦綸,聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)可(ke)由(you)二元胺(an)(an)和(he)二元酸(suan)制(zhi)取(qu),也可(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)ω-氨基酸(suan)或(huo)環內酰(xian)胺(an)(an)來合成。根據(ju)二元胺(an)(an)和(he)二元酸(suan)或(huo)氨基酸(suan)中(zhong)含有碳(tan)原子數的(de)不同,可(ke)制(zhi)得多種不同的(de)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an),聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)品(pin)種多達(da)幾十種,其中(zhong)以(yi)(yi)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)-6、聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)-66和(he)聚(ju)(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)-610的(de)應用(yong)(yong)最廣泛。
聚(ju)酰胺-6、聚(ju)酰胺-66和(he)聚(ju)酰胺-610的鏈節結構分別為[NH(CH2)5CO]、[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]和(he)[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]。聚(ju)酰胺-6和(he)聚(ju)酰胺-66主(zhu)要用于紡(fang)制合成纖維,稱為錦綸-6和(he)錦綸-66。尼龍-610則是一種(zhong)力學性能(neng)優良的熱塑性工程塑料。
PA具有良好的(de)綜合性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),包(bao)括(kuo)力學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)、耐熱性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐磨損性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐化學(xue)(xue)藥品(pin)性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)自(zi)潤(run)滑性(xing)(xing)(xing)(xing),且摩擦系(xi)數低,有一定的(de)阻燃性(xing)(xing)(xing)(xing),易于加工,適于用玻璃纖維(wei)和(he)(he)(he)其他填料填充增(zeng)強改性(xing)(xing)(xing)(xing),提(ti)高性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)(he)擴(kuo)大應(ying)用范圍。
PA的品(pin)種(zhong)繁多,有(you)PA6、PA66、PAll、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010等,以及近幾年開(kai)發的半(ban)芳香族尼(ni)龍(long)PA6T和特(te)種(zhong)尼(ni)龍(long)等很多新品(pin)種(zhong)。尼(ni)龍(long)-6塑(su)料(liao)制(zhi)(zhi)品(pin)可采用金屬鈉、氫氧(yang)化(hua)鈉等為主催化(hua)劑(ji),N-乙(yi)酰(xian)(xian)基己內(nei)酰(xian)(xian)胺為助催化(hua)劑(ji),使δ-己內(nei)酰(xian)(xian)胺直接(jie)在模型中(zhong)通過負(fu)離子開(kai)環聚合(he)而制(zhi)(zhi)得,稱為澆注尼(ni)龍(long)。用這種(zhong)方法便于制(zhi)(zhi)造大型塑(su)料(liao)制(zhi)(zhi)件。
聚酰胺主要用于(yu)合成纖(xian)維,其(qi)最突出的(de)優點是耐(nai)磨性高(gao)(gao)于(yu)其(qi)他所有纖(xian)維,比棉花耐(nai)磨性高(gao)(gao)10倍,比羊毛高(gao)(gao)20倍,在混(hun)紡(fang)織物中稍加(jia)入一些聚酰胺纖(xian)維,可大大提高(gao)(gao)其(qi)耐(nai)磨性;當拉(la)伸(shen)至3-6%時,彈性回復率(lv)可達100%;能經受上萬次折撓而不斷裂。
聚酰(xian)胺纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)強度比棉花高1-2倍(bei)、比羊毛高4-5倍(bei),是(shi)粘膠纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)3倍(bei)。但聚酰(xian)胺纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)和耐(nai)光(guang)性(xing)較差(cha),保(bao)持(chi)性(xing)也不(bu)佳,做成的(de)(de)(de)衣服不(bu)如(ru)滌綸(lun)(lun)挺(ting)括。另外,用于衣著的(de)(de)(de)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)-66和錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)-6都存在吸濕(shi)性(xing)和染(ran)色性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)缺(que)點,為此(ci)開發(fa)了聚酰(xian)胺纖(xian)維(wei)的(de)(de)(de)新(xin)品種——錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)-3和錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)-4的(de)(de)(de)新(xin)型聚酰(xian)胺纖(xian)維(wei),具有質輕、防(fang)皺性(xing)優(you)良(liang)(liang)、透氣性(xing)好以及(ji)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)、染(ran)色性(xing)和熱(re)定(ding)型等特點,因(yin)此(ci)被認為是(shi)很(hen)有發(fa)展前途的(de)(de)(de)。
該類產品用途廣,是以塑代鋼(gang)、鐵(tie)、銅(tong)等金屬的(de)好材料,是重要的(de)工(gong)(gong)程(cheng)塑料;鑄(zhu)型尼(ni)龍廣泛代替機(ji)械設(she)備(bei)(bei)的(de)耐(nai)磨部件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),代替銅(tong)和合金作(zuo)設(she)備(bei)(bei)的(de)耐(nai)磨損件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)。適用于制作(zuo)耐(nai)磨零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),傳動(dong)結構件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),家用電(dian)器零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),汽車制造零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),絲桿(gan)(gan)防止機(ji)械零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),化工(gong)(gong)機(ji)械零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian),化工(gong)(gong)設(she)備(bei)(bei)。如渦輪(lun)、齒(chi)輪(lun)、軸承、葉輪(lun)、曲柄、儀(yi)表板(ban),驅(qu)動(dong)軸,閥門(men)、葉片、絲桿(gan)(gan)、高壓(ya)墊圈(quan)、螺絲、螺母、密封(feng)圈(quan),梭子(zi)、套(tao)簡,軸套(tao)連接器等。
由于聚酰(xian)胺(an)具有無(wu)毒、質輕、優良的(de)機械強(qiang)(qiang)度、耐(nai)(nai)磨性及較(jiao)好的(de)耐(nai)(nai)腐蝕性,因此(ci)廣泛應用于代替(ti)銅等金屬在機械、化工、儀表、汽車等工業中制造軸(zhou)承、齒(chi)輪、泵(beng)葉及其他零件。聚酰(xian)胺(an)熔(rong)融紡成絲后有很高的(de)強(qiang)(qiang)度,主(zhu)要(yao)做合成纖維并可作為醫用縫線。
在民用上,可以混紡或純紡成各(ge)種(zhong)(zhong)醫療(liao)及針織品。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)長絲多用于針織及絲綢(chou)工業,如織單絲襪、彈(dan)力絲襪等各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨的錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)襪,錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)紗巾,蚊帳,錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)花邊,彈(dan)力錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)外衣,各(ge)種(zhong)(zhong)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)綢(chou)或交織的絲綢(chou)品。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)短纖維(wei)大都(dou)用來與羊毛(mao)或其他化學(xue)纖維(wei)的毛(mao)型(xing)產(chan)品混紡,制成各(ge)種(zhong)(zhong)耐磨經穿的衣料(liao)。
在工業上錦綸(lun)大量用來制造簾子(zi)線、工業用布、纜繩、傳(chuan)送帶、帳篷、漁網等。在國防上主要用作降(jiang)落傘及(ji)其(qi)他軍用織物。
1927年(nian)(nian)美國最(zui)大(da)的化(hua)學工業公(gong)司(si)決定每年(nian)(nian)支付25萬美元作為研究費用,并開始聘請化(hua)學研究人員。
1928年,該(gai)公(gong)司成(cheng)(cheng)立了基礎化學研究所,年僅32歲的(de)卡羅瑟斯博士受聘擔任該(gai)所的(de)負責人。他(ta)主要從事聚(ju)(ju)(ju)合反(fan)應(ying)方面的(de)研究。他(ta)首先研究雙官(guan)能團分子(zi)的(de)縮(suo)聚(ju)(ju)(ju)反(fan)應(ying),通過二元(yuan)醇和二元(yuan)羧酸的(de)酯(zhi)化縮(suo)合,合成(cheng)(cheng)長鏈的(de)、相(xiang)對(dui)分子(zi)質(zhi)量(liang)(liang)高的(de)聚(ju)(ju)(ju)酯(zhi)。在(zai)(zai)不(bu)到兩年的(de)時間內,卡羅瑟斯在(zai)(zai)制備線(xian)型(xing)聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)特別是聚(ju)(ju)(ju)酯(zhi)方面,取(qu)得了重(zhong)要的(de)進展,將聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)的(de)相(xiang)對(dui)分子(zi)質(zhi)量(liang)(liang)提高到10000~25000,他(ta)把相(xiang)對(dui)分子(zi)質(zhi)量(liang)(liang)高于(yu)10000的(de)聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)稱為高聚(ju)(ju)(ju)物(wu)(Superpolymer)。
1930年,卡羅(luo)瑟斯的助手發現,二元醇(chun)和(he)二元羧(suo)酸(suan)通過縮(suo)聚(ju)反應(ying)制取的高聚(ju)酯,其(qi)熔融物能像制棉花糖那樣抽出絲來,而且(qie)這種纖維狀(zhuang)的細(xi)絲即使冷卻(que)后還能繼續拉伸(shen),拉伸(shen)長(chang)度(du)可達(da)到原來的幾(ji)倍,經過冷卻(que)拉伸(shen)后纖維的強度(du)、彈性、透明度(du)和(he)光(guang)澤度(du)都大(da)大(da)增加。
這種聚酯(zhi)的奇特(te)性(xing)質使他們預感到可能具有(you)重大的商業價值,有(you)可能用(yong)熔融的聚合物來(lai)紡制纖維。然而,繼續(xu)研究表明,從聚酯(zhi)得(de)到纖維只(zhi)具有(you)理論上的意義。因為高聚酯(zhi)在100℃以下即熔化(hua),特(te)別易溶于各(ge)種有(you)機溶劑,只(zhi)是(shi)在水(shui)中還稍穩(wen)定些,因此(ci)不適合用(yong)于紡織。
隨后卡羅瑟斯又(you)對一(yi)(yi)系列(lie)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)酯和(he)(he)聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)類化合物進行(xing)了深入的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。經過多方對比(bi),選定他在(zai)1935年2月(yue)28日首次(ci)由己二(er)胺(an)(an)和(he)(he)己二(er)酸合成出的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)-66(第一(yi)(yi)個6表(biao)示(shi)二(er)胺(an)(an)中的(de)(de)(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數,第二(er)個6表(biao)示(shi)二(er)酸中的(de)(de)(de)(de)碳原(yuan)子(zi)數)。這種聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)不溶于(yu)普通溶劑,熔點為263℃,高于(yu)通常(chang)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)熨燙(tang)溫度,拉(la)制的(de)(de)(de)(de)纖維具(ju)有絲的(de)(de)(de)(de)外(wai)觀和(he)(he)光澤,在(zai)結構(gou)和(he)(he)性質(zhi)上也(ye)接近天(tian)然絲,其耐磨性和(he)(he)強度超過當時任何一(yi)(yi)種纖維。從其性質(zhi)和(he)(he)制造成本綜合考慮,在(zai)已知聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)中它是最佳(jia)選擇。接著(zhu),又(you)解決了生產(chan)聚(ju)(ju)酰(xian)胺(an)(an)66原(yuan)料的(de)(de)(de)(de)工(gong)業來源(yuan)問題。
1938年10月27日(ri)正式宣布世界上第一種(zhong)合成(cheng)纖維(wei)誕生了,并將聚酰(xian)胺66這種(zhong)合成(cheng)纖維(wei)命名為尼(ni)龍(Nylon)。尼(ni)龍后來在英(ying)語中成(cheng)了“從煤、空(kong)氣、水或(huo)其他物質(zhi)合成(cheng)的,具(ju)有耐磨(mo)性和柔韌(ren)性、類似蛋白質(zhi)化(hua)學結構的所(suo)有聚酰(xian)胺的總稱”。
1939年(nian)實(shi)現工業化后定名為耐(nai)綸(Nylon),是最早(zao)實(shi)現工業化的(de)合成纖維品種(zhong)。
尼(ni)龍的(de)合(he)成奠定了合(he)成纖(xian)維(wei)工業的(de)基(ji)礎,尼(ni)龍的(de)出現(xian)使紡織品的(de)面貌煥然一新。用這(zhe)種纖(xian)維(wei)織成的(de)尼(ni)龍絲(si)襪(wa)既透明又比(bi)絲(si)襪(wa)耐穿。
1939年10月24日公開(kai)銷(xiao)售(shou)尼龍絲(si)(si)長襪(wa)時引起轟動,被(bei)視為珍奇之物爭相搶購。很多底層女人(ren)因為買不到(dao)絲(si)(si)襪(wa),只好(hao)用筆在腿上(shang)繪出紋路,冒充(chong)絲(si)(si)襪(wa)。人(ren)們曾(ceng)用“象蛛絲(si)(si)一(yi)樣(yang)細,象鋼絲(si)(si)一(yi)樣(yang)強,象絹絲(si)(si)一(yi)樣(yang)美”的(de)(de)詞句來贊譽這種纖維,到(dao)1940年5月,尼龍纖維織品的(de)(de)銷(xiao)售(shou)遍(bian)及(ji)美國(guo)各地(di)。
從第二(er)次世(shi)界大(da)戰(zhan)爆發直(zhi)到(dao)1945年,尼龍(long)工(gong)業被轉向(xiang)制降落(luo)傘、飛機輪胎(tai)簾子布、軍服(fu)(fu)等(deng)(deng)軍工(gong)產品。由于(yu)尼龍(long)的(de)特(te)性和廣泛的(de)用途,第二(er)次世(shi)界大(da)戰(zhan)后發展非常迅(xun)速(su),尼龍(long)的(de)各(ge)種產品從絲襪、衣服(fu)(fu)到(dao)地(di)毯、繩(sheng)索、漁(yu)網(wang)等(deng)(deng),以難以計數的(de)方式出現。尼龍(long)是三(san)大(da)合成纖維(wei)之(zhi)一。
1958年4月(yue),第一批中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)產己內酰胺(an)試(shi)驗樣品終于在(zai)遼寧(ning)省錦西(現遼寧(ning)省葫蘆島)化工(gong)廠(chang)試(shi)制成(cheng)(cheng)(cheng)功。產品送到北京(jing)纖維廠(chang)一次(ci)抽絲成(cheng)(cheng)(cheng)功,從此拉開了中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)合成(cheng)(cheng)(cheng)纖維工(gong)業的(de)序(xu)幕。因為它誕(dan)生(sheng)在(zai)錦西(現遼寧(ning)省葫蘆島)化工(gong)廠(chang),所(suo)以這種(zhong)合成(cheng)(cheng)(cheng)纖維后來就被命名為“錦綸(lun)”,也(ye)就是尼龍。由于錦綸(lun)在(zai)當時一窮(qiong)二白的(de)新中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)建國(guo)(guo)(guo)初期具有重(zhong)要的(de)國(guo)(guo)(guo)防軍事用途,因此錦綸(lun)誕(dan)生(sheng)的(de)意義不言(yan)而喻。
尼(ni)龍纖維(wei)是(shi)多種人(ren)造(zao)纖維(wei)的(de)原材料。硬的(de)尼(ni)龍被用(yong)在建筑業中。用(yong)尼(ni)龍制(zhi)成的(de)熱氣球,可以做(zuo)得很大。
清洗性及防污性
影(ying)響這兩種(zhong)性能的是纖(xian)維的截面形狀及(ji)后道(dao)的防污處(chu)理。而纖(xian)維本身的強度及(ji)硬(ying)度對清洗及(ji)防污性影(ying)響很小。
熔點及彈性
尼龍(long)6的熔點為(wei)220℃而(er)尼龍(long)66的熔點為(wei)260℃。但對地毯的使用溫度條(tiao)件而(er)言,這并不是一(yi)個(ge)差(cha)別。而(er)較低的熔點使得尼龍(long)6與(yu)尼龍(long)66相(xiang)比具有更好的回彈性,抗疲勞性及熱穩定性。
色牢度
色牢度并(bing)不是(shi)尼龍的(de)一(yi)個(ge)特性,是(shi)尼龍中(zhong)的(de)染料而不是(shi)尼龍本身(shen)在光照(zhao)下褪色。
耐磨性及抗塵性
美國Clemson大學曾在(zai)Tampa國際(ji)機(ji)場分別用Zeftron500尼(ni)龍(long)6地毯(tan)和Antron XL尼(ni)龍(long)66地毯(tan)進行了一個長達兩年(nian)半的實(shi)驗。地毯(tan)處于人流量極高的狀態下,結果表明:巴斯夫Zeftron500尼(ni)龍(long)在(zai)顏色(se)保持性(xing)及絨(rong)頭耐(nai)磨性(xing)方(fang)面要稍好于AntronXL。兩種紗線的抗塵性(xing)能(neng)沒有差別。
隨著汽車(che)的小型化、電(dian)子(zi)電(dian)氣(qi)設備(bei)的高(gao)性(xing)能化、機械(xie)設備(bei)輕量化的進程(cheng)加(jia)快,對(dui)尼龍的需求(qiu)將更(geng)(geng)高(gao)更(geng)(geng)大。特(te)別是(shi)尼龍作為結構(gou)性(xing)材料(liao),對(dui)其強度、耐(nai)熱性(xing)、耐(nai)寒性(xing)等(deng)方面提出了很高(gao)的要(yao)(yao)求(qiu)。尼龍的固有(you)缺(que)點也是(shi)限制其應用的重要(yao)(yao)因(yin)素,特(te)別是(shi)對(dui)于(yu)PA6、PA66兩(liang)大品種來說,與PA46、PAl2等(deng)品種比具有(you)很強的價格優勢(shi),雖(sui)某(mou)些(xie)性(xing)能不(bu)能滿(man)足(zu)相(xiang)關行(xing)業(ye)發(fa)展的要(yao)(yao)求(qiu)。
因此,必(bi)須針對某一(yi)應(ying)用領(ling)域,通(tong)過改(gai)(gai)性(xing)(xing),提(ti)高(gao)其某些性(xing)(xing)能,來擴(kuo)大其應(ying)用領(ling)域。由于(yu)PA強極性(xing)(xing)的特點,吸(xi)濕性(xing)(xing)強,尺(chi)寸(cun)穩(wen)定性(xing)(xing)差(cha),但可(ke)以通(tong)過改(gai)(gai)性(xing)(xing)來改(gai)(gai)善。
在PA中(zhong)加入30%的(de)玻璃(li)纖維,PA的(de)力學性(xing)能、尺寸穩(wen)定性(xing)、耐熱(re)性(xing)、耐老(lao)化性(xing)能有明顯提高(gao)(gao),耐疲勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)是未增強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)的(de)2.5倍。玻璃(li)纖維增強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)PA的(de)成(cheng)型工藝與未增強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)時大致(zhi)相同,但因流動較(jiao)增強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)前(qian)差,所以(yi)注(zhu)射壓力和注(zhu)射速度(du)(du)要適當提高(gao)(gao),機(ji)筒溫度(du)(du)提高(gao)(gao)10-40℃。由于玻纖在注(zhu)塑過程中(zhong)會沿流動方向取(qu)向,引起力學性(xing)能和收縮率在取(qu)向方向上增強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang),導(dao)致(zhi)制品變形翹曲,因此,模具設計時,澆(jiao)口(kou)的(de)位置、形狀(zhuang)要合理,工藝上可以(yi)提高(gao)(gao)模具的(de)溫度(du)(du),制品取(qu)出后(hou)放(fang)入熱(re)水中(zhong)讓其緩慢冷卻。另(ling)外,加入玻纖的(de)比例越大,其對注(zhu)塑機(ji)的(de)塑化元件的(de)磨損(sun)越大,最(zui)好(hao)是采用雙金(jin)屬螺桿、機(ji)筒。
由于在(zai)PA中加(jia)入了阻燃劑(ji),大部分阻燃劑(ji)在(zai)高(gao)溫下易分解,釋(shi)放(fang)出酸性物質(zhi),對金(jin)屬具有腐(fu)蝕作(zuo)用,因(yin)此,塑化元件(螺(luo)桿(gan)、過(guo)膠(jiao)頭、過(guo)膠(jiao)圈(quan)、過(guo)膠(jiao)墊圈(quan)、法(fa)蘭(lan)等)需鍍(du)硬鉻處理。工藝方(fang)面,盡量控制(zhi)機筒溫度(du)(du)不(bu)能(neng)過(guo)高(gao),注射速度(du)(du)不(bu)能(neng)太快,以避免因(yin)膠(jiao)料溫度(du)(du)過(guo)高(gao)而分解引起制(zhi)品變色(se)和力學性能(neng)下降。
具有良好的(de)拉伸強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、耐沖擊(ji)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、剛性、耐磨(mo)性、耐化學性、表面硬度(du)(du)(du)(du)等性能,透(tou)光(guang)率高(gao),與光(guang)學玻璃相近(jin),加(jia)(jia)工溫(wen)度(du)(du)(du)(du)為300--315℃,成型加(jia)(jia)工時,需嚴格控制(zhi)(zhi)機(ji)筒溫(wen)度(du)(du)(du)(du),熔體溫(wen)度(du)(du)(du)(du)太高(gao)會(hui)因降解而導致(zhi)制(zhi)(zhi)品(pin)變色,溫(wen)度(du)(du)(du)(du)太低(di)會(hui)因塑化不良而影響制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)透(tou)明度(du)(du)(du)(du)。模具溫(wen)度(du)(du)(du)(du)盡量取低(di)些(xie),模具溫(wen)度(du)(du)(du)(du)高(gao)會(hui)因結晶而使(shi)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)透(tou)明度(du)(du)(du)(du)降低(di)。
在PA中加入了(le)炭黑(hei)等吸(xi)收紫(zi)外線的(de)(de)助劑,這些對PA的(de)(de)自(zi)潤滑性和(he)對金屬的(de)(de)磨(mo)損(sun)(sun)大大增強,成型加工時會(hui)影響下(xia)料和(he)磨(mo)損(sun)(sun)機件。因此,需(xu)要采用(yong)進(jin)料能力強及耐磨(mo)性高的(de)(de)螺(luo)桿、機筒、過膠(jiao)頭、過膠(jiao)圈(quan)、過膠(jiao)墊圈(quan)組合。聚酰胺分子鏈上(shang)的(de)(de)重復結構單元是(shi)酰胺基的(de)(de)一類聚合物。
概括起來,主要在以下幾(ji)方面進行(xing)改性:
①改善(shan)尼龍的吸(xi)水(shui)性,提高制(zhi)品的尺寸穩定性。
②提高(gao)尼(ni)(ni)龍的(de)(de)阻燃性,以適應(ying)電子、電氣、通訊等行業的(de)(de)要求(qiu)。③提高(gao)尼(ni)(ni)龍的(de)(de)機械(xie)強度,以達到金(jin)(jin)屬(shu)材料的(de)(de)強度,取代金(jin)(jin)屬(shu)
④提高尼龍的抗低(di)溫性能,增強其對耐環境應變的能力。
⑤提高(gao)尼龍的(de)耐磨性(xing),以(yi)適應耐磨要求高(gao)的(de)場(chang)合。⑥提高(gao)尼龍的(de)抗靜電性(xing),以(yi)適應礦山(shan)及其機械(xie)應用的(de)要求。
⑦提高尼(ni)龍的(de)耐(nai)熱性,以適應如汽車發動(dong)機等耐(nai)高溫條件(jian)的(de)領(ling)域。
⑧降低尼(ni)龍的成本,提高產品競(jing)爭力。
總之,通(tong)過上述改進,實現尼(ni)龍復合材料的高性(xing)能(neng)化(hua)與功能(neng)化(hua),進而促(cu)進相關行業產品向(xiang)高性(xing)能(neng)、高質量方向(xiang)發(fa)展。
據(ju)日(ri)本東麗(li)化學(xue)公(gong)(gong)司消(xiao)息,該公(gong)(gong)司已經成功開(kai)發出直(zhi)徑比(bi)以往極細(xi)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)還(huan)小兩(liang)位(wei)數的(de)納米(mi)級單絲(si)結(jie)構(gou)的(de)“納米(mi)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)”新技(ji)(ji)術,通(tong)過控制納米(mi)構(gou)造(zao)技(ji)(ji)術達(da)到纖(xian)維(wei)(wei)(wei)細(xi)度的(de)極限。東麗(li)化學(xue)公(gong)(gong)司稱(cheng),該公(gong)(gong)司利(li)用這項(xiang)新技(ji)(ji)術已經開(kai)發直(zhi)徑為(wei)10μm的(de)單絲(si)140萬根以上所構(gou)成的(de)納米(mi)尼龍纖(xian)維(wei)(wei)(wei)。這種纖(xian)維(wei)(wei)(wei)與以往產品(pin)進行比(bi)較,表(biao)面積(ji)是過去產品(pin)的(de)1000倍左右,具有(you)很高的(de)表(biao)面活性。
Triangle–Raleigh尼(ni)龍纖維(wei)有許多(duo)用途,從服裝、地毯到繩索到微機的數據(ju)線都可以利用該種纖維(wei)。北卡羅萊納州大(da)學(xue)紡(fang)織學(xue)院(yuan)的研(yan)究員正努力改進(jin)這種纖維(wei),據(ju)報道說已經(jing)研(yan)制(zhi)出最(zui)強脂肪族(zu)尼(ni)龍纖維(wei)。
科(ke)學家聚(ju)合(he)體(ti)教授--托奈里博士與紡織工程、化學和自然(ran)科(ke)學助理(li)教授理(li)查德.克塔克博士正在(zai)(zai)研究(jiu)一種方法,在(zai)(zai)不需要昂貴的(de)(de)(de)(de)費用(yong)、復雜的(de)(de)(de)(de)過程的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下,產生更高(gao)強度的(de)(de)(de)(de)尼(ni)(ni)龍纖維。他們利用(yong)脂(zhi)肪族尼(ni)(ni)龍或者尼(ni)(ni)龍進行研究(jiu),這(zhe)種尼(ni)(ni)龍的(de)(de)(de)(de)碳援助利用(yong)直鏈(lian)(lian)或者開放型支鏈(lian)(lian)連接在(zai)(zai)以前,強調(diao)不環鏈(lian)(lian)大。
更強壯的脂肪族尼(ni)龍能夠應用(yong)于繩索(suo)、裝卸皮帶(dai)、降(jiang)落傘和汽車(che)輪胎(tai),或者產生能夠適合(he)高(gao)溫利用(yong)的合(he)成材料。這(zhe)個發現在費城召開的美國化學科(ke)學年會上介(jie)紹,刊登在聚合(he)體定期刊物上。
這(zhe)種纖維利用聚(ju)(ju)合體或(huo)者包括許多單(dan)位(wei)的(de)長(chang)鏈(lian)分(fen)子制作而成。當這(zhe)些(xie)聚(ju)(ju)合體鏈(lian)被整齊的(de)安排(pai),這(zhe)種聚(ju)(ju)合體將成水晶狀(zhuang)態。
這(zhe)些盤繞的聚合體需(xu)要(yao)拉伸,如果(guo)他們要(yao)制作成(cheng)更強的纖(xian)(xian)維(wei),需(xu)要(yao)消除他們的彈性。在(zai)尼龍鏈中(zhong)加入氫可以防止拉伸,因(yin)此克(ke)服這(zhe)種結合對產(chan)生(sheng)更強的尼龍纖(xian)(xian)維(wei)來說是(shi)一個關鍵因(yin)素。
超(chao)強(qiang)纖維,以(yi)凱(kai)夫拉(la)爾纖維為(wei)例,是從芳香(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long)聚合體(ti)中制作而成,十分僵硬,長鏈包含環鏈,芳香(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long)制作很困難,因(yin)此十分昂貴。
因此托奈(nai)里(li)教(jiao)授(shou)和克塔克博士利(li)用聚酰胺(an)66(尼龍66)來進行(xing)研究(jiu),這種材料是一種商業熱塑性材料,很容易制(zhi)作,但是拉伸和排列(lie)困難。同時,取消尼龍66的彈性也很困難。
這個發(fa)現(xian)可(ke)以(yi)解決尼龍66在三氯化鎵(jia)中能夠(gou)溶解的問題,能夠(gou)有效的打破(po)氫粘合(he)的問題。允許(xu)聚合(he)體鏈(lian)延伸。
PA的(de)機械性能中(zhong)如(ru)抗拉抗壓(ya)強(qiang)度隨溫(wen)度和吸濕量而改(gai)變(bian),所以水相(xiang)對(dui)是PA的(de)增塑劑,加入(ru)玻纖后,其抗拉抗壓(ya)強(qiang)度可提高(gao)2倍左右,耐溫(wen)能力也相(xiang)應(ying)提高(gao),PA本身(shen)的(de)耐磨能力非常高(gao),所以可在(zai)無潤(run)滑(hua)下不停(ting)操作,如(ru)想得(de)到特(te)別的(de)潤(run)滑(hua)效果,可在(zai)PA中(zhong)加入(ru)硫化物。
合(he)適的塑料產品(pin):各種齒輪(lun),渦輪(lun),齒條,凸輪(lun),軸承(cheng),螺旋槳,傳動(dong)皮(pi)帶。
其他:收縮率1-2%需注意成型(xing)后吸濕的(de)尺寸變化。
吸(xi)水率:100%相(xiang)對(dui)吸(xi)濕飽和時能吸(xi)8%。
合適壁厚:2-3.5mm
疲(pi)勞強度和鋼性較高,耐熱性較好,摩擦系(xi)數低,耐磨性好,但吸濕性大,尺寸穩定性不夠(gou)。
應用:中等載荷,使用溫度<100-120度無潤(run)滑或少潤(run)滑條件下工(gong)作的(de)耐磨(mo)受力傳動零件。
疲勞強(qiang)度鋼性,耐熱性低于尼(ni)龍66,但(dan)彈性好,有(you)較好的消振,降噪(zao)能力。白色
應用:輕載荷,中(zhong)等溫度(80-100)無潤滑(hua)或少(shao)潤滑(hua)、要求噪(zao)音低的條件下工(gong)作(zuo)的耐磨受力傳動零件。
強度.剛性(xing)耐熱性(xing)低于尼龍66,但吸濕性(xing)小,耐磨性(xing)好。土黃色
應用(yong):同尼龍(long)6,宜(yi)作要(yao)求比較精密的齒(chi)輪,工作條件濕度(du)變化大的零件。
強度,剛(gang)性耐(nai)熱性低于(yu)尼龍66,吸濕性低于(yu)尼龍610,成型(xing)工藝(yi)好(hao),耐(nai)磨性好(hao)。
應用:輕載(zai)荷,溫度不高,濕度變(bian)化較大(da),的(de)條件(jian)下無潤(run)滑(hua)或少(shao)潤(run)滑(hua)的(de)情況下工(gong)作的(de)零件(jian)
強度(du),耐疲勞性(xing),耐熱性(xing),剛(gang)性(xing)均優于(yu)PA6及PA66,吸濕性(xing)低于(yu)PA6及PA66,耐磨性(xing)好(hao),能直接在模型(xing)中聚合成型(xing),宜澆鑄大型(xing)零(ling)件。應用:高載荷,高使用溫度(du)(低于(yu)120)無潤(run)滑或少潤(run)滑的(de)情況下。乳白色
鑄造(zao)尼(ni)龍(MC尼(ni)龍)也稱單體澆注尼(ni)龍,是用已(yi)內酰胺(an)單體在強堿(如NaOH)和一些助催化劑的(de)作用下,用模具(ju)直接(jie)聚合(he)成型得(de)到制(zhi)(zhi)品的(de)毛坯(pi)件,由于把聚合(he)和成型過(guo)程結合(he)一起,因而成型方便、設備投資少,易于制(zhi)(zhi)造(zao)大型機器零件。它的(de)力學(xue)性能(neng)和物理性能(neng)都比尼(ni)龍6高。可制(zhi)(zhi)造(zao)幾(ji)十千(qian)克的(de)齒輪(lun)、渦輪(lun)、軸承等(deng)。
尼龍(long)1010是我國獨創的一種工程塑料,用(yong)(yong)蓖(bi)麻油做原(yuan)料,提取癸二胺及癸二酸(suan)再縮合而(er)成(cheng)的。成(cheng)本低、經濟效(xiao)果(guo)好、自潤(run)滑性(xing)和(he)耐磨(mo)性(xing)極好、耐油性(xing)好,脆性(xing)轉化(hua)溫(wen)度低(約在(zai)-60℃),機械(xie)強度較高,廣泛用(yong)(yong)于機械(xie)零件和(he)化(hua)工、電(dian)氣零件。
改(gai)性尼(ni)龍(long)是工程(cheng)塑料中的一類(lei),是以(yi)尼(ni)龍(long)原料為基料在加(jia)以(yi)改(gai)變其物理性質(zhi)而形成(cheng)的顆粒(li)狀產(chan)(chan)品。此類(lei)產(chan)(chan)品產(chan)(chan)出是依據一些(xie)生產(chan)(chan)廠(chang)家所(suo)需求的不同而進(jin)行改(gai)性制作的。
改(gai)性尼(ni)(ni)龍(long)大致(zhi)包括:增強尼(ni)(ni)龍(long),增韌尼(ni)(ni)龍(long),耐磨尼(ni)(ni)龍(long),無(wu)鹵阻燃(ran)尼(ni)(ni)龍(long),導電(dian)尼(ni)(ni)龍(long),阻燃(ran)尼(ni)(ni)龍(long)等(deng)等(deng)。
1、熱性質(zhi):玻璃(li)轉移溫(wen)(wen)度(du)(Tg)及熔點(dian)(Tm)、熱變形溫(wen)(wen)度(du)(HDT)高;長期使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)高(UL-746B);使用(yong)溫(wen)(wen)度(du)范圍(wei)大(da);熱膨脹系數小。
2、機械性質:高(gao)強度(du)、高(gao)機械模(mo)數(shu)、低潛變性、強耐磨(mo)損及耐疲勞性。
3、其(qi)他:耐化學(xue)藥品性(xing)、抗電(dian)性(xing)、耐燃性(xing)、耐候(hou)性(xing)、尺寸安(an)定(ding)性(xing)佳。
芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族尼(ni)龍(long)又稱聚(ju)芳(fang)(fang)(fang)(fang)酰(xian)(xian)胺(an)(an),是20世紀60年(nian)代開發成(cheng)功(gong)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)、耐(nai)(nai)輻射、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)尼(ni)龍(long)新品(pin)種。凡是在尼(ni)龍(long)分子中含有(you)(you)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)環結構(gou)的(de)(de)(de)(de)都屬于芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族尼(ni)龍(long)。如(ru)果僅僅將合(he)成(cheng)尼(ni)龍(long)的(de)(de)(de)(de)二(er)(er)(er)(er)元(yuan)胺(an)(an)或(huo)二(er)(er)(er)(er)元(yuan)酸(suan)分別(bie)以芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)或(huo)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)(er)酸(suan)代替,則(ze)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)尼(ni)龍(long)為半(ban)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long),以芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)(er)酸(suan)和(he)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)合(he)成(cheng)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)尼(ni)龍(long)為全(quan)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long)。芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族尼(ni)龍(long)脆(cui)化(hua)溫(wen)度(du)(du)可達–70℃,維(wei)卡軟化(hua)溫(wen)度(du)(du)可達270℃,耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)、耐(nai)(nai)輻射、耐(nai)(nai)腐蝕(shi)、耐(nai)(nai)磨,有(you)(you)自(zi)熄(xi)性(xing),在潮濕的(de)(de)(de)(de)狀態下能保持較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)電性(xing)能。芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)族尼(ni)龍(long)可以擠出(chu)、模壓(ya)、層(ceng)(ceng)壓(ya)、浸(jin)漬,可以用(yong)于制(zhi)造(zao)纖維(wei)、薄膜、浸(jin)漬膜、裝飾層(ceng)(ceng)壓(ya)板、玻璃纖維(wei)增強層(ceng)(ceng)壓(ya)板、耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)輻射線管(guan)、防火墻等(deng)。已經(jing)商(shang)業(ye)化(hua)應用(yong)的(de)(de)(de)(de)半(ban)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long)主要有(you)(you)MXD6、PA6T和(he)PA9T,全(quan)芳(fang)(fang)(fang)(fang)香(xiang)(xiang)(xiang)尼(ni)龍(long)主要有(you)(you)聚(ju)對苯二(er)(er)(er)(er)甲酰(xian)(xian)對苯二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(PPTA)、聚(ju)間(jian)苯二(er)(er)(er)(er)甲酰(xian)(xian)間(jian)苯二(er)(er)(er)(er)胺(an)(an)(MPIA)和(he)聚(ju)對苯甲酰(xian)(xian)胺(an)(an)(PBA)等(deng)。
全芳香尼龍是(shi)二十世紀六(liu)七十年代開發成功并實現了工業化。全芳香族尼龍由(you)于具有高(gao)熔點、高(gao)模(mo)量、高(gao)強(qiang)度(du)而被廣泛用(yong)于合成纖維(wei)(wei)的(de)(de)生產。PPTA是(shi)以對苯二胺和(he)對苯二甲(jia)酰氯為原料(liao),采用(yong)低溫(wen)溶液聚(ju)合法制得的(de)(de)。PPTA具有高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)模(mo)量、耐高(gao)溫(wen)、低密(mi)度(du)等優(you)良性(xing)能。主要用(yong)于合成纖維(wei)(wei)紡絲的(de)(de)原材料(liao);PPTA纖維(wei)(wei)也可(ke)作為橡膠增(zeng)強(qiang)材料(liao)和(he)塑料(liao)的(de)(de)增(zeng)強(qiang)劑使用(yong)。但是(shi)PPTA有耐疲勞(lao)性(xing)和(he)耐壓性(xing)能的(de)(de)不足之處,PPTA還不能實現熔融擠出成型。
MXD6是Lum等人于20世紀(ji)50年代以(yi)間苯二甲胺和(he)(he)己(ji)二酸為原料(liao)(liao),通(tong)過(guo)縮聚(ju)(ju)反應(ying)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)一種(zhong)結晶性(xing)尼(ni)龍(long)樹脂。日(ri)本三菱瓦斯化學(xue)公司采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)直接縮聚(ju)(ju)法(fa)、東洋(yang)紡織公司采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍(long)鹽法(fa)分(fen)別(bie)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)了MXD6。這(zhe)兩種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)(he)方法(fa)得(de)到的(de)MXD6的(de)用(yong)(yong)(yong)途也不(bu)盡(jin)相同(tong):用(yong)(yong)(yong)直接縮聚(ju)(ju)法(fa)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)MXD6可(ke)用(yong)(yong)(yong)于制造阻隔性(xing)材(cai)料(liao)(liao)或(huo)工(gong)(gong)程(cheng)結構材(cai)料(liao)(liao);用(yong)(yong)(yong)尼(ni)龍(long)鹽法(fa)合(he)(he)(he)(he)成(cheng)的(de)MXD6可(ke)用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)產(chan)纖維級(ji)MXD6樹脂。作(zuo)為一種(zhong)結晶性(xing)半芳香尼(ni)龍(long),MXD6具有(you)吸水率(lv)低、熱變(bian)形溫(wen)度(du)(du)(du)高(gao)、拉伸強度(du)(du)(du)和(he)(he)彎曲強度(du)(du)(du)高(gao)、成(cheng)型(xing)收縮率(lv)小、對O2、CO2等氣體的(de)阻隔性(xing)好等特點(dian)。MXD6由于具有(you)較(jiao)寬的(de)加工(gong)(gong)溫(wen)度(du)(du)(du),可(ke)以(yi)與聚(ju)(ju)丙烯(xi)(PP)共擠出、與高(gao)密度(du)(du)(du)聚(ju)(ju)乙烯(xi)(HDPE)共擠吹(chui)塑。在工(gong)(gong)業上,MXD6主要(yao)用(yong)(yong)(yong)于包(bao)(bao)裝材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)代替金屬(shu)作(zuo)工(gong)(gong)程(cheng)結構材(cai)料(liao)(liao)。前者包(bao)(bao)括食品與飲料(liao)(liao)的(de)包(bao)(bao)裝、儀器(qi)設備(bei)包(bao)(bao)裝(防潮、消振的(de)軟墊和(he)(he)發(fa)泡材(cai)料(liao)(liao));后者包(bao)(bao)括高(gao)耐(nai)熱品級(ji)Reny、MXD6/PPO的(de)合(he)(he)(he)(he)金、抗振級(ji)Reny等。除此之外(wai),MXD6還應(ying)用(yong)(yong)(yong)于磁性(xing)塑料(liao)(liao)、透明膠粘劑(ji)等。
PA6T是由芳(fang)香族二酸與脂肪族二胺合成的(de)(de)一(yi)種(zhong)半芳(fang)香尼(ni)龍(long)。PA6T具(ju)有優良(liang)的(de)(de)耐(nai)熱性和尺寸(cun)穩定性。由于(yu)PA6T的(de)(de)熔點很高(gao),可采用固相聚合或界面聚合的(de)(de)方法制備(bei)。可以用于(yu)纖維(wei)制造、機(ji)械零件和薄膜制品(pin)等。日本(ben)三井化學開發的(de)(de)改性PA6T,具(ju)有高(gao)剛(gang)性、高(gao)強度、低吸水性等特性,主要用于(yu)汽車內(nei)燃機(ji)部(bu)件、耐(nai)熱電(dian)器(qi)部(bu)件、傳動部(bu)件和電(dian)子(zi)裝(zhuang)配件等。正是由于(yu)PA6T過(guo)高(gao)的(de)(de)熔點,使得其(qi)不能像一(yi)般(ban)的(de)(de)脂肪族尼(ni)龍(long)一(yi)樣,進(jin)行(xing)注(zhu)射成型(xing),這就使PA6T的(de)(de)應用受(shou)到(dao)了一(yi)定的(de)(de)限制。
PA9T是由壬二(er)胺(an)(an)和(he)(he)對苯二(er)甲酸(suan)熔融(rong)縮聚(ju)而(er)得(de)的(de)(de)。PA9T具有(you)良好的(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)可(ke)熔融(rong)加(jia)工性(xing)能(neng)(neng)(neng),吸(xi)水(shui)(shui)率僅為(wei)0.17%,是PA46((1.8%)的(de)(de)1/10,尺寸(cun)穩定性(xing)好等(deng)特點(dian),迅速在電子電氣、信息設(she)備(bei)、汽車零部件等(deng)方面得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛的(de)(de)應(ying)用(yong)。當重復(fu)單元鏈節(jie)中二(er)元胺(an)(an)的(de)(de)碳(tan)原子數(shu)為(wei)6時,得(de)到(dao)PA6T的(de)(de)熔點(dian)為(wei)370℃,超過(guo)了(le)其熱(re)分解溫(wen)度約350℃,因此(ci)如果不添(tian)加(jia)第三甚至第四組(zu)分來降(jiang)(jiang)低(di)熔點(dian),是不能(neng)(neng)(neng)獲得(de)實際應(ying)用(yong)(尼龍熔融(rong)加(jia)工溫(wen)度一(yi)般在320℃以下(xia))的(de)(de)尼龍,但(dan)是如果添(tian)加(jia)了(le)其他組(zu)分來降(jiang)(jiang)低(di)熔點(dian),必然會(hui)帶來PA6T性(xing)能(neng)(neng)(neng)如結晶度、尺寸(cun)穩定性(xing)和(he)(he)耐(nai)藥品性(xing)等(deng)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)降(jiang)(jiang)低(di)。因此(ci)提高(gao)二(er)元胺(an)(an)碳(tan)原子數(shu)目成(cheng)(cheng)為(wei)另(ling)外一(yi)個研(yan)究(jiu)的(de)(de)熱(re)點(dian),PA9T的(de)(de)結構成(cheng)(cheng)為(wei)了(le)一(yi)種理(li)想的(de)(de)結構,兼有(you)耐(nai)熱(re)性(xing)和(he)(he)可(ke)熔融(rong)加(jia)工性(xing)。但(dan)是,合成(cheng)(cheng)PA9T的(de)(de)主要原料壬二(er)胺(an)(an)的(de)(de)合成(cheng)(cheng)路線較為(wei)復(fu)雜:丁二(er)烯經過(guo)水(shui)(shui)合、轉位、羥基化(hua)和(he)(he)氨化(hua)還原等(deng)步驟(zou)的(de)(de)化(hua)學(xue)反應(ying),才能(neng)(neng)(neng)最終得(de)到(dao)壬二(er)胺(an)(an)。這就造成(cheng)(cheng)PA9T的(de)(de)生產(chan)成(cheng)(cheng)本居高(gao)不下(xia),進而(er)限制(zhi)了(le)PA9T的(de)(de)大(da)規(gui)模(mo)生產(chan)與應(ying)用(yong)。
聚(ju)苯二酰(xian)胺(PPA)是以(yi)(yi)間(jian)(jian)苯二甲酸(suan)、對苯二甲酸(suan)、己二酸(suan)和(he)己二胺之間(jian)(jian)縮聚(ju)形成(cheng)的聚(ju)合(he)物的共混物,是一種半(ban)結(jie)晶性(xing)(xing)(xing)的半(ban)芳(fang)香尼龍。PPA樹脂一般(ban)采(cai)用間(jian)(jian)歇式生產(chan)。PPA具有(you)良好的耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)、優(you)良的力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)尺(chi)寸穩定性(xing)(xing)(xing)、較低的吸水率和(he)優(you)良的成(cheng)型加工性(xing)(xing)(xing),還具有(you)良好的電性(xing)(xing)(xing)能(neng)、耐化(hua)學(xue)藥品性(xing)(xing)(xing)。PPA可以(yi)(yi)采(cai)用注射(she)成(cheng)型和(he)擠出成(cheng)型進行加工。PPA被(bei)廣(guang)泛用于汽車、電子(zi)電器和(he)一般(ban)產(chan)業(ye)機器領(ling)域。
聚(ju)間(jian)苯(ben)二甲酰間(jian)苯(ben)二胺(an)(MPIA)是20世紀60年代開發成(cheng)功的(de)(de)(de)一種(zhong)新型聚(ju)芳酰胺(an)品種(zhong),是以間(jian)苯(ben)二胺(an)和(he)間(jian)苯(ben)二甲酰氯為原料,可采用低溫(wen)溶液(ye)縮(suo)聚(ju)法(fa)和(he)界面(mian)聚(ju)合法(fa)合成(cheng)。MPIA的(de)(de)(de)突出特點(dian)(dian)是耐(nai)熱壽命長,此外(wai),它還(huan)(huan)具有模量高、耐(nai)磨(mo)、阻燃(ran)、高溫(wen)尺寸穩定等優(you)點(dian)(dian)。但MPIA的(de)(de)(de)耐(nai)光(guang)性(xing)(xing)稍差(cha),需加(jia)抗紫外(wai)劑。MPIA主要(yao)用于工(gong)(gong)業(ye)(ye)和(he)易(yi)燃(ran)易(yi)爆高溫(wen)環境(jing)下的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作服、耐(nai)高溫(wen)工(gong)(gong)業(ye)(ye)濾材(cai)、降落(luo)傘(san)、高溫(wen)傳送帶、電氣絕緣材(cai)料等。MPIA還(huan)(huan)可加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)棒、板(ban)和(he)纖維,靠(kao)其優(you)良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)、滑動性(xing)(xing)和(he)耐(nai)放(fang)射性(xing)(xing)等特性(xing)(xing),被(bei)用于航空航天、原子(zi)能工(gong)(gong)業(ye)(ye)、電氣和(he)汽車(che)等行業(ye)(ye)。
聚(ju)對(dui)(dui)苯甲酰(xian)胺(an)(poly(p-benzamide,簡稱PBA),是20世(shi)紀70年代開發(fa)(fa)成功的(de)。其合成路線為:對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲苯經過液相空氣(qi)氧化得(de)到對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲酸,對(dui)(dui)硝(xiao)基(ji)甲酸經過氨(an)(an)化還(huan)原反應得(de)到對(dui)(dui)氨(an)(an)基(ji)甲酸,把對(dui)(dui)氨(an)(an)基(ji)苯甲酸轉化為對(dui)(dui)氨(an)(an)基(ji)苯甲酰(xian)氯的(de)鹽酸鹽或對(dui)(dui)亞硫(liu)酰(xian)胺(an)苯甲酰(xian)氯,最后(hou)在(zai)經縮聚(ju)制得(de)PBA。PBA具有高(gao)模量(liang)、高(gao)強度等特(te)性(xing),在(zai)工業上(shang)可(ke)用(yong)于火箭發(fa)(fa)動機殼體(ti)、高(gao)壓容器(qi)、體(ti)育用(yong)品和涂(tu)覆織物等。
玻璃纖(xian)維(wei)增強PA在20世紀(ji)50年(nian)代(dai)就有研(yan)究,但形成(cheng)產業化是20世紀(ji)70年(nian)代(dai),自(zi)1976年(nian)開發(fa)出(chu)超韌PA66后,各國(guo)大公司(si)紛紛開發(fa)新的(de)改性PA產品,美國(guo)、西歐、日本、荷蘭(lan)、意(yi)大利(li)等大力開發(fa)增強PA、阻燃PA、填充(chong)PA,大量的(de)改性PA投放市(shi)場。
20世(shi)紀(ji)80年代,相容(rong)劑技(ji)術開發(fa)(fa)成功(gong),推動了(le)PA合金的發(fa)(fa)展,世(shi)界各國(guo)相繼開發(fa)(fa)出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/PA等(deng)(deng)上千種(zhong)合金,廣泛用(yong)于(yu)汽車、機車、電(dian)(dian)子、電(dian)(dian)氣(qi)械、紡織、體育用(yong)品(pin)、辦(ban)公用(yong)品(pin)、家電(dian)(dian)部件(jian)等(deng)(deng)行業。
20世紀(ji)90年(nian)代,改性尼龍新(xin)品種不斷增加,這個時期改性尼龍走向商品化(hua),形成(cheng)了新(xin)的產業,并(bing)得到了迅速發展,20世紀(ji)90年(nian)代末,世界(jie)尼龍合金產量達110萬噸/年(nian)。
在產品(pin)開(kai)發方面(mian),主要以高性能尼(ni)龍PPO/PA6,PPS/PA66、增韌(ren)尼(ni)龍、納米(mi)尼(ni)龍、無鹵阻(zu)燃尼(ni)龍為主導方向;在應(ying)用(yong)方面(mian),汽(qi)車部件、電器部件開(kai)發取(qu)得了(le)重(zhong)(zhong)大進(jin)展,如汽(qi)車進(jin)氣歧管用(yong)高流動改(gai)性尼(ni)龍已經商(shang)品(pin)化(hua),這種結構復雜的部件的塑料化(hua),除在應(ying)用(yong)方面(mian)具有重(zhong)(zhong)大意義外,更重(zhong)(zhong)要的是(shi)延長了(le)部件的壽命,促進(jin)了(le)工程塑料加工技術(shu)的發展。
尼龍(long)作為工程(cheng)塑料中最(zui)大最(zui)重要的(de)(de)品(pin)種,具有很(hen)強的(de)(de)生(sheng)命力,主要在于(yu)它改性(xing)后實現高(gao)性(xing)能化(hua),其次是汽車、電(dian)器、通(tong)訊(xun)、電(dian)子、機械等產(chan)業自身(shen)對產(chan)品(pin)高(gao)性(xing)能的(de)(de)要求越來越強烈,相關產(chan)業的(de)(de)飛(fei)速發展(zhan),促進了工程(cheng)塑料高(gao)性(xing)能化(hua)的(de)(de)進程(cheng),改性(xing)尼龍(long)未來發展(zhan)趨勢如(ru)下。
①高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)剛性尼(ni)龍(long)的(de)市場需(xu)求(qiu)量越來越大,新的(de)增(zeng)強(qiang)材料如無機晶須增(zeng)強(qiang)、碳纖維增(zeng)強(qiang)PA將成為重要的(de)品種,主要是用于汽車發動機部件,機械部件以及(ji)航空設備部件。
②尼(ni)(ni)龍(long)(long)合金化(hua)將成(cheng)為改性工(gong)程塑料發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)流(liu)。尼(ni)(ni)龍(long)(long)合金化(hua)是實現(xian)尼(ni)(ni)龍(long)(long)高(gao)性能的(de)重要途(tu)(tu)徑,也是制(zhi)造尼(ni)(ni)龍(long)(long)專(zhuan)用(yong)料、提高(gao)尼(ni)(ni)龍(long)(long)性能的(de)主(zhu)要手段。通過(guo)摻混其他高(gao)聚物,來(lai)改善(shan)尼(ni)(ni)龍(long)(long)的(de)吸水(shui)性,提高(gao)制(zhi)品的(de)尺寸(cun)穩定(ding)性,以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而(er),適用(yong)車(che)種不同要求的(de)用(yong)途(tu)(tu)。
③納米尼龍的制(zhi)造技(ji)術與應用將得(de)到迅(xun)速(su)發展。納米尼龍的優點在(zai)于其熱(re)性(xing)能、力學性(xing)能、阻(zu)燃性(xing)、阻(zu)隔(ge)性(xing)比純尼龍高,而(er)制(zhi)造成本與普(pu)通尼龍相當。因而(er),具有很大的競爭力。
④用于電(dian)子、電(dian)氣、電(dian)器的(de)阻(zu)燃(ran)尼龍(long)與日俱增,綠色化阻(zu)燃(ran)尼龍(long)越(yue)來越(yue)受到(dao)市場的(de)重視。
⑤抗靜電、導電尼龍以及磁性尼龍將成為電子(zi)設備(bei)、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加(jia)工助劑的(de)研究與應用,將推動改(gai)性尼龍(long)的(de)功能化、高性能化的(de)進程。
⑦綜合技術的應用,產品的精細(xi)化是推動(dong)其產業發展的動(dong)力。
聚酰胺(an)纖(xian)維(wei)(wei)是大(da)(da)分子(zi)鏈上具有(you)-CO-NH-基團一類纖(xian)維(wei)(wei)的(de)總稱。常(chang)用(yong)的(de)為脂(zhi)肪(fang)族聚酯胺(an)夕主(zhu)(zhu)要品種(zhong)有(you)聚酰胺(an)6和(he)聚酰胺(an)66,我(wo)國商品名(ming)稱為錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和(he)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)維(wei)(wei)以(yi)長(chang)絲(si)為主(zhu)(zhu),少(shao)量(liang)(liang)的(de)短纖(xian)維(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要用(yong)于(yu)(yu)和(he)棉、毛(mao)或其(qi)他化纖(xian)混紡。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)長(chang)絲(si)大(da)(da)量(liang)(liang)用(yong)于(yu)(yu)變形加工制造彈力絲(si),作(zuo)為機織(zhi)或針織(zhi)原(yuan)料。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)維(wei)(wei)一般采用(yong)熔(rong)體法紡絲(si)。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)6和(he)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)66纖(xian)維(wei)(wei)的(de)強(qiang)度為4~5.3cN/dtex,高強(qiang)滌綸(lun)(lun)(lun)(lun)可達7.9cN/dtex以(yi)上,伸(shen)長(chang)率18%~45%,在(zai)10%伸(shen)長(chang)時(shi)的(de)彈性(xing)回復率在(zai)90%以(yi)上。據(ju)測定,錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)耐(nai)磨為棉纖(xian)維(wei)(wei)的(de)20倍(bei)、羊毛(mao)的(de)20倍(bei)、粘膠(jiao)的(de)50倍(bei)。耐(nai)疲勞性(xing)能(neng)居(ju)各(ge)種(zhong)纖(xian)維(wei)(wei)之(zhi)首。在(zai)民用(yong)上大(da)(da)量(liang)(liang)用(yong)于(yu)(yu)加工襪子(zi)和(he)其(qi)他混紡制品,提高織(zhi)物的(de)耐(nai)磨牢度,但錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)纖(xian)維(wei)(wei)模(mo)量(liang)(liang)低,抗摺皺性(xing)能(neng)不(bu)及滌綸(lun)(lun)(lun)(lun),限制了(le)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)在(zai)衣著領域的(de)應用(yong)。錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾子(zi)線(xian)的(de)壽命比粘膠(jiao)大(da)(da)3倍(bei),沖擊(ji)吸收能(neng)大(da)(da),因(yin)此(ci)(ci)輪胎(tai)(tai)(tai)能(neng)在(zai)壞的(de)路面上行駛,但由于(yu)(yu)錦(jin)(jin)綸(lun)(lun)(lun)(lun)簾子(zi)線(xian)伸(shen)長(chang)大(da)(da),汽(qi)(qi)車(che)停(ting)止時(shi),輪胎(tai)(tai)(tai)變形產生平點(dian),起動(dong)初(chu)期(qi)汽(qi)(qi)車(che)跳動(dong)厲害。因(yin)此(ci)(ci)只能(neng)用(yong)于(yu)(yu)貨車(che)的(de)輪胎(tai)(tai)(tai),不(bu)宜作(zuo)客車(che)的(de)輪胎(tai)(tai)(tai)簾子(zi)線(xian)之(zhi)用(yong)。
錦(jin)綸纖(xian)維表面平整(zheng),不加(jia)油劑(ji)的纖(xian)維摩擦系(xi)數很高(gao),錦(jin)綸油劑(ji)貯存日久易失效,紡(fang)織加(jia)工時還需要重新添(tian)加(jia)油劑(ji)。
錦綸(lun)纖(xian)維的(de)吸濕比(bi)滌綸(lun)高,錦綸(lun)6與錦綸(lun)66在標準條(tiao)件下的(de)回(hui)潮率為4.5%,在合纖(xian)中僅次于維綸(lun)。染(ran)(ran)色(se)性(xing)能好,可(ke)用(yong)酸性(xing)染(ran)(ran)料(liao),分散性(xing)染(ran)(ran)料(liao)及其他染(ran)(ran)料(liao)染(ran)(ran)色(se)。