聚酰胺性质和生产工艺
聚酰胺的合成方法和应用及其进展)
如尼龙6和尼龙66的共聚尼龙称为6/66;若主要 成分为尼龙66,则称为66/6。
(1) 汽车工业
汽车工业是聚酰胺工程塑料最大的消费市场。PA具 有较好的机械性能和耐热稳定性,是制造强度高、耐热 性好零件的理想材料。
PA具有较好的耐热性,可经受汽车发动机运转等产 生的高温和环境产生的高、低温变化;有优良的耐油性 ,可以经受汽车上使用的汽油、机油、齿轮油、制动油 和润滑油;耐化学药品腐蚀,不受汽车冷却液、蓄电池 液等的腐蚀;具有高强度,是汽车发动机、传动部件及 受力结构部件的理想材料。
⑷ 办公和家用电器
⑸ 包装工业
包装工业(保鲜、贮存)使用PA是近年开发的一个热 门领域。消费品市场中需求最大的是PA6薄膜。
⑹ 交通运输
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 依靠从国外成套引进聚合设备和专利技术,发展受限。因 此,亟待国内的生产企业及科研院所提高聚酰胺产品的自 主研发能力,加大技术投入,奋起直追,以满足国内快速 增长的市场需求。
• 汽车及电子电器行业的快速发展不仅对聚酰胺的需求 量有要求,对各方面的性能也提出了更高的标准,然 而尼龙的固有缺点限制了其应用领域。因此,需要采 取适当的手段进行改性来提高某些性能,以满足相关 行业发展的要求。目前的改性方法主要有增强、增韧、 阻燃、导热、耐磨及合金化等,还需要进一步研究更 实用、经济、有效的改性手段来实现尼龙复合材料的 高性能化与功能化,进而促进相关行业产品向高性能、 高质量方向发展。
聚酰胺简介
PA11 为热塑性塑料,可用注塑、挤出、吹塑、旋转及涂敷等发法加工。 (1)加工特性 ①PA11 加工前需要干燥处理,将含水量降到 0.1%以下。干燥条件为:温度 80~100℃,时间 3~5h, 料层厚度 20mm 以下。 ②PA11 熔体接近牛顿流体,即随剪切速率增大,熔体粘度下降。但不同牌号的 PA11 下降幅度不同, 高分子量 PA11 下降明显,而低分子量 PA11 下降缓慢。 ③PA11 在高温有氧、氮存在下易发生氧化降解,因此加工温度不能太高,一般不易超过 290~300℃, 并避免在高温下停留时间过长。 ④PA11 的回收料加入量不应大于 20%。 (2)加工方法
78
①注塑
料筒温度和喷嘴温度
料筒温度/℃ 后中
低分子 PA11 中分子 PA11
200 215 210 225
高分子 PA11 增塑 PA11
230 250 210 220
模具温度
30%GFPA11 PA11
30~40℃
240 260
注塑压力
GFPA11 PA11 GFPA11
90~100℃ 40~70MPa 70~100MPa
PA 在加工中易产生内应力,应进行退火处理;具体条件为缓慢升温到 160~190℃,停留 15min 后,缓 慢冷却即可。
2、加工方法
PA 可用注塑、挤出及吹塑等方法成型。 (1)注塑 PA 的粘度低、易流动,应用自锁喷嘴,模具要考虑排气。 具体的注塑工艺条件为:料筒温度 160~280℃,喷嘴温度 180~260℃,模具温度 40~60℃,注塑压力 70~130MPa。 (2)挤出 选用排气式挤出机,L/D18~22/1,压缩比 3.2~4.1。 挤出的工艺条件为:料筒温度 200~280℃,机头温度 210~250℃,口模温度 200~210℃,挤出压力 3.5MPa,螺杆转速 60r/min。
聚酰胺纤维
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:一次投料、混合、聚合、排料、 水冷、经铸带、切粒、洗涤、干燥。 连续聚合:混合、熔融、过滤、单体贮罐、 聚合、排料、冷却、切粒、洗涤、干燥。
3、mp型聚酰胺的加工技术
原料: 己二酸和己二胺缩聚制得。 生产工艺: 通常采用熔融缩聚的方法,以尼龙66盐作为中间 体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。 目前工业生产聚己酰己二胺有间歇缩聚和连续缩聚两 种方法。 间歇缩聚;聚酰胺66间歇缩聚包括溶解、调配、缩聚、 铸带、切粒等工序。
2、mp型聚酰胺的缩聚
是由二元胺和二元酸缩聚而得 -[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]- 命名-尼龙x(y+2) m是二元胺中的碳原子数;p是二元酸中的碳原子数。这类聚 酰胺被称为“酰胺mp”:例如聚酰胺66(尼龙66)
3、p型聚酰胺的加工技术
原料: 己内酰胺 反应机理 (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的齐 聚物。 (2)链的增长:主要是齐聚物之间的缩聚,也 伴随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,使分子量重新分布,最后根据反应 条件(如温度、水分及分子量稳定剂的用量等)达到 一定的动态平衡,聚合物的平均分子量也达到一定 值。
新型合成纤维 之 聚酰胺纤维(锦纶)
班级:高材131 姓名:梁小春 学号:20130401111002
目录
一、聚酰胺纤维简介 二、聚酰胺纤维原料及其加工技术 三、聚酰胺纤维结构与性质 四、聚酰胺纤维应用领域 五、聚酰胺纤维发展前景 六、参考文献
一、聚酰胺纤维简介
到目前为止,世界上所研究出的新型合成纤维主要有聚 乳酸纤维、PTT纤维、氨纶纤维、水溶性纤维、聚酰胺纤维、 聚酯纤维、聚丙烯氰纤维、聚乙烯醇缩甲醛纤维等。在我国, 主要以后四种为主,接下来我们就一起来了解下聚酰胺纤维。 1、定义 聚酰胺(俗称尼龙、锦纶)是指分子主链上含有酰胺基 团(-NHCO-)的高分子化合物。英文为polyamide,缩写为PA。 2、发展历程 聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料,尼龙(Nylon) 的俗称就是来自与此。尼龙的最早发明商——美国杜邦公司 曾宣传:尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。 1960年左右,聚酰胺开始被用做一种“工程塑料”。
聚酰胺
7
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
8
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。
聚酰胺合成工艺
各种聚合方法的比较
聚合方法 工艺特点
常 压 连 续 1个聚合管,常压操作DCS控制,生产高粘度2.7,聚合时
法
间:20-22h,回收系统采用三效蒸发提浓,适应生产民用
丝。
二段法
2个聚合管,加压与减压操作,DCS控制,生产最高粘度 3.5,聚合时间:13-14h,回收系统采用二效蒸发,聚合 分子量均匀,适应生产工业用丝。
间 歇 式 高 工艺灵活,便于更换产品,可生产PA6和PA66,缺点:已 压釜法 内酰胺损耗比连续生产法高1.5%左右,自动化程度低,适
应生产小批量、多品种工程塑料级切片。
固 相 后 缩 必须用高纯N2,粘度可从2.5增到4以上,工艺要求,设备
聚法
造价高。适应生产薄膜、塑料级高粘度切片。
多 段 连 续 聚合时间短,聚合物粘度高,工艺独特,缺点:设备复杂,
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m+n-1
H2O
(CH2 )5
COOH
n-1
④ 链交换反应 包括(A)聚合物链之间交换反应,(B)聚合物
分子链与另一聚合物氨端基之间的交换反应,(C)聚合物分子链与 另一聚合物羧端基间的交换反应。
R1 CO NH R2
+
R3 NH- CO R4
+ H2N ( CH2 )5 COOH
CO
+ H2N
R COOH
HN
(CH2 )5
CO
H2N ( CH2 )5 CONH ( CH2 )5 COOH
放热 H2N
( CH2 )5 CONH
聚酰胺合成工艺
概述1.1聚酰胺的定义聚酰胺(oolyamide,PA,)通常成为尼龙(Nylon)它是在聚合物大分子链中含有重复解构单元先按基团的聚合物总称,主要由二元酸与二元胺或氨基酸内酰胺经缩聚或自聚而得,是开发最早、使用量最大的热塑性工程材料。
它是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。
20世纪50年代开始开发和生产注塑制品,以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。
聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,用作合成纤维时我们称为锦纶,聚酰胺可由二元胺和二元酸制取,也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。
根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同,可制得多种不同的聚酰胺,目前聚酰胺品种多达几十种,其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。
1.2聚酰胺(PA)的发展简史1.3聚酰胺6/66(PA6/66)、结构及性能结构PA6和PA66实质上是异构体,PA6和PA66化学结构式分别为:、两者具有相同的分子式(C6H11ON)n,他们之间的主要区别在于聚合物长链中氨基的空间位置和方向不同。
由下图可知,在PA66中,碳酰氨基团沿聚合物长链交错排列,其空间位置呈现“6—4—6—4”重复排列模式,这样每个官能团都恩那个在没有分子变形的情况下形成氢键,而在PA6中,所有氨基被5个亚甲基单元隔开,两个碳酰胺基团仅形成一个氢键。
正因为这种不同的分子结构导致了聚合物性能上的差异。
PA66的熔点比PA6高,而吸水性比PA6低,熔融温度和结晶行为也有所不同。
性能PA6树脂为半透明或步透明的乳白结晶形聚合物,具有优良的弹性、强度、耐磨、耐冲击、耐化学腐蚀、耐油性,熔点高、摩擦系数小、自润滑性好、延伸率高、易于加工且生产成本低。
PA66的性能及应用与PA6相仿,它比PA6熔点高、耐热优良,弹性模量较高,吸水率低于PA6。
表为PA6和PA66基本性能。
表为PA6和PA66性能特点。
第5章第2节 聚酰胺
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m-1
H2N (CH2 )5 CONH
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m+n-1
H2O
(CH2 )5
COOH
n-1
④ 链交换反应 包括(A)聚合物链之间交换反应, (B)聚合物分子链与另一聚合物氨端基之间的交换反应 (C)聚合物分子链与另一聚合物羧端基间的交换反应。
聚酰胺-6
由己内酰胺开环或ω-氨基己酸 经缩聚反应而制得的合成纤维
锦纶-6
尼龙-6
卡普隆
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(二)聚酰胺-6的生产原理与工艺
• 1、聚合机理:
• 聚酰胺-6的聚合机理分为:
尼龙6的聚合
水解聚合(分子量易于调节;大规模) 碱性阴离子聚合 固相聚合 插层聚合
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O
+ OC ( CH2 )5 N C ( CH2)5 NH2 OC ( CH2 )5 N-
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1、聚合机理:
综合式
OC
+ ( CH2 )5 N-
OC
( CH2 )5
NH
O
OC ( CH2 )5 N C ( CH2)5 NH
H
n+1
③平衡反应与结晶过程 由于阴离子聚合反应在聚合物 熔点以下进行,聚合后期的反应特征是在分子量迅速 增长的同时,伴随聚合物结晶和凝固。
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燃料供给泵
发动机装饰盖板
车门锁1传5%动玻璃2器5纤%玻维璃增纤强维PA增6 强
聚酰胺生产工艺
聚酰胺生产工艺
聚酰胺是一种高分子化合物,广泛应用于纺织、塑料、化妆品等行业。
聚酰胺的生产工艺主要包括以下几个环节:原料准备、聚合反应、纺丝、固化和后处理。
首先是原料的准备。
聚酰胺的原料主要有二甲基亚胺(DMA),切切30%浓度硫酸、聚酸(如:对苯二甲酸)、
一亚胺类化合物(如:脂环胺)等。
这些原料需要按照一定的配比准备好,以满足生产的需要。
第二是聚合反应。
首先将切切30%浓度硫酸加入到反应釜中,加热至80℃左右,然后将聚酸加入到反应釜中进行缩聚反应。
反应过程中需控制好反应温度和时间,以保证聚合反应的效果。
反应过程中,还需要加入适量的催化剂,如:甲酰氯等。
第三是纺丝。
将聚合反应得到的粘性液体通过纺丝机器进行纺丝。
纺丝时可以根据不同的需求选择不同的纺丝方式,如湿法纺丝、干法纺丝等。
纺丝的目的是将聚合反应得到的液体形成连续的纤维。
第四是固化。
将纺丝得到的聚酰胺纤维进行固化处理。
固化可以通过多种方式进行,如热固化、辐射固化等。
这一步的目的是提高聚酰胺纤维的力学性能和稳定性。
最后是后处理。
将固化后的聚酰胺纤维进行后处理,如洗净、干燥等。
后处理的过程中要保证纤维的质量和外观。
总结起来,聚酰胺的生产工艺包括原料准备、聚合反应、纺丝、固化和后处理等环节。
每个环节都需要严格控制条件和参数,以保证产品的质量和性能。
生产工艺的改进和优化可以提高生产效率和产品质量,同时降低生产成本。
pa66生产工艺
pa66生产工艺PA66(聚酰胺66)是一种广泛应用于工业领域的高性能塑料。
下面将介绍PA66的生产工艺。
1. 原料准备:PA66的主要原料是己内酰胺和己内酰胺-6,这两种原料按照一定比例混合,并添加一定量的稳定剂、增强剂和润滑剂。
2. 预处理:将原料放入预处理设备中进行干燥,以去除原料中的水分和其他杂质。
通常使用真空烘箱或干燥机进行预处理。
3. 聚合反应:将预处理后的原料投入到聚合反应器中。
聚合反应器通常是一个密闭的容器,内部温度和压力会被控制在一定范围内。
在高温和高压的条件下,原料中的己内酰胺分子与己内酰胺-6分子通过缩合反应形成长链聚合物,即PA66。
4. 聚合物处理:聚合反应结束后,聚合物会经过凝固和粉碎工序进行处理。
首先,将聚合物从聚合反应器中取出,经过冷凝器冷却,使其凝固。
然后,将凝固的聚合物进行粉碎,使其成为粒状物料,便于后续的加工和成型。
5. 成型加工:经过粉碎的聚合物可通过注塑成型、挤出成型、吹塑成型等工艺进行加工。
其中,注塑成型是最常用的一种工艺,它通过加热聚合物粒状物料,使其熔化并注射到模具中,冷却后得到所需的PA66制品。
6. 后处理:制品经过成型后,还需要进行后处理工序,以使其具备所需的物理、化学性能。
后处理主要包括热处理、冷却、去毛刺、喷漆等工艺。
7. 质量检验:对成型后的PA66制品进行质量检验,包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。
只有通过了质量检验的PA66制品才能进入下一个环节。
8. 包装和储存:通过包装将成品PA66制品进行包装,然后进行存储和运输。
以上就是PA66的生产工艺。
PA66作为一种高性能塑料,在汽车、电子、机械等领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步,PA66的生产工艺也在不断改进和创新,以满足不断增长的市场需求。
聚酰胺(pa)材料技术要求
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聚酰胺生产技术 聚酰胺聚合原理
聚酰胺生产技术
7
高聚物生产技术
3、链平衡
此阶段主要是链交换反应,各种不同长度的长链分子
上的酰胺键受到端羟基和端氨基的作用进行酸解和氨解,
从而引起链交换。同时反应体系内进行着水解和缩聚反应。
由于在体系中同时存在着上述反应,使分子量进行重新分
布,最后根据反应条件(如温度、水分、分子量稳定剂用
量),使体系达到动态平衡,使聚合物的平均分子量达到
聚酰胺生产技术
5
高聚物生产技术
二、聚酰胺合成机理 1、链引发与加成
阴离 子活 性种 (Ⅱ)
己内酰胺在一定温度下与水反应水解成ω-氨基己酸, 在此阶段氨基己酸的加成反应是主要的。
聚酰胺生产技术
6
高聚物生产技术
2、链增长
主要是上阶段生长的短链分子间通过缩聚 形成长链分子。在此阶段还会有少量的引发 和加成反应进行,但以缩聚反应为主。
一定值。
聚酰胺生产技术
8
聚酰胺生产技术
2
高聚物生产技术
2、聚酰胺6合成
水
己内酰胺
PA-6
机理:开环逐步聚合
聚酰胺生产技术
3
高聚物生产技术
二、开环聚合 1、开环聚合定义
环状单体在引发剂或催化 剂作用下开环后聚合,形成线 形聚合物的反应。 反应通式
ห้องสมุดไป่ตู้
在环状单体中, R为烷基, X为杂原子O, S, N, P, Si 或-CONH-,-COO-,-CH=CH-等。
聚酰胺生产技术
4
高聚物生产技术
2、开环聚合特点
❖与缩聚物相似,聚合过程无双键断裂, 生成大部分开环聚合物属于杂链高分子, 多数存在聚合-解聚的可逆平衡; ❖与烯烃加聚相似,无小分子(无副产物 ),聚合物与单体的元素组成相同,活性 中心较稳定;
聚酰胺简介3
聚酰胺简介(3)7.5.7 PA纳米复合材料纳米复合材料(NC)是指分散相尺度至少有一维小于l00nm的复合材料,由于纳米分散相大的比表面积和强的界面相互作用,NC表现出不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电、磁和光学性能,成为新一代复合材料。
世界上第一次制备的聚合物基NC于1987年由日本丰田中央研究院的0kada公开报道,他采用插层聚合法制备了尼龙6/黏土NC,黏土是具有层状结构的硅酸盐,当它与聚合物以纳米尺度相复合时,由于纳米级相分散、强界面相互作用以及独特的结构和形态,使得聚合物/黏土NC具有常规聚合物/无机填料体系所不具备的一系列优异的性能,如高强度、高模量、高硬度,优异的阻隔、阻燃、表面光洁等性能,加之黏土含量低(一般<10%),不会改变聚合物流动性和加工性。
因此,聚合物/黏土NC成为目前研究最多、最具工业化前景的新一代高性能聚合物基复合材料,在世界范围内得到了广泛的重视,国外发达国家和著名公司纷纷投入极大人力和物力开展聚合物基NC的研制开发,已取得明显进展,已有产品问世。
到目前为止,聚合物基纳米复合材料研究最多的仍是聚酰胺/蒙脱土纳米复合材料。
中科院化学所在国内率先开展了尼龙/黏土NC的研究制备,l994年报道了尼龙6/蒙脱土NC,并发明了"一步"法制备尼龙6/蒙脱土NC,目前正进行推广应用。
7.5.7.1黏土结构和改性聚合物/黏土NC中使用较多的是黏土,黏土为层状2:1型硅酸盐,如钠蒙脱土(S0-diummontmorillonite)、锂蒙脱土(hectorite)和海泡石(sepiolite)等。
蒙脱土(MMT)是研究最多的一种。
其基本结构单元是由一层铝氧八面体夹在两层硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构,层内原子以强的共价键结合为主,而层之间则以弱的范德华力或静电引力相互作用为主,每个结构单元厚约为lnm、长宽均为100nm的片层,层间有可交换的Na+、Ca2_、M92+等阳离子。
聚酰胺的合成方法和应用及其进展
尼龙螺丝
拉链
尼龙软管
尼龙手套
尼龙梳子
尼龙布
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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。
聚酰胺
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
塑料材料学第八章聚酰胺类塑料PPT课件
结晶性
聚酰胺分子链的规整排列形成晶体结 构,对其机械性能、热性能和光学性 能产生重要影响。
力学性能
强度与模量
聚酰胺具有较高的拉伸强度、弯 曲强度和冲击强度,以及较高的 弹性模量,使其成为重要的工程
塑料。
耐磨性
聚酰胺具有较好的耐磨性,广泛应 用于需要承受摩擦和磨损的场合。
疲劳性能
聚酰胺具有良好的抗疲劳性能,能 够在反复应力作用下保持稳定的机 械性能。
06 聚酰胺的发展趋势与挑战
新材料开发与性能提升
高性能聚酰胺
通过改进聚合工艺和配方,提高聚酰胺的力学性能、耐热性能和 化学稳定性,以满足高端领域的需求。
生物基聚酰胺
利用生物可再生原料代替传统的石化原料,降低生产过程中的碳 排放,同时实现可持续发展。
纳米复合聚酰胺
通过纳米填料或纳米结构的设计,提高聚酰胺的阻隔性能、机械 性能和加工性能。
用安全。
市场需求的多样化与个性化
定制化服务
随着消费者需求的多样化,聚酰胺生产企业需要提供定制化的产品 和服务,满足不同客户的个性化需求。
快速响应市场变化
聚酰胺生产企业需要具备快速响应市场变化的能力,及时调整生产 和销售策略,抓住市场机遇。
品牌建设与市场营销
加强品牌建设和市场营销力度,提升聚酰胺产品的知名度和美誉度, 增强市场竞争力。
增韧机理
通过形成应力集中点,吸收和 分散冲击能量,降低材料脆性
。
增韧效果
显著提高聚酰胺的冲击强度和 低温冲击性能。
聚酰胺的增强改性
增强改性
通过添加玻璃纤维、碳纤维等 增强材料,提高聚酰胺的力学
性能和热稳定性。
增强剂选择
常用的增强剂包括玻璃纤维、 碳纤维、晶须等。
求书塑料工业手册聚酰胺pdf
求书塑料工业手册聚酰胺pdf聚酰胺(PA)是一种重要的工程塑料,具有优异的力学性能、化学稳定性和热稳定性。
在我国,聚酰胺塑料的研发、生产和应用已取得了显著成果。
为了更好地了解和掌握聚酰胺塑料的相关知识,以下内容将对聚酰胺的性能、应用、生产工艺等方面进行详细阐述。
一、聚酰胺的性能特点1.优异的力学性能:聚酰胺具有较高的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度,能在较宽的温度范围内保持稳定的力学性能。
2.良好的化学稳定性:聚酰胺对大多数化学品具有良好的耐腐蚀性,能在中性、酸性或碱性环境下长期使用。
3.优良的热稳定性:聚酰胺具有较高的热变形温度,可在高温环境下保持稳定的性能。
4.良好的电绝缘性:聚酰胺具有较高的绝缘性能,适用于电气、电子等领域。
二、聚酰胺的应用领域1.汽车零部件:聚酰胺在汽车行业的应用越来越广泛,如燃油泵、刹车零件、传动零件等。
2.电子电器:聚酰胺可用于制作绝缘材料、散热器、连接器等。
3.航空航天:聚酰胺在航空航天领域具有广泛的应用前景,如发动机零件、机身结构件等。
4.建筑材料:聚酰胺可用于制作高性能的建筑材料,如增强混凝土、防水材料等。
三、聚酰胺的生产工艺1.聚合方法:聚酰胺的制备主要采用聚合方法,包括溶液聚合、悬浮聚合和熔融聚合等。
2.成型工艺:聚酰胺塑料的成型工艺有注塑、挤出、压制等,根据不同的制品要求和性能要求,选择合适的成型工艺。
3.改性技术:为了提高聚酰胺的性能,可通过改性技术对其进行改性,如增强、填充、共混等。
总之,聚酰胺作为一种重要的工程塑料,在各个领域取得了广泛的应用。
了解和掌握聚酰胺的性能、应用和生产工艺等方面的知识,对于推动我国聚酰胺产业的发展具有重要意义。
希望本文能为广大读者提供有益的参考。
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超喂率:15%~30%
冷却空气温度:25℃
五、聚酰胺短纤维后加工工艺特点 聚酰胺短纤维生产一般采用熔体直接纺丝法。 集束、拉伸、热定型、卷曲、切断等工序。 但由于聚酰胺纤维中含有较多的单体(约8~10%), 因此为使单体含量降至1.5%以下,相应还需要
水洗——上油——压干——开松——干燥
——开松等过程。
PA6:加压-真空闪蒸-常压后缩聚
PA66:加压-真空闪蒸-后缩聚
2、纺丝
采用高压纺丝,压力高达196000KPa
(通常294000~49000 KPa)
冷却缓和:采用徐冷环,以延缓冷却,使丝条结构
均匀。
3、卷绕设备
多数采用纺丝拉伸联合机,其卷绕速度在1500m/min
以上,少数厂家采用高速纺丝法。
生产聚酰胺纤维典型的工艺条件 工艺参数 加工速度(m/min) D/Y 拉伸比 假捻张力(T2/T1) 加热器温度(℃) 加热时间(s) 冷却时间(s) PA66 700 2.23 1.352 1.2 220 0.2 0.1 PA6 602 1.59 1.252 ~ 170 0.2 0.1
三、聚酰胺帘子线的后加工 (一)聚酰胺帘子线生产的特点 1、聚合体 由于帘子线温度高,一般要求使用高粘度 (ηr=3.2~3.5)或高分子量>20000的聚合体。
4、吸湿性
5、耐化学药品性
第三节
一、概述
聚酰胺的纺丝
聚酰胺纤维生产方法: 直接纺丝法(短纤维) 熔融纺丝法 常规纺(1000~1500m/min)UDY 高速纺(4200~4500m/min)POY
超高速纺(>6000m/min)
FDY
二、聚酰胺高速纺丝工艺和设备特点 1、纺丝温度、速度和冷却成型条件
第四节 聚酰胺纤维的性能、用途 (1)断裂强度: 服用长丝断裂强度4.4~5.7CN/dtex 强力丝断裂强度6~9CN/dtex 湿强略下降,约为85%~90%干强 (2) 断裂伸长:
强力丝略低20%~30%,普通长丝:25%~40%。
(3)模量
4、对切片要求 含水: <0.08%
5、纺丝设备的特点要求
a 增加螺纹深度,或提高螺杆转速
b
c
在螺杆计量段前有混炼头
上油采用喷嘴上油
三、聚酰胺FDY生产工艺(与PET同) 上油: 机织物 0.4~0.6% 针织物 2~ 3%
拉伸速度: 第一拉伸辊速度:4000~4500m/min 第二拉伸辊速度:5500~6000m/min 拉伸比: 1.2~1.3 拉伸方式: 可采用冷拉,第一辊不加热或微热 第二辊加热(150℃)
PA6纺丝温度:265~270℃ 纺速: 4200~4500m/min
冷却成形条件与聚酯基本相同 风温:20℃,风速:0.3~0.5m/s 相对温度:65~75%。
2.纺丝线上取向的发展(见聚酯部分) 3.纺速对卷绕结构的影响(结晶取向) 纺速对折射影响见下图
Δn×10 60
-3
40
20 1 2 3 4 km/min
α型、β型
二、聚酰胺的物理性质和化学性质
1、密度 部分结晶的聚己内酰胺和聚己二酰己二胺
密度:1.12~1.14g/cm3和1.13~1.16 g/cm3
2、熔点 DSC法测:PA6 224℃, PA66: 264℃ 3、玻璃化温度(Tg)
DSC法测:PA6 :48℃(35~50℃)
PA66: 50℃(40~60℃)
(二)BCF的加工工艺 单丝线密度:17~22dtex 丝束根数:50~150根 总线密度:556~4444dtex
变形温度:过热蒸汽: 130~250℃ 热空气:150~250℃
拉伸温度:
喂入辊:90℃以下
空气喷射压力:
200~500KPa
拉伸辊:100~190℃
拉伸比:3.5~5倍
卷绕速度:
600~3000m/min
a:拉伸倍数
Rn<R<Rmax
UDY 拉伸3.5~4倍,5倍以上(帘子线)
POY 拉伸1.2~1.3倍
b、拉伸温度 拉伸温度>Tg PA6,Tg=35~50℃ PA66,Tg=40~60℃
c、拉伸速度 200~700m/min
2、加捻 加捻过程与生产涤纶DT丝相同 捻度(捻/m)= 锭子转速(r/min) 拉伸盘出丝速度(m/min)
四、聚酰胺膨体长丝(BCF)的生产
1.BCF地毯长丝流程 长丝——热拉伸——热喷气变形(过热蒸汽或热空
气,在热和湍流介质作用 下纤维发生变形,形成卷 曲和膨松的变形丝)—— 空气冷却(在回转筛上强
制冷却定型)——空气喷
嘴形成网络丝——卷绕—— 变形地毯长丝。
2.BCF短纤维生产工艺流程 长丝——热拉伸——热喷气变形——冷却—— 切断——纤维输送——成包的BCF短纤。
4、拉伸
向多区拉伸和大卷装发展。如重特(旦)双区热拉伸机
(二)复捻和合股
合股:捻向与复捻相反,待到产品为”ZS”
捻也有或“ZSZ”或“SZS”形式。
(三)帘子布的织造和浸胶
织布: 浸胶:
浸胶工艺:
热拉伸
浸胶
热定型
干燥 拉伸
浸胶
定型
注意热定型温度(190℃)一定高于轮胎制造时硫 化温度(140~160℃)否则硫化时发生收缩。
第四节
聚酰胺纤维的后加工
一、聚酰胺长丝的后加工
聚酰胺长丝多采用POY-DT路线,即以POY为
原丝,在同一台设备上完成拉伸加捻作用。
(一)长丝后加工工艺流程(与PET同)
POY丝筒-导丝器-喂入罗拉-热盘-热板- 拉伸盘(PA6冷拉,PA66热拉)-钢丝圈- 环锭加捻(加捻)-卷绕筒管。
1、拉伸
影响拉伸的主要因素:
一、聚酰胺的结构
(一)分子结构 重复单元 聚己内酰胺重复单元 聚己二酰己二胺重复单元 聚酰胺的分子量 聚己内酰胺 分子量分布: 14000~20000,聚己二酰己二胺:20000~30000
聚己内酰胺:α=2,聚己二酰己二胺:α=1.85
(二)晶态结构
聚己内酰胺的晶体结构:
α型、β型、γ型
聚己二酰己二胺的晶体结构:
牵伸加捻丝的捻度(5~20捻/m)
后加捻的捻度,一般要求100~400捻/m
二、聚酰胺弹力丝后加工 (一)假捻法高弹丝生产工艺流程 拉伸丝-加捻-热定型,解捻
POY-拉伸、加捻、热定型、解捻
-合股并捻
-上油-落筒
(二)聚酰胺高弹丝内拉伸变形工艺
聚酰胺高弹丝一般总在DTY拉伸变形机上完成
张力比T2:T1大于或等于1