通用工程塑料PPT课件
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PA的共缩聚常指在内酰胺或氨基酸进行的 均缩聚中加入第二种单体，以及在二元胺和 二元酸进行的混缩聚中加入第三种单体的聚 合反应。如尼龙-66/6（60：40），表示由 60%的66和40%的己内酰胺所制得；尼龙66/610（50：50），表示由等质量的66和610 所得。
上述共缩聚的产物称为共聚尼龙，具有独 特的性能。
加工性能，可采用一般热塑性塑料的加工 方法来成型，如注塑、挤出、吹塑、模压 等，也可采用特殊的工艺来成型，如烧结、 浇铸、涂覆等。其中以注塑成型应用最为 广泛，约占其制品总量的65%。
2020/5/20
1、注塑成型与制品 通过注塑成型可以制得各种形状复
杂、尺寸精度较高的PA制品。由于PA 的品种较多，各类注塑制品在材料选择 上既要注意其共性，又要了解各种品种 的特性，根据实际使用环境和条件进行 选用。例如，作为耐磨和自润滑材料， PA齿轮在各方面得到了广泛应用。
2020/5/20
除齿轮外，PA还用来制造轴承、轴 瓦、凸轮、滑块、涡轮、接线柱、滑轮、 导轨、脚轮、螺栓、螺母等，广泛用于 汽车、机械、电子电器、精密仪器等工 业。
2020/5/20
2、挤出成型与制品 挤出制品占PA塑料制品总量的25%左
右，产品有薄膜、管材、棒材、单丝、片材 等。生产薄膜主要采用PA-6、PA-66以及 PA66/PA-6共聚物。
什么内酰胺？
什么是氨基酸？
百度文库
N(H C 2)H C + H O 2O H 2N(2)C 5CH O
2020/5/20
2、由二元胺和二元酸缩聚成聚酰胺
[ N H ( C H 2 ) x N H C O ( C H 2 ) Y - 2 C O ] n
这类聚酰胺的结构通式中含有X和Y两个 数字 ，其中X表示二元胺中的碳原子数，Y表 示二元酸中的碳原子数，称为聚酰胺XY （PA-XY），如由己二胺和己二酸合成的聚 酰胺称为聚酰胺66或PA-66，由癸二胺和癸二 酸合成的聚酰胺称为聚酰胺1010或PA-1010。
2020/5/20
（2）熔融后，熔体黏度低，流动性 大，在成型加工中应防止流涎和溢边 现象的发生。 （3）熔融伏态的PA热稳定性差，易 降解和氧化，故应严格控制物料温度 和在高温下的停留时间。一般成型加 工温度高于PA熔点5～50℃，受热时 间不宜超过半小时。
2020/5/20
（4）PA的结晶性使其具有较大的成型收 缩率，一般为1.5%～2.5%。
2020/5/20
共聚尼龙: 破坏了尼龙原有的结构，失去结晶
能力，材料具有较好的韧性，是耐磨 的弹性材料。
2020/5/20
二、聚酰胺的结构特征
1．聚酰胺的分子结构
（1）PA 分 子 链 上 具 有 极 性 酰 胺 基 （ — CONH—），大分子链之间形成氢键，使PA分 子间的作用力增大，是典型的极性高聚物， 具有较高的力学强度。
2020/5/20
（3） 优良的耐磨性是PA力学性能的一 个显著特点，且具有自润滑性。
其中尤以PA-1010的耐磨性最佳。它的密 度约为铜的1/7，而耐磨性却是铜的8倍。各种 PA的摩擦系数差别不大，通常在0.1～0.3之间。 因而PA是生产耐磨塑料零件的常用材料。
添加二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末等， 可进一步提高PA的耐磨性。
与其它薄膜相比，PA薄膜的力学强度高， 气密性好，尤其是对香味、油脂和氧的阻隔 性能突出，但成本稍高，主要用于价值较高 的食品包装，如肉类、奶酪和药品等。
2020/5/20
棒材: 经过二次加工制成各种工业配件。
2020/5/20
3、单体浇铸尼龙（MC尼龙）
单体浇铸尼龙（MC尼龙）与本体聚 合PMMA相似，是聚合与成型一体化的方 法。其产品相对分子质量高，力学性能比 一般PA制品大，可生产大型大型齿轮、高 负荷轴承、辊轴、导轨等。
2020/5/20
三、聚酰胺的主要性能
1、物理性能
（1）PA无毒、无味、不霉烂，外观为半透
明或不透明的乳白色或淡黄色结晶粒料。密
度一般在1.02～1.36g/cm3之间。
（2）不易燃烧，离火自熄，燃烧时伴有角
质燃烧的味道。
（3）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品
种，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸
2020/5/20
2020/5/20
2020/5/20
2020/5/20
2020/5/20
2020/5/20
轴套
2020/5/20
*力学性能对吸水率有较大依赖性； *吸水给成型加工带来困难。
2020/5/20
2．聚酰胺的结晶性
（1）PA是典型的结晶塑料品种，结晶度 35%左右。
PA大分子链中极性的酰胺基团空间排列 规整，分子间作用力强，因而具有较高的 结晶能力。结晶进一步提高了其强度。
（2）共聚尼龙因分子链规整性和氢键遭 到较大程度的破坏，结晶能力大大下降，结 晶度低，具有较好的韧性和透明性。
因此，PA不适合作为高频和在潮湿 环境下工作的电绝缘材料。
2020/5/20
6．成型加工性能 （1） PA易吸水率，吸水率较高的物料， 成型中制品表面出现气泡、银丝、斑纹， 力学性能和电性能也显著降低。
成型前必须对树脂进行干燥，使吸 水率降低至0.2%以下。
为避免氧化，通常采用真空干燥法， 干燥温度80～100℃，干燥时间6～l0h。
（2）PA分子链的酰胺基之间嵌有非极性的 亚甲基结构，极性和非极性共存的结构使PA 宏观上表出坚而韧的性质。
2020/5/20
（3）PA虽常用塑料中最易吸水的塑料品种 酰胺基是亲水基团，因而PA的吸湿性大，
其吸水率随分子结构中酰胺基的密度增加而 增大 。
*吸水后发生尺寸变化，降低制品尺 寸稳定性；
2020/5/20
聚酰胺
一、聚酰胺的合成与命名
聚酰胺（PA，俗称尼龙）是指大分子链结 构单元中含有酰胺基的一类聚合物的总称。
OH
2020/5/20
CN
1、由氨基酸或相应的内酰胺合成聚酰胺
[NH(CH 2)x-1CO ]n
这类聚酰胺的通式中X为氨基酸或内酰胺分 子中的碳原子数，称为聚酰胺x（PA-x）或尼 龙x。该类PA中最常用的是聚己内酰胺，它是 己内酰胺开环缩聚的产物，称为聚酰胺6（PA6）或尼龙6。
胺类和酚类稳定剂可明显提高其耐候性， 并使耐热性也能得到改善。
作为工程塑料品种，一般使用环境 较为温和，不易老化。
2020/5/20
5、电性能
PA在低温及低湿度条件下是较好的 电绝缘体，体积电阻率达1×1013～ 8×1014Ω·cm，但温度及湿度增加时， 绝缘性能恶化。
这主要是PA分子链中含有极性酰胺 基易吸水所至。
通用工程塑料
2020/5/20
工程塑料的特点是：
工程塑料具有更高的力学强度，能 经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环 境条件，具有较高的尺寸稳定性，可在 工程中作为结构材料，广泛应用于机械、 电子、汽车及航天航空等领域。
工程塑料中开发利用最早的品种是 聚酰胺，在20世纪40年代主要用作纤维， 50年代后期逐渐用作工程塑料。
什么是二元胺？
什么二元酸？
H O ( C H 2 ) 4 O C + 2 O C N H 2 ) 6 N O ( 2C H - O H H 2 ) 4 O C O - H 3 + N O C 2 ) 6 N ( ( 3 + C C
2020/5/20
3、由多种二元胺、二元酸或内酰胺 进行共缩聚制得聚酰胺
水率下降。 2020/5/20
？
2．力学性能 （1）PA是典型的硬而韧聚合物，综合性
能优于前面介绍的各种通用塑料，是最早 使用的工程塑料品种。
几种PA的综合力学性能见表6-1。 （2）不同品种的PA力学性能有较大差异， 这主要取决于大分子链中酰胺基团的含量。
如何比较PA66与PA1010及PA6与 PA12的力学强度？
2020/5/20
（4） PA具有良好的耐疲劳性，在12～ 40MPa交变循环应力作用下的疲劳寿命达 l07次，与铸铁和铝合金等金属材料相当， 显示了适宜于制做承受循环载荷部件的特 性。
若用玻璃纤维增强可以有效地改善其耐 疲劳性，增强PA的疲劳强度约为未增强PA 的2.5倍。见表6-3 。
2020/5/20
2020/5/20
3．相对分子质量
PA相对分子质量不高，一般不超过5万， 常用的PA品种在1.5 ～ 3万。
增加PA的相对分子质量可提高其力学强 度、耐热性和尺寸稳定性。但过高的相对分 子质量会使其合成较困难。
尽管PA的相对分子质量不高，但仍具有 工程塑料的优良性能。？
由于大分子间能形成氢键和结晶
对于使用温度高于80℃或精度要求较高 的制品，成型后可以进行后处理：
退火处理： 将制品置于高于使用温度20℃的非氧化
性油中停留适当时间，通常不超过半小时； 调湿处理：
将制品放入水或醋酸钾水溶浓中进行调湿 处理，调湿温度为80～121℃，时间随制品的 厚度而定。
2020/5/20
四、聚酰胺的成型加工与应用 PA的品种虽多，但都具有相似的成型
3．热性能 （1） PA的熔融温度范围窄，具有
较明晰的熔点，通常在180～280℃。？
PA66的熔点约为260℃ PA1010约为 180℃
PA6约为220℃
PA9约为 175℃
（2）长期使用温度却不高，一般不超 过100 ℃，温度过高易产生氧化 。
2020/5/20
4、耐侯性 PA的耐侯性一般。通常加入炭黑、
上述共缩聚的产物称为共聚尼龙，具有独 特的性能。
加工性能，可采用一般热塑性塑料的加工 方法来成型，如注塑、挤出、吹塑、模压 等，也可采用特殊的工艺来成型，如烧结、 浇铸、涂覆等。其中以注塑成型应用最为 广泛，约占其制品总量的65%。
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1、注塑成型与制品 通过注塑成型可以制得各种形状复
杂、尺寸精度较高的PA制品。由于PA 的品种较多，各类注塑制品在材料选择 上既要注意其共性，又要了解各种品种 的特性，根据实际使用环境和条件进行 选用。例如，作为耐磨和自润滑材料， PA齿轮在各方面得到了广泛应用。
2020/5/20
除齿轮外，PA还用来制造轴承、轴 瓦、凸轮、滑块、涡轮、接线柱、滑轮、 导轨、脚轮、螺栓、螺母等，广泛用于 汽车、机械、电子电器、精密仪器等工 业。
2020/5/20
2、挤出成型与制品 挤出制品占PA塑料制品总量的25%左
右，产品有薄膜、管材、棒材、单丝、片材 等。生产薄膜主要采用PA-6、PA-66以及 PA66/PA-6共聚物。
什么内酰胺？
什么是氨基酸？
百度文库
N(H C 2)H C + H O 2O H 2N(2)C 5CH O
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2、由二元胺和二元酸缩聚成聚酰胺
[ N H ( C H 2 ) x N H C O ( C H 2 ) Y - 2 C O ] n
这类聚酰胺的结构通式中含有X和Y两个 数字 ，其中X表示二元胺中的碳原子数，Y表 示二元酸中的碳原子数，称为聚酰胺XY （PA-XY），如由己二胺和己二酸合成的聚 酰胺称为聚酰胺66或PA-66，由癸二胺和癸二 酸合成的聚酰胺称为聚酰胺1010或PA-1010。
2020/5/20
（2）熔融后，熔体黏度低，流动性 大，在成型加工中应防止流涎和溢边 现象的发生。 （3）熔融伏态的PA热稳定性差，易 降解和氧化，故应严格控制物料温度 和在高温下的停留时间。一般成型加 工温度高于PA熔点5～50℃，受热时 间不宜超过半小时。
2020/5/20
（4）PA的结晶性使其具有较大的成型收 缩率，一般为1.5%～2.5%。
2020/5/20
共聚尼龙: 破坏了尼龙原有的结构，失去结晶
能力，材料具有较好的韧性，是耐磨 的弹性材料。
2020/5/20
二、聚酰胺的结构特征
1．聚酰胺的分子结构
（1）PA 分 子 链 上 具 有 极 性 酰 胺 基 （ — CONH—），大分子链之间形成氢键，使PA分 子间的作用力增大，是典型的极性高聚物， 具有较高的力学强度。
2020/5/20
（3） 优良的耐磨性是PA力学性能的一 个显著特点，且具有自润滑性。
其中尤以PA-1010的耐磨性最佳。它的密 度约为铜的1/7，而耐磨性却是铜的8倍。各种 PA的摩擦系数差别不大，通常在0.1～0.3之间。 因而PA是生产耐磨塑料零件的常用材料。
添加二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末等， 可进一步提高PA的耐磨性。
与其它薄膜相比，PA薄膜的力学强度高， 气密性好，尤其是对香味、油脂和氧的阻隔 性能突出，但成本稍高，主要用于价值较高 的食品包装，如肉类、奶酪和药品等。
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棒材: 经过二次加工制成各种工业配件。
2020/5/20
3、单体浇铸尼龙（MC尼龙）
单体浇铸尼龙（MC尼龙）与本体聚 合PMMA相似，是聚合与成型一体化的方 法。其产品相对分子质量高，力学性能比 一般PA制品大，可生产大型大型齿轮、高 负荷轴承、辊轴、导轨等。
2020/5/20
三、聚酰胺的主要性能
1、物理性能
（1）PA无毒、无味、不霉烂，外观为半透
明或不透明的乳白色或淡黄色结晶粒料。密
度一般在1.02～1.36g/cm3之间。
（2）不易燃烧，离火自熄，燃烧时伴有角
质燃烧的味道。
（3）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品
种，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸
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轴套
2020/5/20
*力学性能对吸水率有较大依赖性； *吸水给成型加工带来困难。
2020/5/20
2．聚酰胺的结晶性
（1）PA是典型的结晶塑料品种，结晶度 35%左右。
PA大分子链中极性的酰胺基团空间排列 规整，分子间作用力强，因而具有较高的 结晶能力。结晶进一步提高了其强度。
（2）共聚尼龙因分子链规整性和氢键遭 到较大程度的破坏，结晶能力大大下降，结 晶度低，具有较好的韧性和透明性。
因此，PA不适合作为高频和在潮湿 环境下工作的电绝缘材料。
2020/5/20
6．成型加工性能 （1） PA易吸水率，吸水率较高的物料， 成型中制品表面出现气泡、银丝、斑纹， 力学性能和电性能也显著降低。
成型前必须对树脂进行干燥，使吸 水率降低至0.2%以下。
为避免氧化，通常采用真空干燥法， 干燥温度80～100℃，干燥时间6～l0h。
（2）PA分子链的酰胺基之间嵌有非极性的 亚甲基结构，极性和非极性共存的结构使PA 宏观上表出坚而韧的性质。
2020/5/20
（3）PA虽常用塑料中最易吸水的塑料品种 酰胺基是亲水基团，因而PA的吸湿性大，
其吸水率随分子结构中酰胺基的密度增加而 增大 。
*吸水后发生尺寸变化，降低制品尺 寸稳定性；
2020/5/20
聚酰胺
一、聚酰胺的合成与命名
聚酰胺（PA，俗称尼龙）是指大分子链结 构单元中含有酰胺基的一类聚合物的总称。
OH
2020/5/20
CN
1、由氨基酸或相应的内酰胺合成聚酰胺
[NH(CH 2)x-1CO ]n
这类聚酰胺的通式中X为氨基酸或内酰胺分 子中的碳原子数，称为聚酰胺x（PA-x）或尼 龙x。该类PA中最常用的是聚己内酰胺，它是 己内酰胺开环缩聚的产物，称为聚酰胺6（PA6）或尼龙6。
胺类和酚类稳定剂可明显提高其耐候性， 并使耐热性也能得到改善。
作为工程塑料品种，一般使用环境 较为温和，不易老化。
2020/5/20
5、电性能
PA在低温及低湿度条件下是较好的 电绝缘体，体积电阻率达1×1013～ 8×1014Ω·cm，但温度及湿度增加时， 绝缘性能恶化。
这主要是PA分子链中含有极性酰胺 基易吸水所至。
通用工程塑料
2020/5/20
工程塑料的特点是：
工程塑料具有更高的力学强度，能 经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环 境条件，具有较高的尺寸稳定性，可在 工程中作为结构材料，广泛应用于机械、 电子、汽车及航天航空等领域。
工程塑料中开发利用最早的品种是 聚酰胺，在20世纪40年代主要用作纤维， 50年代后期逐渐用作工程塑料。
什么是二元胺？
什么二元酸？
H O ( C H 2 ) 4 O C + 2 O C N H 2 ) 6 N O ( 2C H - O H H 2 ) 4 O C O - H 3 + N O C 2 ) 6 N ( ( 3 + C C
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3、由多种二元胺、二元酸或内酰胺 进行共缩聚制得聚酰胺
水率下降。 2020/5/20
？
2．力学性能 （1）PA是典型的硬而韧聚合物，综合性
能优于前面介绍的各种通用塑料，是最早 使用的工程塑料品种。
几种PA的综合力学性能见表6-1。 （2）不同品种的PA力学性能有较大差异， 这主要取决于大分子链中酰胺基团的含量。
如何比较PA66与PA1010及PA6与 PA12的力学强度？
2020/5/20
（4） PA具有良好的耐疲劳性，在12～ 40MPa交变循环应力作用下的疲劳寿命达 l07次，与铸铁和铝合金等金属材料相当， 显示了适宜于制做承受循环载荷部件的特 性。
若用玻璃纤维增强可以有效地改善其耐 疲劳性，增强PA的疲劳强度约为未增强PA 的2.5倍。见表6-3 。
2020/5/20
2020/5/20
3．相对分子质量
PA相对分子质量不高，一般不超过5万， 常用的PA品种在1.5 ～ 3万。
增加PA的相对分子质量可提高其力学强 度、耐热性和尺寸稳定性。但过高的相对分 子质量会使其合成较困难。
尽管PA的相对分子质量不高，但仍具有 工程塑料的优良性能。？
由于大分子间能形成氢键和结晶
对于使用温度高于80℃或精度要求较高 的制品，成型后可以进行后处理：
退火处理： 将制品置于高于使用温度20℃的非氧化
性油中停留适当时间，通常不超过半小时； 调湿处理：
将制品放入水或醋酸钾水溶浓中进行调湿 处理，调湿温度为80～121℃，时间随制品的 厚度而定。
2020/5/20
四、聚酰胺的成型加工与应用 PA的品种虽多，但都具有相似的成型
3．热性能 （1） PA的熔融温度范围窄，具有
较明晰的熔点，通常在180～280℃。？
PA66的熔点约为260℃ PA1010约为 180℃
PA6约为220℃
PA9约为 175℃
（2）长期使用温度却不高，一般不超 过100 ℃，温度过高易产生氧化 。
2020/5/20
4、耐侯性 PA的耐侯性一般。通常加入炭黑、