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幫您認識尼龍中的貴族——高溫尼龍
久磐塑膠| 2022-11-29|返回列表

聚酰胺(PA)俗稱(chēng)尼龍,由二元酸與二元胺或由氨基酸經(jīng)縮聚而得,是分子鏈上含有重復酰胺基團-NHCO-的樹(shù)脂總稱(chēng)。尼龍是五大通用工程塑料中產(chǎn)量[敏感詞]、品種最多、用途最廣、綜合性能優(yōu)良的基礎樹(shù)脂。
 
尼龍作為當今重要的工程塑料,正在被不斷地通過(guò)物理和化學(xué)改性使其高性能化。目前,很多領(lǐng)域都對材料的耐高溫功能方面提出了新的要求,為了適應這些要求,人們在開(kāi)發(fā)新品高溫尼龍方面做了大量研究。
高溫尼龍的定義
高溫尼龍(HTPA)是一種耐熱聚酰胺,可長(cháng)期在150℃環(huán)境上使用的工程塑料。在熱、電、物理及耐化學(xué)性方面都有良好的表現。特別是在高溫下仍具有高鋼性與高強度及[敏感詞]的尺寸精度和穩定性。
高溫尼龍的特性
1、耐高溫性能。熱撓曲溫度為280℃(1.8MPa),連續使用溫度為180℃。
2、蠕變性能。HTPA的高結晶性使得其在高溫下(大于120℃)仍然保持優(yōu)良的剛性,具有鋁一樣的強度、鋼一樣的硬度以及橡膠一樣的柔性、延展性和耐沖擊性。
3、[敏感詞]的尺寸精度及穩定性。HTPA的分子結構中分子鏈段含有芳環(huán),分子結構更規整,鏈短更不易運動(dòng)。
4、耐化學(xué)性。聚酰胺類(lèi)材料對多數的化學(xué)品具有良好的抵抗性。與其它聚酰胺類(lèi)材料一樣,HTPA也不例外,特別是在高溫下的耐油和油脂性非常良好。
5、吸濕性。HTPA纖維增強產(chǎn)品具有較低的吸濕性,其吸水率僅為等量玻纖增強PA46產(chǎn)品的一半。這種低吸濕性可以為客戶(hù)節省更多的干燥費用,且制品的尺寸穩定性更好。
6、韌性。HTPA優(yōu)異的沖擊韌性使得其成為高要求制作的材料選擇。
傳統高溫尼龍種類(lèi)與性質(zhì)
PA46
PA46是由丁二胺和己二酸縮聚而成的脂肪族聚酰胺,比起PA6和PA66,PA46的每個(gè)給定長(cháng)度的鏈上的酰胺數目更多,鏈結構更加對稱(chēng),這使得它的結晶度可以高達70%,而且賦予了它非??斓慕Y晶速度。
PA46的熔點(diǎn)為295℃,未增強的PA46的HDT(熱變形溫度)有160℃,而經(jīng)過(guò)玻纖的增強后,其HDT可高達290℃,長(cháng)期使用溫度也有163℃。
PA46 獨特的結構賦予了其它材料無(wú)法達到的獨特性能。作為PA46 產(chǎn)權的完全擁有者,DSM公司正逐漸將其優(yōu)異的性能經(jīng)過(guò)不斷地改性而付諸產(chǎn)業(yè)化。在保證其耐高溫性能的同時(shí),各種特殊應用如超耐磨、超高剛性、超高流動(dòng)性等都已經(jīng)不斷被開(kāi)發(fā)。
而在耐高溫方面,DSM 在2008年Chinaplas上推出了其全新高性能STAN YL Diablo,它具有長(cháng)期的耐熱穩定性,可以在230℃高溫下正常工作超過(guò)3000h,同時(shí)機械性能下降則不到15%。
PA6T
PA6T是半芳香族尼龍中的典型代表,是由己二胺和對苯二甲酸縮聚而成。純的PA6T熔點(diǎn)高達370℃,在這個(gè)溫度下尼龍已經(jīng)發(fā)生了降解,無(wú)法進(jìn)行熱塑成型,所以市面流通的PA6T均是經(jīng)過(guò)與其他單體共聚后降低了熔點(diǎn)的共聚物或復合物。
PA6T在脂肪鏈的基礎上引入了大量苯環(huán),與傳統的PA6、PA66相比,PA6T擁有更高的Tg,低吸水率,尺寸穩定性以及高耐熱性等。由于PA6T需要引入其他單體進(jìn)行共聚以降低熔融加工溫度,不同的單體配比成為PA6T改性的關(guān)鍵,因此可以說(shuō),PA6T 的耐高溫改性具有很大的發(fā)展空間。
上海杰事杰公司也已經(jīng)成功發(fā)出了PA6T系列的耐高溫尼龍,并已經(jīng)投入生產(chǎn)。
PA9T
PA9T是由日本Kuraray公司獨自開(kāi)發(fā)的,是以壬二胺和對苯二甲酸縮聚而成。雖然同為半芳香性尼龍,PA9T在加工前并不需要象PA6T一樣要通過(guò)共聚改性降低熔點(diǎn),純的PA9T熔點(diǎn)在306℃。PA9T高的玻璃化轉變溫度(125℃)和高的結晶性,賦予了其在高溫環(huán)境下良好的韌性。
同時(shí)它還擁有其它PA材料無(wú)法比擬的耐化學(xué)品性能,僅次于PPS,而其吸水率只有0.17%,是所有PA當中[敏感詞]的。PA9T的綜合性能無(wú)疑是傳統耐熱尼龍中比較好的一種,而隨著(zhù)生產(chǎn)規模的不斷擴大,其成本將會(huì )接近普通PA的成本,因此PA9T是一個(gè)有很大發(fā)展潛力的品種。
[敏感詞]高溫尼龍
PA66
盡管與傳統高溫尼龍相比,PA66有相對較低的Tm和Tg,似乎限制了它在高溫領(lǐng)域的運用,但是法國羅地亞公司卻認為其仍可作為高端應用材料。在2007年的德國K展上,羅地亞公司推出了高溫環(huán)境下PPA替代材料TECHNYL Heat Performance(HP),這種PA66能夠滿(mǎn)足汽車(chē)發(fā)動(dòng)機罩內上升溫度環(huán)境下的性能要求。
據稱(chēng),該材料還在尼龍66的成本水平維持著(zhù)尼龍66的加工性能,這項技術(shù)給PA66材料在耐高溫領(lǐng)域帶來(lái)了新發(fā)展,但目前只有羅地亞公司掌握該技術(shù)。
PA4T
作為全球領(lǐng)先的高溫尼龍(PA46)生產(chǎn)商,DSM公司擁有全球[敏感詞]的丁二胺工業(yè)化方案。丁二胺是PA46合成的關(guān)鍵原料,這樣的技術(shù)優(yōu)勢也使得DSM公司率先研發(fā)出了以此作為原料的PA4T產(chǎn)品。
這種21世紀的第1個(gè)新聚合體,具有卓越的空間穩定性,無(wú)鉛焊接兼容性,高熔點(diǎn),在溫度上升的情況下具有很高的硬度和機械強度,且相比DSM公司原有的PA46產(chǎn)品,甚至是PA9T,它顯示出了超低的吸水率。
PA4T綜合而又優(yōu)異的性能,將會(huì )使它在今后電子電氣和汽車(chē)等耐高溫應用領(lǐng)域占據重要的份額。PA4T的發(fā)明也是市場(chǎng)小型化和電子產(chǎn)品集中化對性能材料更高要求的體現。

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