尼龍這一革命性的材料誕生于80年前,由杜邦Wallace Carothers博士在1935年發(fā)明,是最早的合成纖維。而后,杜邦引領(lǐng)材料科學(xué)的發(fā)展,將尼龍應(yīng)用為工程聚合物,使其獲得了指數(shù)式發(fā)展。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新,它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破,同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)非常重要里程碑。
尼龍這一革命性的材料誕生于80年前,由杜邦Wallace Carothers博士在1935年發(fā)明,是最早的合成纖維。而后,杜邦引領(lǐng)材料科學(xué)的發(fā)展,將尼龍應(yīng)用為工程聚合物,使其獲得了指數(shù)式發(fā)展。尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新,它的合成是合成纖維工業(yè)的重大突破,同時(shí)也是高分子化學(xué)的一個(gè)非常重要里程碑。
尼龍家族的主要品種與代表企業(yè)見下表:
在尼龍大家族中,有以PA6和PA66的用量最大。近幾年隨著跑步愛好者的增多,基于Pebax尼龍彈性體發(fā)泡的中底跑鞋大熱,以法國(guó)阿科瑪為首的PA12,PA11廠商賺的盆滿缽滿。總體來說,PA6和PA66還是占據(jù)了尼龍家族的大部分市場(chǎng)。
(Nike%采用Pebax尼龍發(fā)泡中底,相對(duì)于傳統(tǒng)的EVA和TPU中底,重量更輕,回彈更好。)
PA6與PA66因兩者熱塑性、輕質(zhì)、韌性好、耐化學(xué)品和耐久性好等特點(diǎn),多用于民用絲中的衣料,工業(yè)絲中的簾子布、漁網(wǎng)絲、傳送帶,注塑料中高耐磨絕緣體零部件,以及日用品和包裝薄膜等。但同時(shí)兩產(chǎn)品之間存在細(xì)微差別,在應(yīng)用方面因特性的差別同樣存在不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
結(jié)構(gòu)差異
想要分析他們有什么區(qū)別,就要先從他們的結(jié)構(gòu)入手,大家都知道,PA6是由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成,而尼龍PA66由己二胺與己二酸縮合聚合物得到。PA6與PA66具有相同的分子式,但是結(jié)構(gòu)式不同。
而正是由于這點(diǎn)差別導(dǎo)致了其性質(zhì)的不同,如分子間氫鍵作用力不同。PA66中氫鍵數(shù)量比PA6中多,PA66分子間作用力強(qiáng)于PA6分子間作用力,所以PA66在熱學(xué)性質(zhì)上優(yōu)于PA6(所以加工溫度更高),PA66的剛性比PA6好,PA6的韌性比PA66好,PA6的吸水速度比PA66快,PA6與PA66性質(zhì)差異主要由上述氫鍵因素導(dǎo)致。
物理性能
PA6與PA66均為半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物。但生產(chǎn)原料存在較大的差異:PA6原料為己內(nèi)酰胺,由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得;原料的制取則以石油苯為主,部分廠家受限于石油苯供應(yīng)不足從而采用加氫苯但數(shù)量極少。PA66則是由己二胺和己二酸進(jìn)行縮聚制得的。
PA6與PA66相比它的熔點(diǎn)較低,而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕性也更強(qiáng)。因?yàn)樗芗脑S多品質(zhì)特性都要受到吸濕性的影響,所以在使用過程中要更加注意。而PA66分子排列里對(duì)稱分布,所有的旗基和氨基均可形成氫鍵,另外在紡絲過程中,其動(dòng)力學(xué)結(jié)晶能力比PA6高約20倍,因此PA66工業(yè)結(jié)的慚裂強(qiáng)力已達(dá)到9.7g/d,而相同條件下PA6工業(yè)絲強(qiáng)度只有9.0g/d左右。
工藝條件
干燥處理
由于 PA6 很容易吸收水分,因此加工前的干燥特別要注意。如果材料是用防水材料包裝供應(yīng)的,則 容器應(yīng)保持密閉。如果濕度大于 0.2%,建議在 80C 以上的熱空氣中干燥 16 小時(shí)。如果材料已經(jīng)在空氣中暴露 超過 8 小時(shí),建議進(jìn)行 105C,8 小時(shí)以上的真空烘干。
模具溫度
PA6:80~90℃。模具溫度很顯著地影響結(jié)晶度,而結(jié)晶度又影響著塑件的機(jī)械特性。
對(duì)于薄壁的,流程較長(zhǎng)的塑件也建議施用較高的模具溫度。增大模具溫度可以提高塑件的強(qiáng)度和剛度,但卻降低了韌性。如果壁厚大于3mm,建議使用20~40℃的低溫模具。對(duì)于玻璃增強(qiáng)材料模具溫度應(yīng)大于80℃。
PA66:建議80℃。模具溫度將影響結(jié)晶度,而結(jié)晶度將影響產(chǎn)品的物理特性。
熔體溫度
PA6:230~280℃,對(duì)于增強(qiáng)品種為250~280℃。
PA66:260~290℃。對(duì)玻璃添加劑的產(chǎn)品為275~280℃。
注射壓力
均為一般在750~1250bar之間(取決于材料和產(chǎn)品設(shè)計(jì))。
注射速度
均為高速(對(duì)增強(qiáng)型材料要稍微降低)。
流道和澆口
由于PA6和PA66的凝固時(shí)間很短,因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小于0.5*t(這里t為塑件厚度)。如果使用熱流道,澆口尺寸應(yīng)比使用常規(guī)流道小一些,因?yàn)闊崃鞯滥軌驇椭柚共牧线^早凝固。如果用潛入式澆口,澆口的最小直徑應(yīng)當(dāng)是0.75mm。
行業(yè)應(yīng)用
PA6工程塑料具有較高的抗張強(qiáng)度、良好的抗沖擊性能、優(yōu)異的耐磨性能、耐化學(xué)性能和較低的摩擦系數(shù),通過玻璃纖維改性、礦物填充改性、添加阻燃劑,可以使其綜合性能更加優(yōu)異,主要用于汽車工業(yè)和電子電器領(lǐng)域。
PA66的綜合性能好,具有強(qiáng)度高,剛性好、抗沖擊、耐油及化學(xué)品、耐磨和自潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn),尤其是硬度、剛性、耐熱性和蠕變性能更佳。PA66由于強(qiáng)度高于PA6,因此更多的用于生產(chǎn)簾子線等工業(yè)用絲。PA6和PA66是非常適合輕量化設(shè)計(jì)的材料,兩者在特性方面也十分相似。然而,PA66價(jià)格不斷攀升,增加了生產(chǎn)成本。PA6由于成本優(yōu)勢(shì),在很多場(chǎng)景下,成為了替代PA66的更好選擇。
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