第一节概述
聚酰胺纤维是指分子主链由酰胺键( )连接起来的一类合成纤维.已工业化的聚酰胺品种有:
聚已二酰已二胺纤维(单体已二酸,已二胺)聚酰胺66 P A-66;
聚已内酰胺纤维(已内酰胺) 聚酰胺-6 P A-6;
聚癸二酰癸二胺纤维(癸二酸,癸二胺)聚酰胺-1010 P A-1010;
聚癸二酰已二胺纤维(癸二酸,已二胺)聚酰胺-610 P A-610.
聚酰胺的品种有十多种(书表4-1)但主要的产品是P A-66和P A-6,两者的产量占聚酰胺的90%以上(两者比例各半).我国聚酰胺6的产量约占60%,聚酰胺66的产量约占40%左右.由于历史原因和各国具体条件不同,美国英法等西欧国家以生产P A-66为主.而日本,意大利,原苏联及东欧各国以生产聚酰胺6为主,一些发展中国家也大多发展聚酰胺6纤维.聚酰胺纤维生产中长丝占绝大部分,但短纤维的生产比例逐步有所上升.
各国生产的聚酰胺的商品的名称有所不同
我国美国前苏联德国日本
锦纶尼龙Nylon 卡普隆Kapron 贝纶perlon 阿米纶Aminlon
1935年美国Carothers合成出P A-66,36-37年用熔体法制出纤维,38年中试, 39-40年工业化.
1938年德国Schack 用已内酰胺聚合出P A-6,并发明生产纤维术,1941年工业化.
本章主要介绍聚酰胺66和聚酰胺6两大纤维品种的生产过程及其成型加工工艺.
第二节聚酰胺的生产
聚酰胺树脂的制造方法很多,但工业上最重要的方法不外乎熔融缩聚法,开环聚合法和低温聚合法三种.低温聚合法又包括界面聚合和溶液聚合.根据原料单体以及聚合体的特性而采用不同的制备方法.
一,聚己二酰己二胺的制备
聚己二酰己二胺(聚酰胺66,P A-66)由己二酸和己二胺缩聚制得.为了保证获得相对分子质量足够高的聚合体,要求在缩聚反应时己二胺和己二酸有相等的摩尔比,因为任何一种组分过量都会使由酸或氨端基构成的链增长终止.为此,在工业生产聚己二酰己二胺时,先使己二酸和己二胺生成聚酰胺66盐(P A-66盐),然后用这种盐作为中间体进行缩聚制取聚己
二酰己二胺.
1.P A-66盐的制备
P A-66盐通常用己二酸的20%甲醇溶液和己二胺的50%甲醇溶液中和制得,因为此反应是放热反应,所以温度要严格控制,采用甲醇回流除去中和热;一般温度控制在60—70℃,不断搅拌,使之中和成盐;控制pH值为6.7～7.0,进行冷却,结晶,离心分离.析出的66盐用甲醇洗净,滤去洗涤液,干燥后即得精制66盐.
另一种生产P A-66盐的方法是以水为溶剂(水溶液法).使己二酸和己二胺在水介质中发生反应,制成60%的P A-66盐水溶液,用泵送到贮槽,直接供缩聚工序使用.此法省去了固体P A-66盐的再溶解过程和溶剂的回收蒸馏过程,成本低,生
产安全,但产品稳定性稍差,并要求己二酸和己二胺的纯度高.
固体P A-66盐为白色结晶粉末,熔点为192.5℃,含水量60%),在贮存或输送时容易结晶.在配制P A-66盐的同时,加入己二酸或醋酸作为相对分子质量调节剂,其用量根据聚合物的相对分子质量而定,如要求相对分子质量在13000左右,
则己二酸用量为(0.9±0.05)%或醋酸0.5%(按P A-66盐重量计).在工业生产中,还加入2%的己内酰胺,使聚合物熔点稍有
降低,并能改进纤维的拉伸性能和增加纤维的柔韧性.
间歇缩聚设备简单,工艺比较成熟,容易变换品种,可以进行小批量生产.但是聚合纺丝不能连续化,要经过铸带,切粒,干燥和再熔融才能纺丝,因此能耗高,生产效率低,而且产品质量不稳定.
(2)连续缩聚:P A-66盐的连续缩聚,根据设备的形式和能力的不同可分为横管式连续缩聚,立管式连续缩聚以及"五
大器"式连续缩聚等.
①横管式连续缩聚:横管式连续缩聚工艺流程如图4-2所示.
图4-2横管式连续缩聚工艺流程示意图
1-溶解锅2-过滤器3-贮存桶4-柱塞泵5-加热器6-高一管7,8-横管
9-高二管10-减压泵11-闪蒸器12-脱泡器13-后缩聚釜14-立式螺杆
横管式连续缩聚工艺参数:
P A-66盐水溶液浓度/% 50--60
己二酸/% 0.5(按P A-66盐重量计)
己内酰胺/% 2(按P A-66盐重量计)
溶解锅溶解温度/℃80～90
贮存桶保温温度/℃85～95
高一管温度/℃210～215;
横管温度/ ℃215 ～225;
高二管温度/℃225;前缩聚时间2～3h
闪蒸器温度/℃285;时间3—5s
后缩聚釜温度/℃315; 时间30～40min
②立管式连续缩聚:图4-3是工艺流程示意图.
图4-3 立管式连续缩聚工艺流程示意图
1—溶解锅2—齿形过滤器3—贮存桶4—烛形过滤器5—柱塞泵6—高一管7—高二管8—高三管9—高四管10—减压泵11—脱泡器12—后缩聚釜13—惰性气体入口14—出料螺杆
立管式连续缩聚工艺参数举例:
P A-66盐水溶液浓度/% 57.8～59.2
己二酸/% 0.2 (按P A-66盐重量计)
己内酰胺/% 3 (按P A-66盐重量计)
溶解锅溶解温度/℃80～90
贮存桶保温温度/℃85～95
高一管壁温/℃275～285; 出料温度/℃>210
高二管壁温/℃295～305; 料温/℃239
高三管壁温/℃314
高四管壁温/℃315; 料温/℃280
高一管至高四管均为高压,压力为1.764MP a,停留时间约3h,聚合物平均相对分子质量可达5000～6000.
减压泵保温温度/℃290; 出口压力常压
输料管保温温度/℃307
后缩聚釜内温/℃280; 压力常压
后缩聚时间/h 3; 聚合度达到要求
出料螺杆保温温度/℃285
二,聚己内酰胺的制备
聚己内酰胺(P A-6)可以由ω-氨基己酸缩聚制得,也可由己内酰胺开环聚合制得.但由于己内酰胺的制造方法和精制提纯均比ω-氨基己酸简单,因此在大规模工业生产上,都采用以己内酰胺作为原料.己内酰胺开环聚合制备聚己内酰胺的生产工艺可以采用三种不同的聚合方法:水解聚合,阴离子聚合(由于采用碱性催化剂,也称碱聚合)和固相聚合.目前生产纤
维用的聚己内酰胺主要采用水解聚合工艺.
1.己内酰胺的开环聚合
己内酰胺水解(开环)聚合的主要化学反应如下:
反应式中的n,m,k1,k2,k3均为任意正整数.
根据以上水解聚合反应式,可将其过程划分为三个阶段.
(1)己内酰胺的引发和加成:当己内酰胺被水解生成氨基己酸后,己内酰胺分子就逐个连接到氨基己酸的链上,相对
分子质量为8000～14000.
(2)链的增长:由于在第一阶段中绝大部分己内酰胺单体都参加了反应,因此在这一阶段主要是进行上阶段形成的短
链之间的连接,聚合物的相对分子质量得到进一步提高.这一阶段以缩聚反应为主,也伴随发生少量引发和加成反应.
(3)平衡阶段:此阶段同时进行链交换,缩聚和水解等反应,使相对分子质量重新分布,最后根据反应条件(如温度,水分及相对分子质量稳定剂的用量等)达到一定的动态平衡,聚合物的平均相对分子质量也达到一定值.此阶段包含着链的终止,可采用胺或酸作为链的终止剂,使反应到达一个平衡点.由于反应是可逆的,平衡时水分含量也影响相对分子质量大小,因此在第二和第三阶段质量传递和水的去除是控制反应速度的主要因素.
己内酰胺开环聚合生成聚己内酰胺时,仅仅是分子内的酰胺键变成了分子间的酰胺键,这就像其它没有新键产生的基团重排反应一样,反应进行的自由能△F变化很小,所以己内酰胺开环聚合具有可逆平衡的性质,它不可能全部转变成高聚物,而总残留部分单体和低聚体.例如250℃时,在聚己内酰胺的平衡体系中,单体,二聚体,三聚体多达10%～11%.采用连续聚合时,聚合物中低分子物质有10.3%(其中,己内酰胺占75%,低聚物占25%);采用间歇聚合时,聚合物中低分子物质有11.6%(其中,己内酰胺占42%;低聚物占58%).因此清除聚合体或纤维中的低分子物是聚己内酰胺纤维生产中不可缺少的
工序.
2.己内酰胺的聚合工艺
己内酰胺的聚合工艺也分间歇式和连续式两种.
间歇聚合:将引发剂,分子量调节剂和熔融的己内酰胺的混合物一起加入聚合釜中,在一定温度和压力下进行聚合.
当分子量达到预定要求后,将聚合物从釜底排出,并用水急冷,经铸带,切粒即得到聚己内酰胺树脂.
设备简单,更换品种及开停比较方便.
质量均一性差,操作比较繁多,只适于小批量生产.
连续聚合:如书图4-4为连续聚合工艺流程图.
图4-3 KF型连续聚合工艺流程示意图
1—己内酰胺投料器2—熔解锅3,6,10,14,17,20,21,22,28,31,34,36—输送4,7,15—过滤器5—己内酰胺熔体贮槽8—己内酰胺熔体罐9—Ti02添加剂调配器11,23,26,32,35—热交换器12—中间罐13—调制计量罐16—高压槽18,19—无离子水加水槽24—VK聚合管25—分馏柱27—冷凝水受槽29—铸带切粒机30—联苯贮槽37—水循环槽
聚合管温度分三段控制:
第一段:开环聚合,熔体温度240℃左右
第二段:聚合为主,熔体温度260℃左右
第三段:平衡阶段,熔体温度250℃左右
聚合时间25～35h
3,影响聚合的工艺参数.
(1)开环剂水的用量:水解开环如在诱导期,随水量↑ 诱导期↓反应速率↑,达到平衡的时间↓分子量↓反应后期除去水.
(2)聚合温度:温度升高,聚合速度升高,t降低,平衡时单体含量增加,易产生热裂解,DP降低.
(3)聚合时间:t↑,单体转化率DP↑,至平衡.后期随t↑,分子量分布→平均.工艺控制的聚合时间与开环剂用量,T及平均
分子量有关.
(4)分子量稳定剂:平均分子量根据纤维品种的不同而有不同的要求.聚合时必须加入适当的分子量稳定剂,以封闭端基,控制分子链的增长,保证其熔体具有一定的粘度,常用的分子量稳定剂是己二酸,醋酸等有机酸.分子量稳定剂↑平均分
子量↓.
三,聚酰胺的结构与性能
(一) 聚酰胺的结构
(1)分子结构:聚酰胺的分子是由许多重复结构单元(即链节),通过酰胺键( )连接起来的线型长链分子,在晶体中为
完全伸展的平面锯齿形构型.聚己内酰胺的链节结构为一NH(CH2)5CO一,聚己二酰己二胺的链节结构为一
OC(CH2)4CONH(CH2)6NH一,大分子中含有的链节数目(聚合度)决定了大分子链的长度和相对分子质量.
成纤聚己内酰胺的数均相对分子质量为14000～20000左右,成纤聚己二酰己二胺的相对分子质量为20000～
30000左右.聚己二酰己二胺的=1.85, 聚己内酰胺的 .
(2)晶态结构:聚己二酰己二胺的晶态结构有两种形式:α型和β型.其分子链在晶体中具有完全伸展的平面锯齿形构象,如图4-4所示.氢键将这些分子固定形成片,这些片的简单堆砌就形成了α结构的三斜晶胞.在聚己二酰己二胺的结构单元中有偶数的碳原子,因此大分子中的羰基上的氧和氨基上的氢都能形成氢键,比较容易形成结晶,其动力学结晶能力
G=133.
图4-4 晶体中聚己二酰己二胺分子链排列示意图
聚己内酰胺大分子在晶体中的排列方式有平行排列和反平行排列两种可能,当反平行排列时,羰基上的氧和氨基上的氢才能全部形成氢键;而平行排列时,只能部分地形成氢键,见下页图.由于氢键作用的不同,聚己内酰胺的晶态结构比较复杂,有γ型(假六方晶系); β型(六方晶系);α型(单斜晶系).α晶体是最稳定的形式,大分子呈完全伸展的平面锯齿形构象,
相邻分子链以反平行方式排列,形成无应变的氢键.
(二) 聚酰胺的性质
(1)密度:聚己内酰胺的密度随着内部结构和制造条件不同而有差异.不同晶型的晶态密度的数值不同;测试方法不同,结果也不一致.据洛尔丹(Roldan)报道,根据X射线的数据计算得到下列数值:α型晶体密度计算值为1.230g/cm3,β型晶体为1.150g/cm3 ,γ型晶体为1.159g/cm3,无定形区的密度为1.084g/cm3,.通常,聚己内酰胺是部分结晶的,因此测得的密度在1.12～1.14g/cm3之间.而聚己二酰己二胺也是部分结晶的,其密度在1.13～1.16g/cm3左右.
(2)熔点:聚酰胺是一种部分结晶高聚物,具有较窄的熔融范围,通常测得的聚己内酰胺的熔点为220℃,聚己二酰己二胺的熔点为260℃.同其它高聚物一样,聚酰胺也容易受过冷作用的影响,实际上其凝固点常常比熔点低约30℃,如聚己
二酰己二胺的凝固温度为215～240℃.
(3)玻璃化温度:聚己内酰胺的玻璃化温度为50～75℃,聚己二酰己二胺的玻璃化温度为40—60℃.
(三)纺丝中P A6晶态结构的变化
1,P A6结晶变体的生成条件和结晶特征
在甬道末端的纤维非晶大分子排列基本无序ρ 1.084
给湿上油以后γ晶二轴有序 c轴无序1.155
拉伸纤维γ晶→α晶(部分)1.136~1.194
定型后纤维α晶高度取向大分子键1.233
2,纺丝中的给湿与结晶
刚从甬道出来的纤维是无定型的,它吸收水分后很容易发生诱导结晶,同时纤维发生自发的伸长.如果将无定型的P A6纤维绕在筒子上,它吸收空气中的水分后同样也会发生诱导结晶和纤维伸长,这样会出现绕在筒子上的丝松圈和塌边现象,因此在纺丝中要采取给湿的措施-卷绕前增加一个给湿盘.纤维可以先给湿后上油,或将给湿上油并在一起,但应该使
水分在纤维内容易扩散渗透.
3.高速纺的结晶与纺速
当V>1500m/min时V升高,纤维中晶核迅速增加,停留时间在缩短,使水分来不及渗透到微晶的空隙中去,出现卷绕丝继续吸收水分,使晶核长大成晶粒,丝条伸长导致松筒塌边.当进一步提纺速至4000m/min以上时,大分子取向明显增加,取向诱导结晶,卷绕度增加,其后的结晶效应明显减弱,为实现卷绕工艺的最大稳定性,高速纺的纺速以4200～4500为宜,
相应的后拉伸倍数为1.2~1.3倍.
第三节聚酰胺的纺丝
P A纤维以切片法为主,直接纺丝主要限于生产短纤维.
切片要求:
分子量分子量分布切片含水Tm Tg
P A66 2～3万1.85 <0.08% 265 40~60
P A6 1.4～2万2 <0.08% 215~220 35~50
一,工艺流程
1,P A66纤维生产工艺流程示意图
尼龙66盐→聚合→切片→干燥→熔融纺丝→拉伸→热处理
加捻→卷取→长丝
卷曲→切断→短纤维
2,P A6纤维生产工艺流程示意图
己内酰胺→聚合→P A6熔体
纺丝
铸带
纺丝
集束→拉伸→洗涤→上油→卷曲→
切断→干燥定型→打包→短纤维
拉伸加捻→补充加捻→压洗定型→
平衡倒筒→检验包装→长丝
铸带→切粒→萃取→干燥→熔融纺丝→拉伸加捻→
补充加捻→定型→平衡倒筒→检验包装→长丝
变形加工→弹力丝
由流程图可见:P A6生产中不同于其它熔纺纤维的一个重要特点是要清除聚合物或纤维中的单体及低聚物.
二,P A6纤维生产中的除单体方法
成品纤维中存在单体低聚物会带来以下后果:
(1) 影响纤维染色的均匀性
(2) 长期存放会使纤维出现黄斑发脆
1,纺前处理.
(1)连续聚合直接纺丝的纺前脱单体
原理:根据聚己内酰胺和单体的挥发性不同,使聚己内酰胺熔体中的单体蒸出来.为了提高蒸发效率,减少蒸发皿中的停留时间,一般在真空状态下进行.在真空闪蒸皿中熔体以薄膜状,细流状,雾状等形式进入闪蒸室以尽可能大的蒸发面
积除去单体及低聚物.
(2)切片法纺丝的切片萃取
切片的萃取采用热软水洗涤的办法,萃取过程中一方面是水渗透到切片内部,一方面是切片内的可萃取物不断向外
扩散到切片表面,然后再溶解到热水中.
2,纺后处理
(1)短纤维水洗
切断前的长丝束洗涤:长丝束在洗涤槽内的热水中进行,通过一定的时间洗去单体.
切断后的短纤维洗涤:短纤维在淋洗机上进行的同时,洗涤水自淋撒装置喷洒下来洗去单体.
(2)长丝的压洗
长丝卷绕在带孔的筒管上,这些筒管装在一个带孔的压洗柱上,压洗用的软水,从压洗柱的小孔流出经筒管的孔穿过
丝层溶解可溶性单体.使单体含量<1.5%.
三,长丝生产的有关工艺过程
1,________1.拉伸加捻:在同一设备上完成以拉伸为主,并给予520捻/m的捻度以增加纤维的捻合.
2. 补充加捻:进一步加捻至100～400捻/m,对P A6纤维还有倒筒的作用,将其绕在带孔的铝合金筒管上压洗定型.
3.定型:一般在蒸汽锅中加热定型.为防止氧化先抽真空,然后通入直接蒸汽至0.08~0.1Mpa定型1小时
4.平衡:压洗定型后的丝束水含量较高,需恒温一定时间除去水分,并使含湿量均匀.
平衡条件:相对湿度60～65%
温度25±1℃
时间24h
含湿量3.5~4%
1,_________ 5.倒筒:把丝束从压洗筒子(P A6)或拉伸筒子(P A66)上退下来,绕到锥形筒管上.
四,聚酰胺的高速纺丝
聚酰胺的高速纺丝设备与聚酯基本相同,但纺丝工艺有一定的差别.
1.纺丝温度
根据聚合物的熔点及其熔体的流变性能
P A6 纺丝温度265～270℃
P A66 纺丝温度280～290℃
2.冷却条件
风温20℃风速0.3~0.5m/s 相对湿度65～75%
P A6的冷却成形条件与P E T基本相同,这是因为虽然P A6的纺丝温度较低,但其Tg也较低,从熔体细流冷却至Tg 丝条的温度降与PE T相近,因此散热量也大致相近.
3,纺丝速度
聚酰胺的纺速为4200～4500m/min,高于涤纶P OY,这是由纺丝速度与卷绕丝的超分子结构所决定的.
(1)纺丝速度与卷绕丝预取向度的关系
纺速3500m/min时VL升高预取向度显著增大
高速纺的目的是在于获取大而稳定的预取向度,以减少后拉伸倍数,因此聚酰胺在3500m/min以下纺丝无实际意
义.
(2)纺丝速度与卷绕丝的结晶关系
当超过1500m/min时随Vc升高由于纤维中晶核的迅速增加和丝条到达卷绕的时间的缩短,水分未及渗透到微晶胞的缝隙中去,因此丝条绕筒子上以后,将继续吸收水分,使晶核长大成晶粒,使丝条伸长而()松筒,塌边,不能后加工.随后Vc 再升高,(至3500以上)由于取向度显著增加,取向诱导结晶,丝条卷绕后结晶度也随之增加,其后结晶度亦明显减弱,因而卷
绕后丝条伸长也就大大减小.
五,聚酰胺全拉伸丝的生产
FDY是在P OY基础上发展起来的,它是在同一台设备上完成.
1.全拉伸丝生产流程
纺丝→上油→拉伸→蒸汽喷嘴交络定型→卷绕
图4-6为聚己内酰胺全拉伸丝(FDY)生产流程图.
图4-6 聚己内酰胺FDY生产流程图
1—螺杆挤出机2—熔体分配管3—纺丝箱
4—纺丝甬道5,6,7—第一,二,三导丝辊8—高速卷绕头
2.全拉伸丝生产工艺
生产聚酰胺FDY的设备类似于聚酯纤维的生产设备,但纺丝过程中各主要工艺参数对成品丝质量的影响,聚酰胺
FDY却与聚酯纤维不同.
(1)纺丝温度:聚酰胺熔体的纺丝温度主要取决于聚合体的熔体粘度和熔点.纺丝温度必须高于熔点而低于分解温度,聚酰胺6和66的熔点分别为215℃和255℃,而两者的分解温度基本相近,约300℃左右,为此聚酰胺6的纺丝温度可控制在270℃,聚酰胺66则控制在280～290℃左右.由于聚酰胺66的熔点与分解温度之间的范围较窄,因此纺丝时允许的温
度波动范围更小,对纺丝温度的控制要求更为严格.
(2)冷却条件:通常冷却吹风使用20℃左右的露点风,送风速度一般为0.4～0.5m/s,相对湿度为75%～85%.(3)纺丝速度和喷丝头拉伸比:目前高速纺丝的纺速已达到4000～6000m/min,甚至更高,当纺速高于3000m/min之后,剩余拉伸倍数变化较为缓慢.这一规律可作为高速纺丝与常规纺丝的分界点,当纺速超过此界限时,就能有效地减小后(剩余)拉伸倍数.FDY机通过第一导丝辊的高速纺丝和第二导丝辊的补充拉伸,便可获得全拉伸丝.
(4)上油:高速纺丝上油比常规纺丝上油更为重要,因此FDY工艺采用上油量比较均匀的齿轮泵计量,喷嘴上油法.且
由于FDY已具有相当高的取向度和结晶度,所以在卷绕机上上油效果欠佳,故采用设在吹风窗下端的喷嘴上油.
高速纺丝对丝条的含油量也有一定的要求.油量少时,表面不能均匀地形成油膜,摩擦阻力增大,集束性差,易产生毛丝;油量过多,则会使丝条在后加工过程中油剂下滴及污染加剧.一般用于机织物的丝条含油量为0.4%～0.6%,用于针织物
的则高达2%～3%.
(5)拉伸倍数:纺制聚酰胺FDY一般第一导辊的速度可达P OY的生产水平(4000～5000m/min),而拉伸的卷绕辊筒则速度高达5500～6000m/min.聚酰胺因为玻璃化温度比较低,模量也稍低,所需拉伸应力相应较小,故可采用冷拉伸形式,采用第一辊不加热或微热而第二辊进行加热的形式,以实现对纤维的热定型.
拉伸倍数要考虑成形丝条的性质.聚酰胺FDY工艺的拉伸倍数一般只有1.2～1.3倍.
(6)交络作用:FDY工艺过程设计,是以一步法生产直接用于纺织加工的全拉伸丝为目的,考虑到高速卷绕过程中无法加捻的实际情况,故在第二拉伸辊下部对应于每根丝束设置交络喷嘴,以保证每根丝束中具有每米约20个交络点.喷嘴的另一作用是热定型,为此在喷嘴中通入蒸汽和热空气,以消除聚酰胺纤维经冷拉伸后存在的后收缩现象.丝束经交络后,便进入高速卷绕头,卷绕成为FDY成品丝.原则上卷绕头的速度必须低于第二拉伸辊的转速,这样可以保证拉伸后的丝条得到一定程度的低张力收缩,获得满意的成品质量和卷装.聚酰胺FDY的卷绕速度一般为5000m/min.
第四节聚酰胺纤维的后加工
一,聚酰胺短纤维的后加工
聚酰胺短纤维后加工过程与聚酯纤维类似,除加工工艺条件有一定差别外,聚己内酰胺纤维的后加工还需要去除纤维中残存的单体及低聚物.相应地还需要上油,压干,开松,干燥等辅助过程.通过水洗使单体含量降低到1.5%以下.
二,聚酰胺长丝的后加工
聚酰胺长丝的后加工与聚酯长丝的类似,只是工艺条件不大相同.另外,聚酰胺6纤维与其它合成纤维不同的是聚合物中含有低分子化合物,低分子物的存在降低了大分子间的相互作用力,起着增塑剂的作用,使纤维易于拉伸,但强度却不能同时改善.而且低分子物含量过高,易于游离在丝的表面,沾污拉伸机械,给拉伸带来困难.这里不再详述.
三,聚酰胺弹力丝的后加工
现代的聚酰胺弹力丝生产多采用假捻变形法.由于聚酰胺纤维的模量较低,织物不够挺括,因此产品一般以高弹丝为主.与低弹丝不同,高弹丝的生产仅使用一个加热器,这是与低弹丝生产工艺的最大区别.
聚酰胺高弹丝的生产多采用摩擦式拉伸变形工艺,而聚酰胺膨体长丝(BCF)则以SDTY法即纺丝,拉伸和喷气变形
加工—步法为主.
四,聚酰胺帘子线的生产特点及后加工
帘子线是橡胶制品的骨架材料,广泛用于轮胎,胶管,运输带,传动带等领域.其第一代产品是棉帘子线,第二代产品为粘胶帘子线.聚酰胺帘子线具有断裂强度高,抗冲击负荷性能优异,耐疲劳强度高以及橡胶的附着力好等优良性能,而取代粘胶帘子线成为第三代产品.涤纶及钢丝的子午轮胎帘子布已成为第四代产品,但对于路面质量较差的国家和地区,特别是第三世界国家,强力高,韧性和回弹性好的聚酰胺帘子线仍是第一选择.但聚酰胺帘子线也存在缺点,如初始模量及动态弹
性模量较低等,易产生"平点"效应.
(一)聚酰胺帘子线生产(聚合和纺丝)的特点
聚酰胺帘子线丝一般采用切片法生产.在生产中,聚合至拉伸过程的工艺与普通长丝基本相同.但某些工序存在一些
不同之处.
1.由于要求帘线丝的强度高于一般的长丝,因此必须用高粘度(相对粘度3.2～3.5,相对分子质量大于20000)的聚合
体来制备.
2.在帘子线纺丝技术上最突出的特点是采用高压纺丝法,高粘度的聚合物可在较低温度下纺丝,有利于产品质量的
提高.最近高压纺丝的压力已达196MP a.
3.由于聚合物熔体粘度较高,通常在喷丝板下加装徐冷装置,以延缓丝条冷却,使丝条的结构均匀,从而获得具有良
好拉伸性能的卷绕丝,最终使产品强度提高.
4.为了提高帘子丝的耐热性,常在纺丝前,在干燥好的切片中加入防老化剂等添加剂(有时也可在聚合时加入),同时加入润滑剂(如硬脂酸镁)以减少螺杆的磨损.并使切片在螺杆中输送通畅,防止环结.对于聚酰胺6帘子线,由于纺丝后不再进行洗涤单体的工序,因此要求纺丝前聚合物的单体含量在0.5%～1.0%的范围内.
5.卷绕设备
目前多数采用纺丝一拉伸联合机,其卷绕速度在1500m/min以上,少数厂家采用高速纺丝法.
6.拉伸
有向多区拉伸和大卷装发展的趋势.重旦拉伸机一般为双区热拉伸机,国产重旦拉伸加捻机有VC431型和
SFZN—1型.目前国外已有三段拉伸的重旦拉伸加捻机出现.
(二)聚酰胺帘子线的复捻和合股
经拉伸加捻后的高线密度丝条,捻度比较低,尚不符合帘子线的规格要求.为了进一步提高帘子线的强力,还需要进行复捻(也有称之为初捻的)和合股(也有称之为复捻的).环锭加捻机是专门用来加捻和合股较粗的合股线的设备,根据工艺
需要分为前环锭加捻机和后环锭加捻机两种.
(三)帘子布的织造和浸胶
1.帘子布的织造:帘子布用聚酰胺帘线作经纱,纬纱可用19.7～29.5tex的棉纱或丙纶,纬纱仅仅起固定经纱位置的
作用,在轮胎加工过程中,纬纱断裂而失去其作用.帘子布的幅宽为1.4～1.6m,长度短者数百米,长者为数千米.
目前国内适合于织造聚酰胺帘子布的设备有G24Z型等帘子布机.
2.帘子布的浸胶热拉伸
帘布的浸胶过程主要由三个部分组成:
(1)帘布的热拉伸:帘布的热拉伸是在热拉伸箱和第一,二两组拉伸辊之间进行的.热拉伸箱内用温度为190℃左右的循环热空气加热,帘布在箱内既热拉伸又热定型.第二组拉伸辊内需通冷水,使帘布迅速降温,不致影响后道浸胶液的温度
而使其变质.
(2)浸胶:帘布的浸胶液一般用间苯二酚,甲醛,胶乳的混合液(又称间甲胶或RFZ液),浸胶时间约为5s.浸胶后用重型
挤压辊挤去多余的胶液,再通过真空抽吸装置,吸去帘子线间隙中的胶液,使附胶量控制在4%～6%.
(3)干燥热定型:浸胶后的帘布,先经红外线干燥,然后进入热定型箱,定型温度为190℃,定型温度必须高于轮胎制造时的硫化温度(140～160℃),否则硫化时会发生收缩,帘布在第二,三组辊之间给予回缩,第三组辊内通冷水,以降低帘布温
度,便于卷取.
表4-2帘子布的热处理条件
区域
张力/kN
温度/℃
时间/s
拉伸率/%
干燥
9.8～24.5
100～140
50～120
0～2
热拉伸
34.3～78.4
190～210
20～40
4～12
热定型
24.5～58.8
190～210
20～40
0～2
五,聚酰胺膨体长丝的生产
聚酰胺膨体长丝(BCF)是采用纺丝,拉伸和喷气变形加工一步法(或称SDTY法)进行连续生产制成的.该方法具有投资少,废丝少,设备保养容易,操作人员少,生产成本低等优点.
聚酰胺膨体长丝具有三维卷曲,手感柔软,覆盖性能好,不掉毛,不起球,耐磨,清扫方便等特点,是生产簇绒地毯的理
想材料.
1.BCF加工工艺流程
用纺丝,拉伸和变形一步法生产BCF,不仅可生产BCF地毯长丝,而且还可以生产BCF短纤维.
(1)BCF地毯长丝生产的工艺流程:
纺丝→热拉伸→热喷气变形→空气冷却→卷绕→变形地毯长丝筒子.
(2)BCF短纤维生产的工艺流程:
纺丝→热拉伸→热喷气变形→空气冷却→切断→纤维输送→成包的BCF短纤维.
图4-8 BCF地毯丝生产联合机示意图
1-喂入辊2-热拉伸辊3-喷气变形箱4-筛鼓5-较低速度输送辊6-张力和卷饶速度调节器7-卷饶装置8-切丝器9-空
气喷嘴
2.BCF加工工艺
地毯用聚酰胺BCF的单丝线密度为17～22dtex,丝束根数为50～150根,总线密度为556～4444dtex.
聚酰胺BCF生产工艺条件如下:
拉伸温度/℃喂入辊90℃以下拉伸辊100～190
速度/m.min-1 喂入速度300～1000
拉伸速度/m.min-1 1000～3500
拉伸倍数/倍3.5～5
变形温度/℃过热蒸汽130～230
或热空气150～250
空气喷射压力/kP a 196.1～490.3
卷绕速度/m.min-1 600～3000
超喂率/% 15～30
冷却:冷却空气温度/℃25
SDTY法适宜生产高线密度丝.对于低线密度丝,喷气变形发展的倾向是多束丝一起变形.
第五节聚酰胺纤维的性能,用途及其改性
一,聚酰胺纤维的性能
聚酰胺66及聚酰胺6纤维的主要性能如下:
(1)断裂强度:一般长丝4.457dN / tex,强力丝高达6.2～8.4 dN / tex甚至更高.湿态强度约为干态的85%～90%.
(2)断裂伸长:强力丝约为20%～30%,普通长丝为25%～40%.湿态时的断裂伸长较干态高3%～5%.(3)初始模量:
聚酰胺纤维的初始模量比其他大多数纤维都低,因此,聚酰胺纤维在使用过程中容易变形.
(4)弹性:聚酰胺纤维的回弹性极好,例如聚酰胺6长丝在伸长10%的情况下,回弹率为99%,在同样伸长的情况下,
聚酯长丝回弹率为67%,而粘胶长丝的回弹率仅为32%.
(5)耐多次变形性或耐疲劳性:由于聚酰胺纤维的弹性好,因此它的打结强度和耐多次变形性很好.普通聚酰胺长丝的打结强度为断裂强度的80%～90%,较其他纤维.聚酰胺纤维耐多次变形性接近于涤纶,而高于其他所有化学纤维和天然纤维.因此聚酰胺纤维是制造轮胎帘子线较好的纤维材料之一.
(6)耐磨性:聚酰胺纤维是所有纺织纤维中耐磨性最好的纤维,其耐磨性是棉花的10倍,羊毛的20倍,黏胶纤维的50
倍.
(7)吸湿性:聚酰胺纤维的吸湿性比天然纤维和再生纤维都低,但在合成纤维中,除维纶纤维外,它的吸湿性是较高的.
聚酰胺6纤维中由于单体和低分子物的存在,吸湿性略高于聚酰胺66纤维.
(8)密度:聚酰胺纤维密度小,在所有纤维中其密度仅高于聚丙烯和聚乙烯纤维.
(9)染色性:聚酰胺纤维的染色性能虽然不及天然纤维和再生纤维,但在合成纤维中是较容易染色的.
(10) 耐光性:聚酰胺纤维的耐光性较差,在长时间的日光和紫外光照射下,强度下降,颜色发黄,通常在纤维中加入耐
光剂,可以改善耐光性能.
(11)耐热性:聚酰胺纤维的耐热性能不够好,在150℃下经历5小时即变黄,强度和延伸度显著下降,收缩率增加.但在熔纺合成纤维中,其耐热性较聚烯烃好得多,仅次于涤纶.通常聚酰胺66纤维的耐热性较聚酰胺6纤维好,它们的安全使用温度分别为130℃和93℃.聚合时加入热稳定剂,可改善其耐热性能.
聚酰胺纤维具有良好的耐低温性能,即使在-70℃下,其回弹性变化也不大.
(12)电性能:聚酰胺纤维直流电导率很低, 在加工时容易摩擦产生静电,但其电导率随吸湿率增加而增加.例如,当大气中相对湿度从0变化到100%时,聚酰胺66纤维的电导率增加106倍,因此在纤维加工中,进行给湿处理,可减少静电效
应.
(13)耐微生物作用:聚酰胺纤维耐微生物作用的能力较好,在淤泥水或碱中,耐微生物作用的能力仅次于聚氯乙烯,
但有油剂或上浆剂的聚酰胺纤维,耐微生物的能力降低.
(14)化学性能:聚酰胺纤维耐碱性,耐还原剂作用的能力很好,但耐酸性和耐氧化剂作用的性能较差.
二,聚酰胺纤维的主要用途
聚酰胺纤维主要用途可分为衣料服装用,产业用和装饰地毯用三大方面.
1.服装用纤维
聚酰胺长丝可以纯织,或经加弹,蓬松等加工过程后作机织物,针织物和纬编织物等的原料.其短纤维与粘胶,羊毛,棉混纺可制成锦纶华达呢,锦纶凡立丁等织物.作为衣料,其在运动衣,游泳衣,健美服,袜类等方面占有稳定的市场,并日益发
展.
2.产业用纤维
产业用聚酰胺纤维涉及工农业,交通运输业,渔业等领域.
其主要制品包括:工业滤布和造纸毛毡,帘布,渔网,绳索和安全网,传动运输带,消防软管,缝纫线,安全带和降落伞
等多种产业用品.
3.地毯用纤维
地毯用聚酰胺纤维正逐年增长,特别是新技术开发赋予纤维以抗静电,阻燃特殊功能,加之旅游,住宅业兴旺也促进
了地毯用纤维的增长.
三,聚酰胺纤维改性及新品种
聚酰胺纤维有许多优良性能,但也存在着一些缺点.如模量低,耐光性,耐热性,抗静电性,染色性以及吸湿性较差,需
要加以改进,以适应各种用途的需要.
1.异性截面纤维
2.双组分纤维
3.混纤丝
4.抗静电,导电纤维
5.高吸湿纤维
6.耐光耐热纤维
7.抗菌防臭纤维
8.改善"平点"效应的聚酰胺帘子线
1.聚酰胺特性 聚酰胺(PA)具有品种多、产量大、应用广泛的特点，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品种繁多，在应用领域方面有些产品具有相似性，有些又有相当大的 差别，需要仔细区分。 聚酰胺(Polyamide)俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团-[-NHCO-]-的热塑 性树脂总称。 尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品种有尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等；改性品种包括：增强尼龙、单体浇铸尼龙(MC尼龙)、反应注射成型(RIM)尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲(超韧)尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其他聚合物共混物和合金等。 1.1.性能指标 尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般 为15000-30000。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，具有自润滑性、吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂；电绝缘性好， 有自熄性，无毒，无臭，耐候性好等。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好，因而容易 增强。但是尼龙染色性差，不易着色。尼龙的吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。其中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。尼龙的燃烧性为UL94V2级，氧指数为24-28。尼龙的分解温度﹥299℃，在449℃-499℃会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。
1.2.性能特点与用途 1.2.1.PA6 物性：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。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。 加工：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)。 应用：轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、 储油容器等。 1.2.2.PA66 物性：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。 加工：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。 应用：与尼龙6基本相同，还可作把手、壳体、支撑架等。
涤纶、锦纶、尼龙的区别 很多朋友们问价的时候，都会提到尼龙与涤纶的区别，以下是综合各位网友们提供的资料： 1. 涤纶--- 聚脂纤维 又称POLYESTER，特性是良好的透气性和排湿性。还有较强的抗酸碱性，抗紫外线的能力。一般75D的倍数的布料为涤沦，如75D，150D，300D，600D，1200D，1800D均为涤沦，布料外表比尼龙暗，较粗糙。 2. 锦纶--- 尼龙 又称Nylon，聚酰胺纤维。优点是高强度、高耐磨性、高抗化学性及良好的抗变形性，抗老化性。缺点是手感较硬。比较有名的有PERTEX，CORDURA 。一般70D 的倍数的布料即为尼龙，如70D，210D，420D，840D，1680D均为尼龙材质，布料的光泽度比较亮，手感较滑。 一般来说做箱包的都是尼龙牛津布，尼龙和涤纶的区别最简单就是燃烧法！涤纶的冒很旺的黑烟，尼龙的冒白烟，还有就是看燃烧后的残留物，涤纶的捏会碎，尼龙的成塑！价格来说尼龙的是涤纶的两倍。 尼龙，近火焰即迅速卷缩熔成白色胶状，在火焰中熔燃滴落并起泡，燃烧时没有火焰，离开火焰难继续燃烧，散发出芹菜味，冷却后浅褐色熔融物不易研碎。 涤纶，易点燃，近火焰即熔缩，燃烧时边熔化边冒黑烟，呈黄色火焰，散发芳香气味，烧后灰烬为黑褐色硬块，用手指可捻碎。 另手感也会不同.涤纶手感比较糙,尼龙手感很比较幼滑些. 另外可以用指甲刮，指甲刮后，有明显痕迹的是绦纶，痕迹不明显的是尼龙，但是这种方法不如第一种方法直观易辩。 涤纶:接近火焰--软化，熔融卷缩，在火焰中--熔融，缓慢燃烧，有黄色火焰，焰边程蓝色，焰顶冒黑烟，离开火焰--继续燃烧，有时停止燃烧而自灭。燃烧气味--略带芳香味或甜味。残留物特征--灰烬程硬而黑的圆球状，用手指不易压碎
尼龙材料特性 2010-07-03 14:37 统称为尼龙pa6和pa66为主要的其他比较少 具体 尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。温度一旦达到就出现流动。 PA的品种很多，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最为常用。 尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。 它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15g／cm3。拉伸强度：＞60.0Mpa。伸长率：＞30%。弯曲强度：90.0Mpa。缺口冲击强度：(KJ／m2)＞5。尼龙的收缩率为1%~2%。需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100%相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可－40～105℃之间。熔点：215-225℃。 合适壁厚2-3.5mm。PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。 PA性能的主要优点有： 1.机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强
芳纶纤维 凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成，且其中至少85%的酰胺基直接键合在芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的氮原子和羰基均直接与芳香环中的碳原子相连接并置换其中的一个氢原子的聚合物称为芳香族聚酰胺纤维，我国定名为芳纶纤维。 芳纶纤维有两大类：全芳族聚酰胺纤维和杂环芳族聚酰胺纤维。全芳族聚酰胺纤维主要包括对位的聚对苯二甲酰对苯二胺和聚对苯甲酰胺纤维、间位的聚间苯二甲酰间苯二胺和聚间苯甲酰胺纤维、共聚芳酰胺纤维以及如引入折叠基、巨型侧基的其它芳族聚酰胺纤维。杂环芳族聚酰胺纤维是指含有氮、氧、硫等杂质原子的二胺和二酰氯缩聚而成的芳纶纤维，如有序结构的杂环聚酰胺纤维等。1、聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）纤维 PPTA纤维是芳纶在复合材料中应用最为普遍的一个品种。中国于80年代中期试生产此纤维，定名为芳纶1414（芳纶II）。芳纶纤维具有优异的力学、化学、热学、电学等性能。PPTA纤维具有高拉伸强度、高拉伸模量、低密度、优良吸能性和减震、耐磨、耐冲击、抗疲劳、尺寸稳定等优异的力学和动态性能；良好的耐化学腐蚀性；高耐热、低膨胀、低导热、不燃、不熔等突出的热性能以及优良的介电性能。
2、聚对苯甲酰胺（PBA）纤维 中国于80年代初期曾试生产此纤维，定名为芳纶14（芳纶I）。芳纶I的拉伸强度比芳纶II低约20%，但拉伸模量却高出50%以上。芳纶I热老化性能好，这些性能用作某些复合材料的增强剂是很有利的。 3、芳纶共聚纤维 采用新的二胺或第三单体合成新的芳纶是提高芳纶纤维性能的重要途径。 （1）对位芳酰胺共聚纤维它是由对苯二甲酰氯与对苯二胺及第三单体3，4'-二氨基二苯醚在N，N'-二甲基乙酰胺等溶剂中低温缩聚而成的。共聚物溶液中和后直接进行湿法纺丝和后处理而得的各种产品。 （2）聚对芳酰胺苯并咪唑纤维一般认为它们是在原PPTA的基础上引入对亚苯基苯并咪唑类杂环二胺，经低温缩聚而成的三元构聚芳酰胺体系，纺丝后再经高温热拉伸而成。 ◆芳纶纤维的应用 1、先进复合材料：（1）航空航天领域；（2）舰船中的应用；（3）汽车工业。 2、防弹制品：（1）硬质防弹装甲板；（2）软质防弹背心。
聚酰胺(尼龙）的主要生产公司及牌号 PA-聚酰胺(尼龙）的主要 生产公司 PA-聚酰胺(尼龙）的主要牌号 神马工程塑料 Shenma Egineering Plastics 商业名称：神马尼龙66 台湾赫斯特有限公司 (Hoechst Co.) 商业名称：Celanese Nylon-66 台湾南亚塑胶工业股 份有限公司(Nan Ya Plastics Corporation) 商业名称：Nylon-6 日本东洋纺织公司 (Toyobo Co.,Ltd.) 商业名称：Toyobo Nylon-66 日本宇部兴产公司(UBE Industries Ltd.) 商业名称：UBE Nylon(尼龙-6/尼龙66/尼龙11/尼龙12) 日本东丽工业公司(Toray Industries Inc.) 商业名称：AmilanPA-6/Amilan-Nylon-66/Amilan-PA-11,12/Amilan-共聚 日本旭化成工业有限公司(Asahi Chemical Industry Co.,Ltd) 商业名称： Leona Nylon-66/Leona Nylon-6 日本三菱化成工业公司（Mitsubishi Chemical Industries Ltd.）商业名称：Novamid PA-6/Nylon-11,12/Nylon-66/Nylon_共聚尼龙 日本三菱瓦斯化学公 司(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Ltd.) 商业名称：Reny-PA-6 日本联合塑料公司 (Polyplastics Co.,Ltd) 商业名称：Nylon-66/Nylon-11/Nylon12 日本昭和电工公司 (Showa Danko K*K) 商业名称：Technyl-PA-66
聚酰胺纤维 生命科学学院杜双利20121070071 摘要： 聚酰胺纤维是最早出现的合成纤维，在人类的工、农业的各个领域有着广泛的运用。不同的聚酰胺纤维种类有着不同的原料、制造方法、功能。在这里，将详细的介绍聚酰胺纤维的发展史，命名，原料制造，性能和用途，还有具有代表性的聚酰胺纤维尼龙66和尼龙6，和聚酰胺纤维在工、农业领域的运用。能够更加的详细了解到聚酰胺纤维。 正文 （一）聚酰胺纤维的发展史 聚酰胺纤维是第一个以合成高分子聚合物制成的合成纤维品种。 在1899年，1902年和1904年，Gabriel和Maass，Manasse和J.V.Braun先后研究了ω-氨基酸的环状结构的形成，并合成了ω-氨基乙酸等，在20世纪初，上述研究者已经能用氨基乙酸或己内酰胺制成聚酰胺。1929年美国化学家W·Carothers在威尔明顿杜邦公司的科学实验室里开始了关于成环作用和聚合作用的深入研究，由缩聚反应合成了聚酰胺类、聚醇缩醛类、聚醚类等链状高分子化合物。通过基础研究发现，有己二胺和己二酸缩聚反应而成的聚六次甲基二酰胺即尼龙66是最有修的合成纤维。并于1937年做成了第一双尼龙丝袜。 1938年9月杜邦公司取得了尼龙专利，并以尼龙为商品名称，与此同时，德国施拉克于1938年提出了由己内酰胺合成的己内酰胺纤维即尼龙6的专利。 随着聚酰胺纤维工业的不断发展，许多国家的纤维科学家工作者，先后又进行了多种聚酰胺纤维的研究和试制，较主要的聚酰胺纤维有：1938年工业化的尼龙66，1943年工业化尼龙6，1956年工业化的尼龙11，1959年工业化的尼龙1010等①。虽然聚酰胺纤维的种类繁多，但是任然以尼龙66和尼龙6为主要的品种。 在七十年代以前，聚酰胺纤维的产量在合成纤维的生产中一直处于领先地位，到七十年代后，由于新型的聚酯纤维的产量急剧增加，使得聚酰胺纤维的产量在整个合成纤维生产所占的比列有所下降。 （二）聚酰胺聚酰胺纤维的命名 聚酰胺纤维的品种很多，学名很长，为了简便，用数字标号法。对于单个数字的，为单元结构中的碳原子数，对于有两个组分缩聚成的聚酰胺，前面数字表示二元胺含碳原子总数，后面的数字表示二元酸含碳原子总数②。例如：尼龙66是由六个碳原子的己二胺和六个碳原子的己二酸制成的聚酰胺纤维，尼龙6是由六个碳原子的己内酰胺制成的。 （三）聚酰胺纤维的原料和原料制法 合成聚酰胺纤维的原料己内酰胺、己二胺和己二酸以前都是从实验室中合成出来的，但是要运用到工业当中，不可能靠实验室的合成，因此要大量的获得原料。 1、苯酚合成己内酰胺可以合成己内酰胺的方法很多，而最主要的并且具有工业意义的方法是用苯酚合成己内酰胺。苯酚的价格比较便宜，有事其他工业部门大量使用的原料，同时，从苯酚到己内酰胺的头两个阶段（催化加氢制成环己醇，接着氧化成环己酮），是很多近现代化学工业已经采用的制造方法，而且收率又极高。主要步骤为（1）苯酚加氢以镍做催化剂制成环己醇。（2）环己醇氧化成环己酮。（3）采用（月亏）化法，值得环己酮月亏。 (4)环己酮月亏可以用贝克曼从重排法加硫酸溶液制得己内酰胺。（5）中和硫酸溶液提取己内酰胺。 2、由乙炔制造合成聚酰胺的原料首次由雷佩应用到工业领域中的合成方法是用乙炔和甲醛在塔里下和温度70—120时，用乙炔的重金属盐作为催化剂进行的。主要反应步骤为（1）乙炔与一个分子的甲醛加成形成丙炔醛。（2）与两个分子的甲醛加成形成1,4-丁炔二醇。（3）丁炔二醇经过氧化，能顺利的得到1,4-丁二醇。（4）1,4-丁二醇脱水后获得效
精品文档 聚酰胺纤维（PA） 1. 结构 聚酰胺纤维（PA）是指其分子主链由酰胺键（一CO—NH—）连接的一类合成纤维。各国的商品名称不同，我国称聚酰胺纤维为锦纶。聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。 聚酰胺纤维主链结构类似于蛋白质纤维，但相比于蛋白质纤维，聚酰胺纤维的不同之处。组成和结构简单，在分子链的中间存在大量碳链和酰胺基，无侧链，仅在分子链的末端才具有羧基和氨基。聚酰胺纤维的氨基含量低，锦纶66 和锦纶6 的氨基含量分别为0.4mol/kg 纤维和0.098mol/kg 纤维，为羊毛的1/10 和1/20 左右。 聚酰胺纤维的羧基含量高于氨基，在等电点时氨基全部以一NH3+离子的形式存在，而羧基只是部分以一COC离子的形式存在。锦纶66的等电点pH值为6~7。 2. 主要性能 1、强度：聚酰胺纤维是高强力合成纤维，其强度是棉纤维的2~3 倍，是粘胶纤维的3~4 倍； 2、耐磨性：聚酰胺纤维的耐磨性是棉的10 倍，是羊毛的20 倍，它是制造一些经常受到摩擦的物品的理想材料如袜子，绳子等； 3、耐酸性：聚酰纤维对酸比较敏感，冷的浓无机酸能分解锦纶6，就是冷的稀无机酸也会对其有影响； 4、耐碱性：聚酰胺钎维有良好的耐碱性，在90C, 110C烧碱溶液中处理 16 小时，对纤维强力没有什么影响； 5、耐热性：聚酰胺纤维耐热性较差，受热后收缩较大，锦纶66 纤维在 80~140C时其强力基本保持不变，180C时才有下降趋势。而锦纶6纤维在160C 时强力有下降趋势，170C时大幅度下降； 6、溶解性：聚酰胺纤维不溶于醇、醚、丙酮等一般溶剂。但在常温下，能溶于蚁酸、甲酚、苯酚、氯化钙—甲醇混合溶液。在高温时，溶于苯甲醇，并醋酸，乙二醇等溶液中； 7、氧化剂作用：强氧化剂对聚酰胺纤维的强度有损害。若需漂白，可用3% 双氧水进行，但不宜使用含氯漂白剂； 8、耐光性：长时间日光和紫外光的照射，会引起其大分子链断裂，使强度下降，纤维颜色泛黄。耐光性差是锦纶的最大不足，但仍优于蚕丝。 聚酰胺纤维最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，另外，其断裂强度较高；其回弹性和耐疲劳性优良；其比重小，是除乙纶和丙纶外最轻的纤维；其吸湿性低于天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中仅次于维纶；其染色性好，等等。 聚酰胺纤维也有很多缺点，如耐光性较差，在长时间日光或紫外光照射下， 精品文档
第六章聚酰胺纤维 P265-272 1
主要内容 6.1 聚酰胺纤维概况 6.2 聚酰胺66纤维（锦纶66）和聚酰胺6 纤维（锦纶6） 一、生产原理 二、结构特征 三、主要性质 2
本章教学目标和要求： ?了解锦纶纤维的生产，重点掌握锦纶纤维的结构与性能特点，关注锦纶纤维生产中牵伸作用对其超分子结构与染色性能的影响以及锦纶6、锦纶66熔点差异性的原因。 3
6.1 聚酰胺纤维概况 ?聚酰胺纤维（polyamide fiber，PA）是指其分子主链由酰胺键（－CO－NH－）连接的一类合成纤维，各国的商品名称不同： ?我国——锦纶， ?美国和英国——“尼龙或耐纶（Nylon）”， ?前苏联称——“卡普隆（Kapron）”， ?德国——“贝纶（Perlon）”， ?日本——“阿米纶（Amilan）” 4
发展历史： ?是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。 ?1935年，Carothers及其合作者在进行缩聚反应的理论研究时，在实验室用己二酸和己二胺制成了高分子量的线型缩聚物聚己二酰己二胺（聚酰胺66）。 ?1936～1937年，杜邦公司根据Carothers的研究结果，用熔体纺丝法制成聚酰胺66纤维，并将该纤维产品定名为尼龙（Nylon），是第一个聚酰胺品种， 1939年实现了工业化生产。 ?另外，德国的Schlack在1938年发明了用己内酰胺合成聚己内酰胺（聚酰胺6）和生产纤维的技术，并于 1941年实现工业化生产。 5
6 聚酰胺品种： ?脂肪族聚酰胺包括尼龙6、尼龙11、尼龙12； 尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010和尼龙46等；?一般可分成两大类： ?一类由ω－氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得，其通式为：?另一类是由二元胺和二元酸缩聚制成的，其通式为：[N H ︵C H 2︶x N H C O ︵C H 2︶y C O ] n [ N H ︵C H 2︶x C O ]n
《纺织品定量化学分析间位芳香族聚酰胺纤维与对位芳香族聚酰胺纤维混合物（氯化锂/N,N－二甲基乙酰胺）》国家标准编制说明 一、工作简况 1、任务来源和起草单位 根据国标委发【2018】68号文的要求，制定《纺织品定量化学分析间位芳族聚酰胺纤维与对位芳族聚酰胺纤维的混合物（氯化锂/N,N－二甲基乙酰胺）》，计划编号为：20183025-T-608，由全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会归口，西安纤维纺织品监督检验所等单位负责起草。 芳纶是一种新型的高科技合成纤维，目前得到工业化生产及广泛应用的品种是间位芳纶和对位芳纶，这两种芳纶性能优良且各具特色。为了满足化工、防火隔热、军事、消防、冶炼、航空航天等领域的需求，企业在生产实践中往往需要将间位芳纶与对位芳纶混纺以获得更优的功能性面料。如何对间位芳纶和对位芳纶混纺产品进行快速、准确的定量化学分析对纺织检测及产品设计至关重要，而通过科技查新，目前国内外未见间位芳纶与对位芳纶定量化学分析方法的研究论文及标准。 本标准建立的方法解决了间位芳纶和对位芳纶混合物的定量分析的难题，填补了国内在该项目检测技术上的空白，该方法将对芳纶产品的设计、芳纶面料的质量检测以及提升芳纶混纺产品的最优性能提供必要的技术支持。 2、主要工作过程 （1）标准计划下达后，成立起草小组，收集资料，搜集样品，起草标准草案。 （2）2019年2月，根据标准试验方法内容，对相关试验方法进行验证和对比分析，并对试验方法参数进行了优选。 （3）2019年3月至4月，制定方法精密度研究方案，开展多个实验室的方法精密度协同试验。并对试验数据进行分析，讨论、修改完善标准草案，形成标准征求意见稿； （4）2019年6月，将标准征求意见稿发专家委员征求意见。 二、标准编制原则 （1）本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作指导第1部分：标准的结构和编写规则》编写。（2）本标准按照先进性、科学性、实用性和合理性的原则进行编制。 （3）注重科学性和可操作性的充分结合，以便于标准颁布后的推广和应用。
聚酰胺纤维(PA) 1.结构 聚酰胺纤维(PA)是指其分子主链由酰胺键(—CO—NH—)连接的一类合成纤维。各国的商品名称不同，我国称聚酰胺纤维为锦纶。聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，也是化学纤维的主要品种之一。 聚酰胺纤维主链结构类似于蛋白质纤维，但相比于蛋白质纤维，聚酰胺纤维的不同之处。组成和结构简单，在分子链的中间存在大量碳链和酰胺基，无侧链，仅在分子链的末端才具有羧基和氨基。聚酰胺纤维的氨基含量低，锦纶66和锦纶6的氨基含量分别为0.4mol/kg纤维和0.098mol/kg纤维，为羊毛的1/10和1/20左右。 +离子的形式聚酰胺纤维的羧基含量高于氨基，在等电点时氨基全部以—NH 3 存在，而羧基只是部分以—COO-离子的形式存在。锦纶66的等电点pH值为6~7。 2.主要性能 1、强度：聚酰胺纤维是高强力合成纤维，其强度是棉纤维的2~3倍，是粘胶纤维的3~4倍； 2、耐磨性：聚酰胺纤维的耐磨性是棉的10倍，是羊毛的20倍，它是制造一些经常受到摩擦的物品的理想材料如袜子，绳子等； 3、耐酸性：聚酰纤维对酸比较敏感，冷的浓无机酸能分解锦纶6，就是冷的稀无机酸也会对其有影响； 4、耐碱性：聚酰胺钎维有良好的耐碱性，在90℃，110℃烧碱溶液中处理16小时，对纤维强力没有什么影响； 5、耐热性：聚酰胺纤维耐热性较差，受热后收缩较大，锦纶66纤维在80~140℃时其强力基本保持不变，180℃时才有下降趋势。而锦纶6纤维在160℃时强力有下降趋势，170℃时大幅度下降； 6、溶解性：聚酰胺纤维不溶于醇、醚、丙酮等一般溶剂。但在常温下，能溶于蚁酸、甲酚、苯酚、氯化钙—甲醇混合溶液。在高温时，溶于苯甲醇，并醋酸，乙二醇等溶液中； 7、氧化剂作用：强氧化剂对聚酰胺纤维的强度有损害。若需漂白，可用3%双氧水进行，但不宜使用含氯漂白剂； 8、耐光性：长时间日光和紫外光的照射，会引起其大分子链断裂，使强度下降，纤维颜色泛黄。耐光性差是锦纶的最大不足，但仍优于蚕丝。 聚酰胺纤维最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，另外，其断裂强度较高；其回弹性和耐疲劳性优良；其比重小，是除乙纶和丙纶外最轻的纤维；其吸湿性低于天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中仅次于维纶；其染色性好，等等。 聚酰胺纤维也有很多缺点，如耐光性较差，在长时间日光或紫外光照射下，
尼龙材料特性2010-07-03 14:37 统称为尼龙 pa6 和 pa66 为主要的其他比较少 具体 尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元 酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。温度一旦达到就出现流动。 PA的品种很多，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最为常用。 尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15g／cm3。拉伸强度：＞60.0Mpa。伸长率：＞30%。弯 曲强度：90.0Mpa。缺口冲击强度：(KJ／m2)＞5。尼龙的收缩率为1%~2%。需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率 100% 相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可－40～105℃之间。熔点：215-225℃。合适壁厚2-3.5mm。PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA 的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐 磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。 PA性能的主要优点有： 1.机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。 2.耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。 3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上)。 4.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长. 5.耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱碱等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。 6.有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 7.有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。 8.制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。 PA性能的主要缺点；
第二章 芳香族聚酰胺纤维 全芳香族聚酰胺英文名为Aramid ，是美国联邦通商委员会于1974年定名的，泛指至少含有85％的酰胺键和两个芳环相连的长链合成聚酰胺，由此类聚合物制得的纤维称为芳香族聚酰胺纤维(Aramid fiber)，这就是全芳香族聚酰胺区别于通常的脂肪族聚酰胺（如尼龙）之处。在我国此类纤维被称作芳纶。芳香族聚酰胺纤维具有优异的耐热性、耐化学性。一些芳香族聚酰胺纤维还具有出色的机械性能。 与脂肪族聚酰胺纤维类似，芳纶可分为两大类：一类是由对氨基酰氯缩聚而成，通式为： 如聚对苯甲酰胺纤维（PBA ）。 一类是由芳香族二胺和芳香族二酰氯缩聚而成，通式为： 其中Ar 1和Ar 2可相同或不同，可以是苯环，萘环甚至杂环，其中最重要的是间苯二甲酰间苯二胺（PMIA ）纤维和对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维，上述两种纤维在我国分别被称为芳纶1313和芳纶1414。 第一节 发展历史 十九世纪60年代，杜邦公司的纺织纤维前沿实验室致力于低温溶液聚合过程的研究，这种聚合方法特别适用于以胺类或胺＋盐类无水溶剂为反应介质的芳香族聚酰胺的制备。最初的芳香族聚酰胺以高熔点、低结晶度和耐溶剂性为主要特征，以间位聚合物为主，1962年实现了Normex ?的工业化，此纤维的纺织性能与棉纤维相似，但因其优异的耐热、耐燃性而广泛应用于消防服、高温过滤材料和电绝缘纸等领域。 此后，制备同时具有优异耐燃性和力学性能的纤维，成为科学家们努力的目标。其中，各向异性芳香族聚酰胺的发现成为关键。1965年，美国杜邦公司的科学家S.L.Kwolek 在研究聚对苯甲酰胺时发现当聚合物溶液浓度在10～15％时流动性变好，搅拌时有乳光，完全不同于粘稠的各向同性溶液，用干喷湿纺法纺丝，无需拉伸就可得到高取向度的纤维，经过热处理成为高强高模的耐高温纤维。这种液晶纺丝法得到了广泛地应用，其中，最为人们所熟悉的是由Herbert Blades 发现的聚对苯甲酰胺(PBA)和聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。此后杜邦公司开始了液晶纺丝法制芳香族聚酰胺的工业化进程，最初的PBA 和PPTA 统称为B 纤维。1971年建成年产250吨中试厂。从此以Kevlar ?为商品名的PPTA 纤维蓬勃发展。荷兰阿克苏公司的Twaron ?纤维也属此类，主要品种及其分子式见表2.1。 表2.1 芳香族聚酰胺的主要品种 名称 分子式 聚对苯二甲酰对苯二 胺 (PPTA) C C NH NH O O n 聚间苯二甲酰间苯二 胺 C C NH NH O O n NH 2Ar 1[]n COCl NH CO Ar 1HCl 2HCl []NH Ar 1 NH CO Ar 2 CO n NH 2Ar 1NH 2ClCO Ar 2COCl
聚酰胺特性 聚酰胺（PA）具有品种多、产量大、应用广泛的特点，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品种繁多，在应用领域方面有些产品具有相似性，有些又有相当大的差别，需要仔细区分。 聚酰胺（Polyamide）俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。 尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是P A11、P A12、P A610、PA612，另外还有P A10、P A46、P A7、P A9、PA13。新品种有尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等；改性品种包括： 增强尼龙、单体浇铸尼龙（MC尼龙）、反应注射成型（RIM）尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其他聚合物共混物和合金等。 性能指标 尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为 1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，具有自润滑性、吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂；电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好等。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良
好，因而容易增强。但是尼龙染色性差，不易着色。尼龙的吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。其中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。尼龙的燃烧性为UL94V2级，氧指数为24-28。尼龙的分解温度﹥299℃，在449℃-499℃会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。表1给出了聚酰胺主要品种的技术性能指标。 性能特点与用途 PA6 物性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。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。 加工成型加工性极好： 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）。 应用轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、储油容器等。 PA66 物性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。 加工成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。 应用与尼龙6基本相同，还可作把手、壳体、支撑架等。
尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。温度一旦达到就出现流动。 除透明尼龙外，其它尼龙都属于结晶性塑料，有较高的熔点，熔融温度范围较窄，热稳定性不好。PA较易吸湿，潮湿的尼龙在成型过程中，表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝，所得制品机械强度下降，所以加工前材料必需干燥处理，可在80-110℃干燥6小时，成型时允许含水量尼龙6和尼龙66为0.1%，尼龙11为0.15%，尼龙610为0.1-0.15%，最高不得超过0.2%。注意，PA类塑料在90℃以上干燥易引起变色。 PA流动性好，易溢料，宜用自锁时喷嘴，并应加热。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03，而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感，但对温度更加敏感，降低熔体粘度先从料筒温度入手。成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，变形等。 PA再生料的使用最好不超过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。 开机时应首先开启喷嘴温度，然后再给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放，发生危险。在停机时要清空螺杆，防止下次生产时，扭断螺杆。 使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免造成制品表面缺陷。 尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。 a).热处理常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热处理温度应高于使用温度10-20℃，处理时间视制品壁厚而异，厚度在3mm以下为10-15分钟，厚度为3-6mm时间为15-30分钟，经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。 b).调湿处理调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25:1,沸点121℃）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为80-100℃醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm 为8小时,6mm为16-18小时. 常用尼龙介绍 1、尼龙6 学名：聚已内酰胺{[NH(CN2)5CO]n}，英文名polycaprolactam,简称PA6。化学和物理特性 PA6是半透明或不远明乳白色结晶形聚合物。燃烧成蓝底黄火焰，烧植物味。熔融温度较PA66低，加工性能比其他PA好。制件有较高冲击强率，载荷分散性、柔软性好，热塑性、轻质、韧性好、耐耐环己酮和芳香溶剂和耐久性好工作温度
尼龙材料汇总 一、概述 １、产品定义以及中英文名称 聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA）[p?li'?maid]，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。 ２、尼龙的种类 尼龙1938年在美国被成功的合成，是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。尼龙的主要品种是尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(聚己二酸己二胺)，占绝对主导地位，其次是尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。
尼龙是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位。３、尼龙的改性 由于PA强极性的特点，吸湿性强，尺寸稳定性差，但可以通过改性来改善。 1)玻璃纤维增强PA在PA加入30%的玻璃纤维，PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆和机筒。 2)阻燃PA由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需镀硬铬处理。在工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。 3)透明PA具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近，加工温度为300--315 ℃，成型加工时，需严格控制机筒温度，熔体
POM材料与xx材料的区别 xx本色为象牙色,POM本色为白色. 聚甲醛塑料是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，具有优良的综合性能。 聚甲醛有着良好的耐溶剂、耐油类、耐弱酸、弱碱等性能。聚甲醛有着很高的硬度和钢性，具有高度抗蠕变和应力松驰能力，优良的耐磨性，自润滑性，而疲劳性 聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称POM） 聚甲醛是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物，具有优异的综合性能。 聚甲醛的拉伸强度可达70MPa，可在104℃下长期使用，脆化温度为-40℃，吸水性较小。但聚甲醛的热稳定性较差，耐候性较差，长期在大气中曝晒会老化。 聚甲醛的力学性能相当好，它具有较高的强度的弹性模量，摩擦系数小，耐磨性能好。聚甲醛还具有高度抗蠕变和应力松弛的能力。 聚甲醛尺寸稳定性好，吸水率很小，所以吸水率对其力学性能的影响可以不予考虑。聚甲醛有较好的介电性能，在很宽的频率和温度范围内，它的介电常数和介质损耗角正切值变化很小。 聚甲醛的耐热性较差，在成型温度下易降解放出皿醛，一般在造粒时加入稳定剂。 若不受力，聚甲醛可在140℃下短期使用，其长期使用温度为85℃。 聚甲醛耐气候性较差，经大气老化后，一般性能均有所下降。但它的化学稳定性非常优越，特别是对有机溶剂，其尺寸变化和力学性能的降低都很少。但对强酸和强氧化剂如硝酸、硫酸等耐蚀性很差。 xx66为聚己二酸己二胺
热性质 （1）熔点（Tm） 熔点即结晶熔解时的温度，对结晶性高分子尼龙-66，显示清晰的熔点，根据采用的测试方法，熔点在259~267℃的范围内波动。通常采用差热分析（DTA）法测出的尼龙-66的熔点为264℃。实际上，尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热（ΔH）和熔融熵（ΔS）计算出来： xx-66的ΔH为 4390.3J/mol，ΔS为 8.37J/kmol，Tm的理论值为 259.3℃[ ]。 如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点，则尼龙-66的熔点温度范围为246~263℃。接近理论熔解温度259℃。 （2）玻璃化温度（Tg） 高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化，这一温度就是玻璃化转变温度，是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。在这一温度附近，模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。 尼龙-66的玻璃化温度，与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析，认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃[]，而Rybnikar则在低温下测定了尼龙-66的比容，发现在尼龙-66在-65℃也有一个转变温度[ ]。 结晶和结晶度 （1）结晶构造 Bill认为，尼龙-66的晶形有α型和β型二种形态，在常温下为三斜晶形，在165℃以上为六方晶形[ ]。
第二章纤维的结构特征 纤维的结构是复杂的，是由基本结构单元经若干层次的堆砌和混杂所组成的，并决定纤维的性质。 第一节纤维基本结构的构成 尽管纤维结构复杂，但人们对其认识一般分为三个方面，最为直观的纤维形态结构、较为间接的纤维聚集态结构和更为微观的纤维分子结构。 一、纤维的形态结构 1. 基本内容 纤维的形态结构，是指纤维在光学显微镜或电子显微镜，乃至原子力显微镜(AFM)下能被直接观察到的结构。 纤维的外观形貌、表面结构、断面结构、细胞构成和多重原纤结构，以及存在于纤维中的各种裂隙与空洞等。 2. 纤维的原纤结构 (1)原纤结构特征 纤维中的原纤(fibril)是大分子有序排列的结构，或称结晶结构。 严格意义上是带有缺陷并为多层次堆砌的结构。 原纤在纤维中的排列大多为同向平行排列，提供给纤维良好的力学性质和弯曲能力。 纤维的原纤按其尺度大小和堆砌顺序可分为基原纤→微原纤→原纤→巨原纤→细胞。 (2) 各层次原纤的特征 基原纤(proto-fibril或elementary fibril)是原纤中最小、最基本的结构单元，亦称晶须，无缺陷。 微原纤(micro-fibril)是由若干根基原纤平行排列组合在一起的大分子束，亦称微晶须，带有在分子头端不连续的结晶缺陷，是结晶结构。 大分子 基原纤 微原纤 图2-1 微原纤的堆砌形式示意图
原纤(fibril)是一个统称，有时可代表由若干基原纤或含若干根微原纤，大致平行组合在一起的更为粗大的大分子束。 巨原纤(macro-fibril)是由多个微原纤或原纤堆砌而成的结构体。 细胞(cell)是由巨原纤或微原纤直接堆砌而成的，并有明显的细胞边界。 二、纤维的聚集态结构 具体所指纤维高聚物的结晶与非晶结构、取向与非取向结构、以及通过某些分子间共混方法形成的“织态结构”等。 1. 纤维的结晶结构 将纤维大分子以三维有序方式排列，形成稳定点阵，形成有较大内聚能和密度并有明显转变温度的稳定点阵结构，称为结晶结构。 对于纤维聚集态的形式，上世纪40年代出现了“两相结构”的模型。 图2-2 取向和无序排列的缨状微胞结构 Hearle教授提出的缨状原纤结构模型(图2-3)对此作了很好的解释，并与纤维的原纤结构形成很好的对应。 图2-3 缨状原纤结构图2-4 折叠链片晶 2. 纤维的非晶结构 纤维大分子高聚物呈不规则聚集排列的区域称为非晶区，或无定形区。
聚酰胺纤维的结构特点 聚酰胺纤维的组成和结构比蛋白质纤维简单，仅在分子链的末端才具有羧基和氨基，在分子链的中间存在大量碳链和酰胺基，无侧链，聚酰胺纤维的氨基含量低，锦纶66和锦纶6冉勺氨基含量分别为o．4 raol／kg纤维和0．098 moI ／kg纤维，为羊毛的1／20和l／10左右。锦纶用酸性染料染色只能染得中等浓度的色泽，锦纶6的得色量比锦纶66高些。聚酰胺纤维的羧基含量高于氨基，在等电点时氨基全部以一NH。+离予的形式存在，而羧基只是部分以一COO一离子的形式存在。锦纶66的等电点pH值为6～7。 聚酰胺纤维是热塑性纤维，其吸湿溶胀性比羊毛低得多。当温度高于70 C，上染速率才迅速加快，纤维纺丝时的拉伸比大小，对锦纶的染色性能也有影响。拉伸比增大，其结晶度和取向度提高，使染料分子渗透的可及区减小，因而染色时染料的平衡吸附量和扩散系数都有减小。聚酰胺纤维的染色性能还随染色前所受的热处理条件而变化，经干热定形的纤维上染速率下降，经蒸汽定形的纤维上染速率提高。 2酸性染料染色机理 聚酰胺纤维染色使用最多的是弱酸性染料，可在弱酸性染浴或中性染浴进行染色，而且最好采用分子量为doo～500的单磺化偶氮染料，或分子量为800左右的二磺化偶氮染料。分子量过大，匀染性差；分子量过小，则湿处理牢度下降。与羊毛染色比较，酸性染料对聚酰胺纤维的亲和力比较高，匀染性较差，湿处理牢度也较好。染色时需要使用匀染剂。 酸性染料对聚酰胺纤维的染色机理基本上与羊毛染色相同。在锦纶66的等电点以下染色时，染料主要以离子键形式固着在纤维的端氨基上，且酸性染料在
锦纶66上的饱和值与端氮基的含量基本相符。当pH值降至2．5以下时，纤维的酰胺基开始吸附质子，产生超当量吸附。在pH值很低的条件下染色，会促使锦纶纤维降解。 在锦纶66的等电点pH值以上染色时．染料靠范德华力、氢键等分子间引力吸附在纤维上，它的耐碱性比羊毛和蚕丝要高得多。 由于聚酰胺纤维的氨基含量低，其染色饱和值很低，用酸性染料染色时只能染得浅中色。要染深浓色，需要采用两只或两只以上的染料拼染。在拼染时必须选片j上染速率和亲和力相近的染料，否』l||J不同染料间竞染现象突出，在整个染色过程中，前后色泽不一致。一组染料的拼染性能好坏，可以用染液的光谱曲线图加以验证。要求在整个染色过程中，织物与染液的色泽一致，光谱曲线的形状相似，其最大吸收波长一致。