尼龍（聚酰胺）家族的分類制備以及應(yīng)用介紹大全

導讀：尼龍家族的塑料，種類繁多，PA按主鏈組成分為脂肪族PA、芳香族PA、半芳香族PA、脂環(huán)族PA、含雜環(huán)的PA等；而最為常見的脂肪族PA，按照單體類型不同，脂肪族聚酰胺又分為p型和mp型，常見的p型如：PA6，常見的mp型如PA66.

什么是聚酰胺：世界上第一種完全人造的纖維

聚酰胺，又稱尼龍(Nylon),是一種人造多聚物、纖維、塑料，發(fā)明于1935年，發(fā)明者為美國威爾明頓杜邦公司的華萊士·卡羅瑟斯，最早的尼龍制品是尼龍制的牙刷的刷子,今天，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。

PA按主鏈組成分為脂肪族PA、芳香族PA、半芳香族PA、脂環(huán)族PA、含雜環(huán)的PA等

（一）脂肪族聚酰胺分子鏈由亞甲基與酰胺組成。按照單體類型不同，脂肪族聚酰胺又分為p型和mp型。

P型：尼龍3，4，6，7，8，9，11，12等

mp型: 尼龍66、69、610、1010、1212等

閱讀原文鏈接：尼龍PA6與PA66的區(qū)別

力學性能

典型的強而韌聚合物，綜合力性能優(yōu)于一般的通用塑料。

測試環(huán)境和條件（溫濕度，加載速率）對力學性能影響大（水分有增塑作用）。

具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結(jié)晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。

熱性能

PA是半結(jié)晶聚合物，結(jié)晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結(jié)晶度聚合度。具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點。

電性能

極性的酰胺基團，影響其電絕緣性。室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時候，電絕緣性減小。同時，溫度升高，也會使電絕緣性降低

光學性能

大多數(shù)結(jié)晶脂肪族PA超過2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時為半透明。加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結(jié)晶度、球晶數(shù)量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區(qū)增加。

耐化學性能

具有良好的化學穩(wěn)定性，由于其高的內(nèi)聚能和結(jié)晶性，使其不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類），耐許多化學藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響。對鹽水、細菌和霉菌都很穩(wěn)定。常溫下，溶于強極性的溶劑（硫酸、甲酸等）

其他性能

室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長時間保持性能不變。具有相對優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會使PA發(fā)脆，力學性能下降，表面產(chǎn)生變化。具有自燃性，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈?/span>

脂肪族聚酰胺的加工與應(yīng)用

PA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要的是注塑和擠出成形。令外，PA吸水率高。應(yīng)該在成形前對樹脂進行干燥。

PA的應(yīng)用極其廣泛

機械設(shè)務(wù)：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等

汽車工業(yè)：主要采用玻纖增強PA，用在皮帶輪、吸附罐、刮水器等等

電子電器：機罩、集成線路板、旋扭、電器線圈

化工設(shè)備：耐腐耐油管道、輸油管、過濾器

建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等等

（二）芳香族聚酰胺

分子主鏈上含有芳香環(huán)的聚酰胺稱為芳香族聚酰胺。芳香族聚酰胺是20世紀60年代首先由美國杜邦公司開發(fā)成功的耐高溫、耐輻射、耐腐蝕尼龍新品種。目前投入實際應(yīng)用的主要有兩種：

1、聚間苯二甲酰間苯二胺的制備

制備方法：以間苯二甲酰氯和間苯二胺為單體進行界面縮聚或低溫溶液縮聚。界面縮聚是將間苯二甲酰氯溶于環(huán)己酮中成為有機相，間苯二胺溶在碳酸鈉水溶液中成為水相，在快速攪拌下將水相倒入有機相，兩相在界面進行縮聚,又稱芳綸1313。

結(jié)構(gòu)特性

分子鏈中交替排列的苯環(huán)，使分子鏈不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

極性酰胺基在分子鏈之間形成氫鍵，增大分子主鏈之間的作用力。

苯環(huán)與酰胺基之間形成共軛體系。

以上三點賦予了材料有很優(yōu)異的耐熱性、突出的強度、剛度、高熔點、高黏度。

Nomex的性能和應(yīng)用

Nomex具有遠高于脂肪族PA的力學性能和耐熱性能（作為纖維織物，壽命是脂肪族PA纖維布的8倍，棉布的20倍）

良好的耐熱老化性（250oC經(jīng)2000h熱老化后，表面電阻率和體積電阻保持不變）

在較高溫度或潮濕的環(huán)境下仍可保持較好的電性能。

主要用于 H級電絕緣材料和制備高性能纖維（HT-1纖維）

2、全對位聚芳酰胺

全對位聚芳酰胺是酰胺基位于苯環(huán)對位的一種聚芳酰胺，制備方法有兩種。

縮聚產(chǎn)物稱聚對苯二甲酰對苯二胺，又稱芳綸1414樹脂，主要用于制備Kevlar纖維

全對位聚芳酰胺的性能與應(yīng)用

全對位聚芳酰胺具有超高強度、超高模量、耐高溫、耐腐蝕、阻燃、膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。

Kevlar纖維的拉伸強度可達到直徑相同的鋼絲的5倍。

Kevlar樹脂具有極優(yōu)異的耐熱性（分解溫度500oC）

全對位聚芳酰胺主要用于超高強度超高模量纖維，也可作為高強度、高模量復(fù)合塑料增強材料，用于航天器、導彈殼體等。

半芳香聚酰胺

為了克服常規(guī)PA的耐熱性差，吸水率引起的尺寸變化等性能缺陷，開發(fā)具有較好的物理機械性能、尺寸相對穩(wěn)定的聚酰胺，人們嘗試在脂肪族PA中引入含有苯環(huán)的半芳香族聚酰胺鏈段，由此制得的聚酰胺稱為半芳香族聚酰胺。

半芳香族聚酰胺是在脂肪族聚酰胺的分子主鏈中部分地引入苯環(huán)。

半芳香聚酰胺的結(jié)構(gòu)與制備

均聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品

透明尼龍

尼龍MXD6

尼龍6T

尼龍9T

尼龍12T

共聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品

德國（BASF）半芳香族共聚酰胺模塑料

日本（三井化學）半芳香族共聚酰胺

日本（可東麗）PA9M-T

法國（埃勒夫阿托）高度耐化學試劑的透明尼龍

中國（鄭州大學）尼龍12T/12I

半芳香族的應(yīng)用

主要應(yīng)用于以下幾個方面：

電氣電子工業(yè)：作為SMT（surface Mount Technology）基板。

汽車工業(yè)：制作軸承支架、傳動齒輪等

纖維工業(yè)：可望作為衣料及工業(yè)用纖維材料

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