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尼龍(PA)材料的特性有哪些?

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尼龍(PA)材料的特性有哪些?

發(fā)布日期:2018-07-30 作者: 點(diǎn)擊:

一、尼龍簡(jiǎn)介


尼龍(Nylon,Polyamide,簡(jiǎn)稱PA)是指由聚酰胺類樹(shù)脂構(gòu)成的塑料。此類樹(shù)脂可由二元胺與二元酸通過(guò)縮聚制得,也可由氨基酸脫水后形成的內(nèi)酰胺通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合制得,與PS、PE、PP等不同,PA不隨受熱溫度的升高而逐漸軟化,而是在一個(gè)靠近熔點(diǎn)的窄的溫度范圍內(nèi)軟化,熔點(diǎn)很明顯,熔點(diǎn):215-225℃。溫度一旦達(dá)到就出現(xiàn)流動(dòng)。

PA的品種很多,主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等.以PA6、PA66、PA610、PA11、PA12最為常用.

尼龍類工程塑料外觀上都呈現(xiàn)為角質(zhì)、韌性、表層光亮、白色(或乳白色)或微黃色、透明或半透明的結(jié)晶性樹(shù)脂,它容易被著成任一種顏色。作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬(wàn)。它們的密度均稍大于1,密度:1.14-1.15g/cm3。拉伸強(qiáng)度:> 60.0MPa。伸長(zhǎng)率:> 30%。彎曲強(qiáng)度: 90.0MPa 。缺口沖擊強(qiáng)度:(kJ/m2) > 5。

尼龍的收縮率為1%~2%. 需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率 100% 相對(duì)吸濕飽和時(shí)能吸8%.使用溫度可-40~105℃之間。熔點(diǎn):215~225℃。合適壁厚2~3.5mm. PA的機(jī)械性能中如抗拉抗壓強(qiáng)度隨溫度和吸濕量而改變,所以水相對(duì)是PA的增塑劑,加入玻纖后,其抗拉抗壓強(qiáng)度可提高2倍左右,耐溫能力也相應(yīng)提高,PA本身的耐磨能力非常高,所以可在無(wú)潤(rùn)滑下不停操作,如想得到特別的潤(rùn)滑效果,可在PA中加入硫化物。

二、PA性能的主要優(yōu)點(diǎn)


1. 機(jī)械強(qiáng)度高,韌性好,有較高的抗拉、抗壓強(qiáng)度。比拉伸強(qiáng)度高于金屬,比壓縮強(qiáng)度與金屬不相上下,但它的剛性不及金屬。抗拉強(qiáng)度接近于屈服強(qiáng)度,比ABS高一倍多。對(duì)沖擊、應(yīng)力振動(dòng)的吸收能力強(qiáng),沖擊強(qiáng)度比一般塑料高了許多,并優(yōu)于縮醛樹(shù)脂。

2. 耐疲勞性能突出,制件經(jīng)多次反復(fù)屈折仍能保持原有機(jī)械強(qiáng)度。常見(jiàn)的自動(dòng)扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明顯的場(chǎng)合經(jīng)常應(yīng)用PA。

3.軟化點(diǎn)高,耐熱(如尼龍46等,高結(jié)晶性尼龍的熱變形溫度高,可在150度下長(zhǎng)期使用.PA66經(jīng)過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)以后,其熱變形溫度達(dá)到250度以上).

4. 表面光滑,摩擦系數(shù)小,耐磨。作活動(dòng)機(jī)械構(gòu)件時(shí)有自潤(rùn)滑性,噪聲低,在摩擦作用不太高時(shí)可不加潤(rùn)滑劑使用;如果確實(shí)需要用潤(rùn)滑劑以減輕摩擦或幫助散熱,則水油、油脂等都可選擇。從而,做為傳動(dòng)部件其使用壽命長(zhǎng). 

5. 耐腐蝕,十分耐堿和大多數(shù)鹽液,還耐弱酸、機(jī)油、汽油,耐芳烴類化合物和一般溶劑,,對(duì)芳香族化合物呈惰性,但不耐強(qiáng)酸和氧化劑。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蝕和有很好的抗老化能力??勺鳚?rùn)滑油、燃料等的包裝材料。

6. 有自熄性,無(wú)毒,無(wú)臭,耐候性好,對(duì)生物侵蝕呈惰性,有良好的抗菌、抗霉能力。

7. 有優(yōu)良的電氣性能。電絕緣性好,尼龍的體積電阻很高,耐擊穿電壓高,在干燥環(huán)境下,可作工頻絕緣材料,即使在高濕環(huán)境下仍具有較好的電絕緣性。

8. 制件重量輕、易染色、易成型。因有較低的熔融粘度,能快速流動(dòng)。易于充模,充模后凝固點(diǎn)高,能快速定型,故成型周期短,生產(chǎn)效率高。


三、PA性能的主要缺點(diǎn)


1. 易吸水。吸水性大,飽和水可以達(dá)到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩(wěn)定性和電性能,特別是薄壁件增厚影響較大;吸水亦會(huì)大大降低塑料的機(jī)械強(qiáng)度。在選材時(shí),應(yīng)顧及使用環(huán)境及與別的元件的配合精度的影響。纖維增強(qiáng)可降低樹(shù)脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、水果外包裝袋等等。無(wú)毒性,但不可長(zhǎng)期與酸堿接觸。值得注意的是,加入玻纖后,尼龍的抗拉強(qiáng)度可提高2 倍左右,耐溫能力也相應(yīng)得到提高. 

2. 耐光性較差。在長(zhǎng)期偏高溫環(huán)境下會(huì)與空氣中的氧發(fā)生氧化作用,開(kāi)始時(shí)顏色變褐,繼面破碎開(kāi)裂。

3. 注塑技術(shù)要求較嚴(yán):微量水分的存在都會(huì)對(duì)成型質(zhì)量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩(wěn)定性較難控制;制品中尖角的存在會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中而降低機(jī)械強(qiáng)度;壁厚如果不均勻會(huì)導(dǎo)致制件的扭曲、變形;制件后加工時(shí)設(shè)備精度要求高。

4. 會(huì)吸收水、醇而溶脹,不耐強(qiáng)酸及氧化劑,不能作耐酸材料使用。


四、用途


尼龍主要用于汽車工業(yè),電氣電子工業(yè),交通運(yùn)輸業(yè),機(jī)械制造工業(yè),電線電纜通訊業(yè),薄膜及日常用品.制造各種軸承,齒輪,圓齒輪、凸輪、傘齒輪、輸油管,儲(chǔ)油器,保護(hù)罩,支撐架,車輪罩蓋,導(dǎo)流板,風(fēng)扇,空氣過(guò)濾器外殼,散熱器水室,制動(dòng)管,發(fā)動(dòng)機(jī)罩,車門把手.軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、

襯套、輸油管、貯油器、繩索、傳動(dòng)帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭各種滾子、滑輪、泵葉輪、風(fēng)扇葉片、蝸輪、推進(jìn)器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護(hù)套、剪切機(jī)、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設(shè)備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機(jī)上各種輸油管、活塞、繩索、傳動(dòng)皮帶,紡織機(jī)械工業(yè)設(shè)備零霧料,以及日用品和包裝薄膜等。

還有包裝用帶、食品用薄膜(熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜)的產(chǎn)量也相當(dāng)大。


五、成型及后處理


除透明尼龍外,其它尼龍都屬于結(jié)晶性塑料,有較高的熔點(diǎn),熔融溫度范圍較窄,熱穩(wěn)定性不好。PA較易吸濕,潮濕的尼龍?jiān)诔尚瓦^(guò)程中,表現(xiàn)為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現(xiàn)銀絲,所得制品機(jī)械強(qiáng)度下降,所以加工前材料必需干燥處理,可在80~110℃干燥6小時(shí),成型時(shí)允許含水量尼龍6和尼龍66為 0.1%,尼龍11為0.15%,尼龍610為0.1%~0.15%,最高不得超過(guò)0.2%。注意,PA類塑料在90℃以上干燥易引起變色。

PA流動(dòng)性好,易溢料,宜用自鎖時(shí)噴嘴,并應(yīng)加熱。同時(shí)由于溶體冷凝速度快,應(yīng)防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象。模具溢邊值0.03,而且熔體粘度對(duì)溫度和剪切力變化都比較敏感,但對(duì)溫度更加敏感,降低熔體粘度先從料筒溫度入手。成型收縮范圍及收縮率大,方向性明顯,易發(fā)生縮孔,變形等。

PA再生料的使用最好不超過(guò)三次,以免引起制品變色或機(jī)械物理性能的急劇下降,應(yīng)用量應(yīng)控制在25%以下,過(guò)多會(huì)引起工藝條件的波動(dòng),再生料與新料混合必須進(jìn)行干燥。

開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)首先開(kāi)啟噴嘴溫度,然后再給料筒加溫,當(dāng)噴嘴阻塞時(shí),切忌面對(duì)噴孔,以防料筒內(nèi)的溶體因壓力聚集而突然釋放,發(fā)生危險(xiǎn)。在停機(jī)時(shí)要清空螺桿,防止下次生產(chǎn)時(shí),扭斷螺桿。

使用少量的脫模劑有時(shí)對(duì)氣泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龍制品的脫模劑可選用硬脂酸鋅和白油等,也可以混合成糊狀使用,使用時(shí)必須量少而均勻,以免造成制品表面缺陷。

尼龍制品的后處理是為了防止和消除制品中的殘留應(yīng)力或因吸濕作用所引起的尺寸變化。后處理方法有熱處理法和調(diào)濕法兩種。

a). 熱處理常用方法在礦物油、甘油、液體石蠟等高沸點(diǎn)液體中,熱處理溫度應(yīng)高于使用溫度10~20℃,處理時(shí)間視制品壁厚而異,厚度在3mm以下為10~15 分鐘,厚度為3~6mm時(shí)間為15~30分鐘,經(jīng)熱處理的制品應(yīng)注意緩慢冷卻至室溫,以防止驟冷引起制品中應(yīng)力重新生成。

b). 調(diào)濕處理調(diào)濕處理主要是對(duì)使用環(huán)境濕度較大的制品而進(jìn)行的,其辦法有兩種:一沸水調(diào)濕法,二醋酸鉀水溶液調(diào)濕法(醋酸鉀與水的比例為1.25:1,沸點(diǎn) 121℃),沸水調(diào)濕法簡(jiǎn)便,只要將制品放置在濕度為65%的環(huán)境下,使其達(dá)到平衡吸濕量即可,但時(shí)間較長(zhǎng),而醋酸鉀水溶液調(diào)濕法的處理溫度為 80~100℃醋酸鉀水溶液調(diào)濕法,處理時(shí)間主要取決制品壁厚,當(dāng)壁厚為1.5mm時(shí)約2小時(shí),3mm為8小時(shí),6mm為16~18小時(shí).


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