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PA(分类、特性、鉴别方法、加工工艺、应用领域)

(2010-04-09 17:56:08)
标签:

pa

应用领域

鉴别方法

杂谈

分类: 高分子材料简介

(1)分类

聚酰胺按主链组成可以是脂肪族聚酰胺,芳香族聚酰胺或脂环族聚酰胺、含杂环的聚酰胺等。

脂肪族聚酰胺也可主要分为以下几种:

1)聚酰胺6[PA6]

   聚己内酰胺(PA6)  分子式:—[NH—(CH2)5—CO]n
  介绍:聚己内酰胺(PA6)又称聚酰胺6、尼龙6。
  PA6为乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物,可自由着色, 韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温,耐细菌、能慢燃,离火慢熄,有滴落、起泡现象,成型加工性极好:可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。
  PA6是吸水率最高的PA,尺寸稳定性差,并影响电性能(击穿电压)。
   PA6最高使用温度可达180℃,加抗冲改性剂后会降至160℃,用15%-50%玻纤增强,可提高至199℃,无机填充PA能提高其热变形温度。

 

2)聚酰胺66[PA66]

    聚己二酰己二胺(PA66) 分子式:—[NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO]n
   介绍:聚己二酰己二胺又称聚酰胺 66(PA66)或尼龙 66,由己二酸和己二胺通过缩聚反应制得。
  尼龙66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物,受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光,机械强度较高,耐应力开裂性好,是耐磨性最好的PA,自润滑性优良,仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛,耐热性也较好,属自熄性材料,化学稳定性好,尤其耐油性极佳,但易溶于苯酚,甲酸等极性溶剂,加碳黑可提高耐候性;吸水性大,因而尺寸稳定性差,成型加工性好,可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、 机械加工、焊接、粘接。


3)聚酰胺610[PA610]

聚癸二酰己二胺  分子式: —[NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO]n
  介绍:聚癸二酰己二胺(PA610)又称聚酰胺610或尼龙610,PA610是半透明、乳白色结晶型热塑性聚合物,性能介于PA6和PA66之间,但相对密度小,具有较好的机械强度和韧性;吸水性小,因而尺寸稳定性好;耐强碱,比PA6和PA66更耐弱酸,耐有机溶剂,但也溶于酚类和甲酸中;属自熄性材料。

 

4)聚酰胺1010[PA1010]

    聚癸二酰癸二胺  英文名:Polydecamethylene Sebacamide
  介绍:尼龙1010是我国在1958年研制的, 1959年由上海赛璐珞厂最早投产。
  技术路线:尼龙1010是由癸二酸经缩聚制得的。将癸二酸和癸二胺以等摩尔比溶于乙醇中,在常压 75℃下进行中和反应,生成尼龙1010盐。尼龙1010盐的反釜中,在240-260℃、1.2-2.5Mpa 下缩聚制得尼龙1010。缩聚可分间歇法和连续法。亦可用精制的癸二胺与癸二酸的等摩尔比的水溶液直接缩聚而制得聚合物,然后经挤带、冷却、造粒而制得尼龙1010粒料。
  性能:尼龙1010是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒,相对密度和吸水性比尼龙6和尼龙66低,机械强度高,冲击韧性、耐磨性和自润滑性好,耐寒性比尼龙6好,熔体流动性好,易于成型加工,但熔体温度范围较窄,高于100℃时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色,且机械强度下降,熔融太时与氧接触极易引起热氧化降解。尼龙1010还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性,无毒。不溶于大部分非极性溶剂,如烃、脂类、低级醇等,但溶解于强极性溶剂,如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等,耐霉菌、细菌和虫蛀。

 

5)聚酰胺11[PA11]

聚十一内酰胺(PA11) 分子式:—[NH(CH2)10CO]n
  介绍:聚十一内酰胺(PA11)又称尼龙11,为白色、半透明结晶型聚合物,相对密度小,熔点低,吸水性低,尺寸稳定性好,柔性好,耐曲折,低温冲击性好,成型温度范围宽,成纤性亦好,染色性差,可添加石墨、二硫化钼、玻璃纤维增强改性。可采用一般热塑性塑料成型工艺,可烧结成型、流延成膜、金属表面静电粉末涂覆和火焰喷涂,亦可使其发泡制建材。

 

6)聚酰胺12[PA12]

     聚十二二酰己二胺  分子式:—[NH(CH2)6NHCO(CH2)10CO]n
   介绍:聚十二二酰己二胺(PA612)又称聚酰胺612或尼龙612, PA612除具有一般PA特点外,还具有相对宽度小,吸水性低,尺寸稳定性好的优点,有较高的拉伸强度和冲击强度。

 

(2)物理特性

 聚酰胺与一般的塑料相比,它具有耐磨、强韧、质轻、耐药品、耐热、耐寒、易成型、自润滑、无毒、易染色等优点。室温下具有较高的拉伸强度和冲击强度,而且使用温度广泛,一般可达-40℃-100℃。另外,它具有流动性好的特点。聚酰胺的不足之处在于:由于热膨胀和吸水性所致的尺寸精度不够,耐酸性差,硬度和弹性模量不够。经改良以后,也是比较优秀的工程塑料之一。

 

(3)鉴别方法

1)物理方法

       感官识别:半结晶性材料,半透明,表面光滑,较硬;

       比重法:与水进行比较,比重为1.14,可以初步鉴别。

       加热鉴别法:聚酰胺种类繁多,有尼龙6、66、610、11及12。完全鉴定还需要通过测定熔点将不同的聚酰胺区分开来:PA6,215~225℃; PA66,250~260℃; PA610,210~220℃; PA11,180~190℃; PA12,170~180℃;

           溶解性试验法:材料溶解和溶胀的难易程度受到聚合物分子的长度、排列、等规度和结晶度等的影响。因此溶解性试验法是选择适当的溶剂或混合溶剂,以使塑料中的树脂与其它组分分离的方法。在大约100mg粉末样品中加入10ml溶剂,混匀,震荡,PA可溶于酚类、甲酸、浓无机酸,不溶于醇类、酯类、烃类。

           红外分析:根据特征谱带大致判定。

2)化学方法

  燃烧法:燃烧难易,慢慢烧;离火自熄,慢慢熄灭;火焰状态,蓝色、上黄;塑料变化状态,烧熔滴落、起泡;气味,特殊羊毛、指甲烧焦味;

  热降解试验鉴别法:在热解管中加热塑料至降解温度,然后利用石蕊试纸或PH试纸测试逸出气体的PH值来鉴别的方法。石蕊试纸为蓝色,PH值为8.0-9.5;

           聚酰胺也可以通过与对-二甲氨基苯甲醛的显色反应来鉴定;

           可以利用各种聚酰胺酸解后生成的酸来区分不同的聚酰胺。把5g试样与50ml浓盐酸在带回流冷凝的烧瓶中进行加热。回流直至大部分试样溶解。然后加入活性炭,将溶液加热至沸腾,直至颜色消失。趁热进行过滤。冷却后,酸会沉淀出来,过滤,并在少量水中进行重结晶,这些酸的熔点如下:己二酸(PA66)152℃;癸二酸(PA610)188℃;8-氨基己酸的盐酸盐(PA6)128℃;11-氨基十一羧酸(PA11)145℃;12-氨基十二酸(PA12)168℃;

           在试管中小火加热5mg左右试样令其裂解,冷却后加1滴浓盐酸,然后加10滴1%对二甲胺基苯甲醛的甲醇溶液,放置片刻,再加入0.5ml左右的浓盐酸,最后用蒸馏水稀释。观察整个过程中颜色的变化,PA材料出现了淡黄色,深紫红色,棕色,乳紫红色系列变化。

 

(4)加工工艺

1)脂肪族聚酰胺加工工艺

可以采取多种成型方法,但最主要的是注塑和挤出。

A.注塑成型

注塑成型可采用柱塞式或螺杆式注塑机。螺杆式注塑机应带有止逆环,并采用长径比为12~20,压缩比为3~4的突变型螺杆。成型时熔体温度下限应高于熔点5~10℃,上、下限温度差40~50℃。注塑压力可在40~200MPa内选取,模温可以从室温至60℃。

B.挤出成型

聚酰胺挤出成型所用挤出机螺杆与注塑机螺杆基本要求相同,熔体温度范围也相同,但挤出压力不能太高,压力太高会使得挤出量减少,挤出压力一般为3~4MPa。

2)芳香族聚酰胺加工工艺

A.聚间苯二甲酰间苯二胺(Nomex),具有较高的熔点,熔体粘度较高,难以采用一般热塑性塑料的成型加工方法,主要成型方法是用浸渍法制备薄膜。将其配成树脂含量10%~20%的二甲基乙酰胺溶液,用厚度为0.05~0.06mm的铝箔通过浸胶机浸胶。浸胶后的铝箔经鼓风烘箱干燥,取出后冷却至室温即可剥离薄膜。

Nomex主要用于制备纤维,称为HT-1纤维,采用干喷湿纺法,即采用高浓度高粘度纺丝溶液、大孔径喷丝头、高速纺丝法。

Nomex还可层压,将玻璃布浸渍Nomex溶液后晾干叠制,层压为电绝缘板材。

B.全对位聚芳酰胺可采用与Nomex相似的方法制备薄膜。将树脂配制成N-甲基吡咯烷酮溶液,用铝箔浸渍干燥而成膜。

3)透明聚酰胺

具有良好的成型加工性,可以注塑、挤出、吹塑、成型温度范围在302~316℃之间。

 

(5)应用领域

汽车制造方面:用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐,捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱等。另外,它还可用作驱动、控制部件等。

电器电子工业:可用于制造电饭锅、电动洗尘器、高频电子食品加热器,电器产品的接线柱、开关和电阻器等。

医疗器械及精密仪器:用于医用输血管、取血器、输液器等。PA单丝可做外科手术缝线、假发等;另外电子打字机的数字旋转盘、接线柱、传动齿轮、印刷机的带式过滤片等。

其它方面:用于制作一次性打火机机体、碱性干电池衬垫,摩托车驾驶员的头盔,办公机器外壳,办公用椅的脚轮、座和靠背,冰鞋、钓鱼线等,PA薄膜气体阻隔性能优良,而且耐油性、耐低温冲击性、耐穿透性好,可用于肉、火腿肠等冷冻食品的包装。聚酰胺还可用于棒材和板材,也可作齿轮和其它传动装置。

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