聚酰胺的使用方法.ppt

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3.聚酰胺的性能合成及应用
结构
极性酰胺基及氢键性能 和高的熔点
亲水性强， 尺寸稳定性差
具有较高的 韧性
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3.聚酰胺的性能合成及应用
性 能
聚酰胺的熔点 随聚酰胺中单体链节的增大，即二元酸、二元胺 和氨基酸中-CH2-量的增加，熔点下降 各种聚酰胺的熔点是锯齿状下降
4.聚酰胺的改性
4.3 阻燃改性
阻燃改性实质上是一种填充改性。尼龙属易燃材料。随人们对 环境保护的要求越来越高，汽车、电子电气、机械仪表、家用电 器、办公室和通讯设备等领域对PA阻燃的要求越来越高。为安全 计，必须对尼龙进行阻燃改性，同时阻燃改性也是尼龙改性的重 要方法之一。 尼龙阻燃改性常用的阻燃剂有溴系(如十溴联苯醚)；磷系阻燃 剂(如红磷)；氮系阻燃剂(如三聚氰胺、氰脲酸盐)；协效剂(如 Sb2O3、硼酸锌等)。 用无毒、低发烟量、高耐热、对PA力学性能影响相对小的无卤 阻燃剂是发展方向，逐步淘汰含卤素阻燃剂，特别是溴代二苯醚 类阻燃剂。 阻燃剂属低分子化合物，与尼龙大分子相容性差，所以阻燃剂 的加入对尼龙的物理性能产生影响，流动性↗，冲击强度和弯曲 强度等↘。
4.聚酰胺的改性
4.5 分子复合
分子复合，即分子复合材料，是以刚性链高分子或微纤做增强 剂，以分子水平分散到柔顺性高聚物基体中。由于刚性链高分子 的直径很小，因此其长径比远大于普通的增强纤维，比表面积显 著↗，使得两者之间的相互作用大大↗，材料的模量和强度有可 能达到理论值。 分子复合材料与传统的纤维增强复合材料相比，主要有以下优 点：⑴增强剂与树脂基是分子水平的复合；⑵能充分发挥刚性链 高分子的增强、高温环境稳定等优异性能；⑶能适应多种成型加 工方法。 所用刚性链高分子有对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）、聚甲亚胺 （PAM）、聚酰亚胺（PI）、聚二氨基苯甲酰苯胺/萘二甲酸（ DBNA）等。

聚苯二 甲酰胺
半芳香 族化合 物 芳香族 化合物

聚酰胺6T——六亚 德国赢创工业的杜邦的 甲基二胺 （1,6己二 胺） + 对苯二甲酸 克维拉——对苯二 胺 + 对苯二甲酸 诺梅克斯——间苯 二胺 + 间苯二甲酸 杜邦的克维拉和诺梅克 斯 日本帝人株式会社的 Twaron 法国 Kermel公司的Kermel。
聚酰胺改性及新品种



1、增强尼龙 ： 在聚酰胺中混入各种纤维状材料 2、单体浇铸尼龙 特点：（1）分子量高 （2）工艺简单，产品形 状多样 （3）可制大型机械部件（4）吸水率低 3、芳香族尼龙 ： 在主链中引入苯环结构产品耐 高温，耐辐射，耐腐蚀 4、无定形透明尼龙 ： 透光率高，尺寸稳定性好


聚酰胺6T：[NH -（CH 2 ）6 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由六亚甲基二胺和对苯二甲酸制成 聚酰胺6I：[NH -（CH 2 ）6 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由六亚甲基二胺和间苯二甲酸制成； 聚酰胺9T：[NH -（CH 2 ）9 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由1,9壬二胺和对苯二甲酸制成； 聚酰胺M5T：[NH -（C2 H 3 ）-（CH 3 ） -（CH 2 ） 3 ） - NH - CO -（C 6 H 4 ）- CO] N 由2－甲基－ 1,5－戊二胺和对苯二甲酸制成； 共聚物 ： 聚酰胺6/66：[NH(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]n−[NH−(CH2)5−CO]m 由己内酰 胺，六亚甲基二胺和己二酸制成; 聚酰胺66/610 [NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]n−[NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2 )8−CO]m 由六亚甲基二胺，己二酸和癸二酸制成。

1. PA的分类
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也 可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而得。 根据主链结构不同分类：
脂肪族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
PA的分类
芳香族PA 透明PA
2. 脂肪族聚酰胺
一、脂肪族聚酰胺的分类
脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基和酰胺基组成。按单体类型 不同，脂肪族聚酰胺又分为 p型 和 mp型 两种类型。
(4) 电性能
PV 分子链中含有极性酰胺基，这对电性能带来不利影响： •在室温且干燥的条件下，PV尚具有较好的电性能，但也 明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。 •在潮湿环境下，PV的体积电阻率和介电强度均会下降， 介电常数和介质损耗也明显增大。 •温度升度，电性能均会降低。
(5) 耐化学药品性能
PA对碱类和绝大多数盐类的作用稳定，只有少数盐 类对它们有浸蚀作用或溶解； 氧化剂、酸类，特别是强酸对PA有侵蚀作用，且PA 中酰胺基分布密度愈大，耐酸性愈差。酸类的破坏 作用是引起断链（降解）； 具有良好的耐溶剂性，对一般烃类、卤代烃、酯类 、芳烃等的作用均很稳定，特别是对汽油、煤油、 润滑油等具有优异的抵抗性。只有少数与PA溶解参 数接近、又能与它们形成氢键的溶剂，才能使它们 溶解，例如甲酸、冰醋酸、苯酚、甲酚等； 醇类和水可以使聚酰胺溶胀。
38 38 32 30.7
0.4
酰胺基含量（%）
28
0.4
25．4
0.39
22
0.25-0.3
24h吸水率（%） 1.3-1.9 1.0-1.3 0.5
(2) 力学性能
PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、 都较好，且具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。 PS 硬质 PVC 软质 PVC PA

例 如 PA6 的 δ 值 是 （ 28J ／ cm3 ） 3/2 ， PA66 的 δ 值 是
（27.8J／cm3）3/2，聚酰胺又是结晶型聚合物，只有δ
值与之接近，又能与它们形成氢键的少数溶剂才可以使 它们溶解。
2. PA的主要性能
• PA无毒、无味，外观为半透明或不透明的乳白色或淡 黄色粒料。密度一般在1.02～1.36g/cm3，吸水率为0.3 ％～9.0％，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸水 率下降。 • PA的结构可以看作是PE分子链中每间隔一定的距离嵌 人一个酰胺基团，随着C原子数的增加，受酰胺基团的 影响减弱，其性能逐渐接近PE。例如PA的拉伸强度、 弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增 加而降低。但由于酰胺基的存在，PA类聚合物都显示 出耐磨和易吸湿的共性。
可快速成型，且适用于注射最小壁厚可达0.45mm的薄
壁复杂制品。
• 但注射时易造成“流涎”。因此喷嘴应采用弹簧针阀式，
以免漏料。同时模具应精密加工以防溢边。注射模应开
冷料穴。脱模斜度应为：型腔20～40’、型芯25～40’。
• （5）聚酰胺熔融状态下稳定性差，易降解而降低制品 性能（尼龙9例外）。故不允许在高温下停留时间过长。
利，1935年制得尼龙66，1938年首先制成尼龙牙刷， 1939年推广到尼龙袜。 • 其后1942年德国法本公司开发了PA6工业化技术； • 1941年杜邦公司开发出PA610；
• 1955年，法国的阿托化学（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；
• 为了进一步改善聚酰胺的性能，近年来常在聚酰胺 中加入减摩剂、稳定剂（碱金属溴盐，亚磷酸酯）、 润滑剂及填料（特别是加人玻璃纤维）等，逐步克 服了一些缺点，并提高了机械强度。

▪ 极高的热稳定性，能在高达270 度的波峰焊锡中不挂锡
PA66
▪ 较一般热塑性树脂具有较高的使 用温度，耐热性优良，耐寒性也 好；
▪ 较高的韧性、刚性和良好的耐 磨性、自润滑性；
▪ 耐油和耐化学性好，有自熄性 （阻燃）；
▪ 加工流动性能好。
缺点：吸水性较大，制品尺寸稳 定性较差。
PA6
PA66
▪ 汽车行业（汽车内外饰 ▪ 汽车行业（发动机、车体）
▪ 熔点260~265℃，玻璃化转变温度 （干态）50℃
▪3
▪ 作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5 万～2万
▪ 尼龙66为半透明或不透明的乳白色、 结晶形、热塑性树脂，常制成圆柱状 粒料
▪ 产量最大、用途最广的品种之一
PA6
己内酰胺
PA66 己二酸 己二胺
C H NO 己内酰胺的分子式是 6 11
大而增大。 吸水率：PA6>PA66>PA610>PA1010>PA11>PA12
质PVC
聚酰胺具有良好的力学性 能：拉伸强度、刚性、抗 冲击性、都较好。但受到 温度和吸水率的影响
温度和吸水率提高：
拉伸强度、硬度下降；冲击强 度提高。
聚酰胺具有很好的耐磨性， 是一种自润滑材料。
沸点 ：136-138 °C
密度： 1.023kg/L(70℃)
水溶解性 :4560 g/L 折射率 :1.4935
2.2己二酸
分子式： HOOC(CH2)4COOH 结构式为： 己二酸为白色单斜晶体，无色无嗅、微酸性，
易溶于甲醇、乙醇，可溶于水和丙酮中，而 微溶于环已烷和苯中，能升华。
分子式： H2N(CH2)6NH2
PA66
3.用重复的二胺或二酸的 1,6-己二胺和1,6-己二酸缩聚所得聚合物称为PA66

尼龙螺丝
拉链
尼龙软管
尼龙手套
尼龙梳子
尼龙布
•
我国聚酰胺工程塑料的主要消费市场是汽车工业、电子
电器、机械部件、交通器材、纺织和包装领域，其中汽车
工业是最大消费领域。随着汽车小型化、电子电气设备高 性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求急剧 上升。但目前国内的生产企业数量少，规模较小，生产能 力有限，产能供不应求。最致命的是生产技术薄弱，大多
尼龙的化学结构通式基本有两种： ⑴由ω-氨基酸自缩聚或它的内酰胺开环聚合制得：
NH ( CH2 )n-1 C O p
⑵由二元酸和二元胺缩聚制得：
NH ( CH2 )m NH C O ( CH2 )n C O p
二元胺和二元酸或二元胺或二元酸中的亚甲基可以 被环状或芳香族化合物取代，也可以是上述结构尼 龙的共聚物。
尼龙首先是作为最重要的合成纤维原料而后发展 为工程塑料。
PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、 耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数 低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维 和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范 围。 根据主链结构可分为脂肪族聚酰胺、半芳香族聚 酰胺、全芳香族聚酰胺、含杂环芳香族聚酰胺、脂 环族聚酰胺。
⑶ 用重复的二胺或二酸的简称表示
如间苯二甲胺 (Metaxylylene diamine) 简称为 MXDA，间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼 龙MXD6；对苯二甲酸英文名为Terephthalic Acid， 己二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为6T，壬二胺 和对苯二甲酸合成的聚合物称为9T。
⑵ 电子电气工业 电子电气行业是PA的消费第二领域，是应用开发 较早的领域。 主要用途是空调、彩电、程控交换机、复印机、 计算机的线圈骨架、接插件、接线柱、高压包、转动 轮、小型变压器等部件；移动电话外壳、电器电源装 置的高低压开关、继电器外壳等。

改善了尼龙的吸水性和尺寸稳定性、耐 热性及耐寒性，冲击强度也比纯尼龙提高几 倍。
超韧PA
冲击强度成倍提高，特别是在低温下具 有良好的韧性。利用GF增强可以制得强度 高，韧性好的产品。
§4-1 聚酰胺
填充PA 填料有碳酸钙，滑石粉，云母，高岭土等。 优点：模量高，提高热变形温度，成本低。 玻纤增强填充PA兼有增强和填充的优点。 目前高填充可达60%，并且加工性能较好。 纳米PA 力学性能与热性能显著提高，热变形温度提高 了一倍多。冲击强度几乎不变，并且尺寸稳定性好， 有阻燃性。
§4-1 聚酰胺
PA分类
PA6、PA66、PA46、PA68、PA610、 PA612、 PA1010及透明尼龙、高强芳香族 PA、耐高温间位芳香族PA、对位芳香族 PA、高冲击PA等。
§4-1 聚酰胺
反应式：
O C NH
O C NH
＋
O C CH2 5 NH
O C CH2 5NH
§4-1 聚酰胺 氢键 氢键是极性很强的X氢键是极性很强的 H键上的氢原子 H键上的氢原子，与另 键上的氢原子， 外一个键上电负性很大 的原子Y上的孤对电子相 的原子 上的孤对电子相 互吸引而形成的一种键 •••Y （X―H••• ） ― •••
中等质量织 物
单向织物
注：拉伸试验的试样宽度为1cm 拉伸试验的试样宽度为
芳纶纤维及其复合材料的应用
航空方面 航天方面 其他军事用途 民用工业 体育用品 最突出的应用方面
§4-1 聚酰胺
§4-1 聚酰胺
应急出口系统构件 机翼前缘 窗框
比玻璃纤维复
天花板 地板
合材料减轻 30％ ％
方向舵 舱门 整流罩 隔板 舱壁 座椅 行李架
拉伸应变（％） 拉伸应变（％）

2. 聚2,2-双（4-氨基环己基）丙烷-壬二酸己二酸三元共聚物（PACP-9/6)
•目前光学性能最好的高分子材料。 •综合力学性能与Trogamid-T相当，但耐热性更好，热变形 温度160oC。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
刚性分子链
酰胺基团间的氢键
作用
3. 性能特点
4. 应用
高强、高模、耐高
耐高温薄膜、耐高
温、耐腐蚀、阻燃、
温绝缘材料、耐辐
电绝缘。不能热塑
射材料、高性能纤
性加工。
维。
聚间苯二酰间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度，是常温时的 60％。
脂肪族PA 芳香族PA
芳纶纤维用于制造防刺扎轮胎 固特异的安特殊轮胎
<七> 加工性能 PA吸水率大，加工前必须干燥 PA的熔体黏度低、流动性好、易成型加
工。主要加工方法是注射和挤出成型。
PA热稳定性差、加工时应避免高温、长 时间。
PA的成型收缩率大；
PA的 优点
1.4 PA的应用与改性
强而韧 质硬 耐磨 自润滑 耐腐蚀 耐油
机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶 轮、螺栓、风扇叶片等。
1. 定义
分子骨架上含有芳环的聚酰胺称为芳 香族聚酰胺。目前工业化的有两大类：
聚间苯二甲酰间苯二胺 （Nomex）
聚对苯二甲酰对苯二胺 芳纶-1414，Kevlax
聚对苯二甲酰胺 芳纶-14，B纤维
全对 位聚 芳酰
胺
2. 结构特征
苯环与酰胺基 团交替排列
苯环自身具有刚性
苯环与酰胺基团共 扼作用（在对位芳 纶中更强）

用途
多用于作 衣料和轮 胎帘子线
（二）聚酰胺的单体
聚酰胺俗称尼龙。系分子主链的重复结构 单元中，含有酰胺基(-CONH-)的一类热塑性 树脂，其单体是己内酰胺（一种环状化合物）
聚酰胺的单体合成与成品
（三）聚酰胺的结构 聚酰胺的分子由许多重复结构单元通过酰 胺键联结起来的线性大分子，在晶体中呈 完全伸展的平面锯齿形结构。 通常纺织纤维用的聚己内酰胺分子量为 14000 ~20000左右。PA-66分子量为 20000~30000。 PA-66的多分散指数为1.85，PA-6为2。
（1)二元酸和二元胺缩聚：如用己二酸与己二胺在乙醇中， 以等摩尔比先制成66盐，在280℃和加压条件下缩聚即得 PA66；用己二胺与癸二酸中和成盐，在加压下间歇或连续 缩聚可得PA610；用己二胺与十二碳二酸可制得PA612。同 样的方法可以制得PA46，PA1010等。
(2)由苯酚或环己烷开环聚合可制得聚酰胺6、聚酰胺12 等。 (3)用w氨基十一碳酸缩聚可得到PA11。而w氨基十一碳 酸可将十一碳烯酸与溴化氢加成再与氨作用制得。
聚酰胺-1010 聚酰胺-610 聚酰胺-6
种类
聚酰胺-12 聚酰胺-66
产量最大
聚酰胺-11
● 聚酰胺的结构、性质和用途大体介绍
单体
Байду номын сангаас结构
聚酰胺的 单体是己 内酰胺（ 一种环状 化合物） 酰胺基的 存在，大 分子形成 氢键，使 分子间作 用力增大
性能
具有耐磨性好、耐 疲劳强度和断裂强 度高、抗冲击负荷 性能优异、容易染 色及与橡胶的附着 力好等突出性能。
一.聚酰胺品种介绍 二.聚酰胺的单体
三.聚酰胺的结构
四.聚酰胺的合成 五.聚酰胺的性质

（二）、聚酯的生产原理与工艺
1、聚酯合成的工艺路线
（2）对苯二甲酸用乙二醇直接酯化路线 （直接酯化法）
对苯二甲酸双羟乙酯
（二）、聚酯的生产原理与工艺
（3）环氧乙烷酯化聚酯路线
（环氧乙烷法）
该路线是1973年开始工业化生产的。 该路线具有成本低；产物低聚物少，
容易精制；设备利用率高，辅助设备少等 优点。如采用高纯度的对苯二甲酸和环氧 乙烷进行反应，其产物可不经过精制就可 以直接用于缩聚成聚酯。
是已二酸与已二胺的缩聚物，是最 早实现工业生产的聚酰胺品种，也是 产量最大。。
H
HO
O
N (CH2)6 N C (CH2)4 C n
第五节 锦纶纤维
1 聚酰胺-66（锦纶-66）的生产
主要原料:已二酸、已二胺
生产原理:需要严格控制两种单体
配料比，才能得到高相对分子质量
的高聚物。
生产上采用：缩聚反应前，
（二）、聚酯的生产原理与工艺
该树脂可以作为纺丝或工程塑料的原料。
酯交换路线是传统的方法，因工艺技术成熟，所以至今在工业生产中仍占有相当的地位。
1所、用聚的酯反合应成器的是工主两艺直要路形线用管，于前生者供产纺丝用，后采用直管形反应
（工产二艺物） 技 低、术聚聚成物酯熟少的，，相 的 所生所容产以易用对 聚原至精的粘 酰理今制反与在；度-6工工应较树艺业器生脂低产，中仍占有器 已 高 聚相当，二粘合的助酸度后地剂，的的位。为制树熔水备脂体和较。可
为直形VK管和
直接纺丝，也可
U形VK管。
铸带切片。
所用的反应 器是两直形 管，前者供 纺丝用，后
者供注塑成 型用。
将常压法制备 树脂，经苯萃 取除去单体和 低分子物，经 回转式真空干 燥鼓，在190～