聚酰胺树脂,英文名称为polyamide,简称PA。俗称尼龙(Nylon),它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。主要的品种有尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙46、尼龙1010等,其中尼龙6、尼龙66产量最大,约占尼龙产量的90%以上。尼龙11和尼龙12具有突出的低温韧性。尼龙46具有优异的耐热性而得到迅速的发展,尼龙1010是以蓖麻油为原料的我国特有的品种。
自1939年美国杜邦公司PA66工业化以来,尼龙工程塑料无论从品种还是产量,以及生产技术方面,都取得了重大的发展。1942年BASF公司开发了PA6工业化技术;1941年杜邦公司开发了PA610;1955年法国阿托化学(Atochem)公司生产出PA11;1961年我国上海赛璐珞厂开发了PA1010生产技术;1966年德国许尔斯化学(Hüls)公司实现PA12工业化生产;1972年杜邦公司开发了PA612生产技术;1980年荷兰DSM公司成功开发了PA46生产技术。在产品系列化方面,以日本的宇部兴产、东丽公司、杜邦公司等处于领先地位。
第二节. 聚酰胺(PA)的特性与应用
一.特性
尼龙作为大用量的工程塑料,广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域。成为各行业中不可缺少的结构材料,其主要特点如下:
1. 优良的力学性能。尼龙的机械强度高,韧性好。
2. 自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而,作为传动部件其使用寿命长。
3.优良的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下长期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250℃以上。
4.优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、电器绝缘材料。
5.优良的耐气候性。
6.吸水性。尼龙吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性。
尼龙主要品种的性能列于下表:
二.应用
随石油化学工业和其他工业的发展,为尼龙工程塑料的发展,提供了丰富、价廉的原料和广阔的市场。尼龙主要用于汽车工业、电气电子工业、交通运输业、机械制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。用于汽车工业的尼龙约占尼龙总消费量的1/3。主要是利用尼龙树脂密度小和优良的综合性能,以适应汽车轻量节能的要求。特别是利用它的机械强度较好、耐磨、耐油、自润滑等特点,制造各种轴承、齿轮、滑轮、输油管、储油器、耐油垫片,保护罩、支撑架、车轮罩盖、导流板、风扇、空气过滤器外壳、散热器水室、制动管、发动机罩、车门把手等。
汽车用PA工程塑料部件简表:
部位部件名称材料及发动机部件汽缸盖,进气支管,进气消器,散热器,过滤器,同步皮带,加油器盖,高压代码保护器,电机电刷,沉淀器,冷却风扇GPA6、PA66、PA6高强度,耐温,耐环境变化车身部件车门,前后盖板、把手、门锁、安全带固定铰链,仪表板、挡泥板,遮光板夹具PP/PA6、PE/PA66、PPO/PA6、PA66等;抗冲击,耐热稳定,可涂装性电气部件电气配线,接插件,熔断器,保险盒,电线包覆,电线夹及固定卡套、接线柱、按钮、开关PA6阻燃PA6驱动控制部件齿轮,车轮盖板,扣钉,油门,踏板,制动管,输油管增强PA6、PA66PA11、PA12、PA46 聚酰胺(PA)的成型加工
一.加工特性
1.尼龙容易受潮。在大气中,PA的平衡吸水率为3.5%、PA66为2.5%、PA610为1.5%,PA1010为0.8%,尼龙含水量对其力学性能有较大的影响。在熔融状态下,水分的存在,会引起尼龙的水解而导致分子量下降,使制品机械性能下降,还会在成型中使制品表面出现气泡、银丝和斑纹等缺陷。所以成型前必须充分干燥。
2.尼龙熔体粘度低、流动性大,喷嘴会产生“流延”现象。浪费原料,污染喷嘴。如果用螺杆式注射机成型,注射时,熔体会在螺杆和料筒壁之间出现逆流,使注料不准,所以,尼龙在螺杆式注射机成型时,在螺杆端部必须安装止逆环。
3.尼龙是结晶性高聚物。熔点明显,而且较高,所以,尼龙需要在较高温度下成型,熔融状态的尼龙热稳定性较差,易分解。因此必须严格控制工艺条件。
4. 尼龙的成型收缩率大,对于制造高精密度的制品,模具设计应在试验的基础上确定其尺寸,成型工艺应严格控制。
二.成型工艺
1. 注塑工艺:原料的干燥→适宜的工业条件→制品的后处理
纯PA6注塑工艺的参考工艺条件:
制品厚度/mm<33~6>6
浇口直径/mm1.01.0~3.03.0~4.5
浇口长度/mm最大为1最大为1.5浇口的1/2
注塑机类型柱塞式螺杆式柱塞式螺杆式-
温度
(℃)前部240~260210~220240~260210~220230~260
中部230~250210~240220~250210~230240~260
前部230~250210~240220~250210~230240~260
喷嘴220~240210~230210~230210~230210~230
模具温度(℃)20~8020~8020~8020~8025~85
注射压力/MPa90~20060~12080~20060~12085~160
成型周期/s5~205~2010~4010~4020~60
注射总周期/s20~5020~025~7025~7040~120
螺杆转速/(r/min)-50~120-50~120-
而玻璃纤维增强尼龙相应的加工温度要高10~20℃。
2.挤出工艺
PA6的挤出工艺参考条件:
工艺条件制品种类
片材电线包覆型材管材薄膜
料筒
温度后部238252238238230
中部246257246246250
前部246257246240250
模头温度238250238238240
模头压力3.452.453.453.45-