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 幾種常見(jiàn)的工程塑料

聚酰胺（PA）

聚碳酸酯（PC）

聚甲醛（POM）

聚苯醚（PPO）

聚酰胺：又稱(chēng)尼龍(Nylon)，英文名稱(chēng)Polyamide，簡(jiǎn)稱(chēng)PA），是一種人造多聚物，世界上第一種完全人造的纖維和塑料。

1931年：杜邦公司的卡羅澤斯開(kāi)發(fā)尼龍-66，成為最先開(kāi)工業(yè)化的工程塑料，并于1939年杜邦公司組織生產(chǎn)。

1942年：德國人開(kāi)發(fā)了尼龍-6的工業(yè)技術(shù)，并作為纖維開(kāi)發(fā)應用。

1961年：中國開(kāi)發(fā)PA1010。

1972年：杜邦公司開(kāi)發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術(shù)。

尼龍目前是工程塑料中產(chǎn)量最大的品種

最早的尼龍制品1938年尼龍正式上市，最早的尼龍制品是替代鬃毛制作牙刷的刷毛（1938年2月24日開(kāi)始出售）和婦女穿的尼龍襪（1940年5月15日上市）。如今，尼龍纖維更多的是和其他纖維(棉、麻、毛等)混紡成多種人造纖維。

錦綸：學(xué)名聚酰氨纖維，是中國所產(chǎn)聚酰胺類(lèi)纖維的統稱(chēng)。1958年4月，第一批中國國產(chǎn)己內酰胺（尼龍6）試驗樣品終于在遼寧省錦西化工廠(chǎng)試制成功。在北京纖維廠(chǎng)一次抽絲成功，從此拉開(kāi)了中國合成纖維工業(yè)的序幕。這種合成纖維后來(lái)就被命名為“錦綸”，也就是尼龍。

錦綸的品種：有錦綸6、錦綸66、錦綸1010、錦綸610，其中最主要的是錦綸66和錦綸6。

錦綸的特點(diǎn)：強度高，耐磨性、回彈性好，可以純紡和混紡作各種衣料及針織品。錦綸吸濕性和染色性都比滌綸好，耐堿而不耐酸，長(cháng)期暴露在日光下其纖維強度會(huì )下降。錦綸有熱定型特性，能保持住加熱時(shí)形成的彎曲變形。

滌綸——聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），中國聚酯纖維的商品名稱(chēng)，俗稱(chēng)的確良，經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。

聚酰胺（PA），是主鏈上含有酰胺基團（-CONH-）的高分子化合物的總稱(chēng)。PA可以由二元酸與二元胺或由同時(shí)含有胺基和羧基的ω-氨基酸縮聚而得，也可由內酰胺自聚制得。

脂肪族聚酰胺分子鏈由亞甲基（-CH2-）與酰胺結構（-CONH-）組成。

尼龍作為大用量的工程塑料，廣泛用于機械、汽車(chē)、電器、紡織器材、化工設備、航空、冶金等領(lǐng)域。成為各行業(yè)中不可缺少的結構材料，其主要特點(diǎn)如下：

1．優(yōu)良的力學(xué)性能：尼龍的機械強度高，韌性好。

2．自潤性、耐摩擦性好：尼龍具有很好的自潤性，摩擦系數小，從而，作為傳動(dòng)部件其使用壽命長(cháng)。

3．優(yōu)良的耐熱性：尼龍46等高結晶性尼龍的熱變形溫度很高，可在150℃下長(cháng)期使用。玻璃纖維增強PA66熱變形溫度達到250℃以上。

4．優(yōu)異的電絕緣性能：尼龍的體積電阻很高，耐擊穿電壓高，是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。

5．優(yōu)良的耐氣候性。

6．吸水性：尼龍吸水性大，飽和水可達到3%以上。在一定程度影響制件的尺寸穩定性。

聚酰胺由于它獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性?xún)?yōu)異、具有剛柔兼備的性能而贏(yíng)得人們的重視，加之其加工簡(jiǎn)便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來(lái)代替金屬，廣泛用于汽車(chē)及交通運輸業(yè)。

聚酰胺在汽車(chē)工業(yè)的消費比例最大，大約每輛汽車(chē)消耗尼龍制品達3.6~4千克。其次是電子電氣。

典型的制品有泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車(chē)電器儀表、冷熱空氣調節閥等零部件。

聚酰胺纖維可以與棉、麻、羊毛、蠶絲等其他紡織纖維混紡，以提高產(chǎn)品的強度和耐磨性。它還能制成輕、薄并有良好強度的產(chǎn)品，如尼龍塔夫綢，可用作滑雪衫、羽絨服、箱袋及傘的面料。聚酰胺纖維在襪類(lèi)用途中居于優(yōu)勢地位。強度為 53～88cN/dtex的聚酰胺纖維可用于制作輪胎簾子線(xiàn)、傳送帶及漁網(wǎng)、繩索、降落傘、帳篷布等工業(yè)用品。聚酰胺纖維地毯方面的應用正迅速增加。

表-2 汽車(chē)用PA工程塑料部件

1．尼龍吸濕性強，容易受潮：成型前必須充分干燥。

尼龍含水量對其力學(xué)性能有較大的影響， 在熔融狀態(tài)下，水分的存在，會(huì )引起尼龍的水解而導致分子量下降，使得制品機械性能下降，還會(huì )在成型過(guò)程中，制品表面出現氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。

2．尼龍熔體粘度低、流動(dòng)性大，噴嘴會(huì )產(chǎn)生“流延”現象：尼龍在螺桿式注射機成型時(shí)，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。

用螺桿式注射機注射成型時(shí)，熔體會(huì )在螺桿和料筒壁之間出現逆流，使注料不準，浪費原料，污染噴嘴。

3．尼龍是結晶性高聚物：必須嚴格控制工藝條件。

熔點(diǎn)明顯，而且較高。尼龍需要在較高溫度下成型，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩定性較差，易分解。

4．尼龍的成型收縮率大：成型工藝應嚴格控制。

對于制造高精密度的制品，模具設計應在試驗的基礎上確定其尺寸。

p型聚酰胺：由ω-氨基酸自縮聚或由內酰胺開(kāi)環(huán)聚合制得（如尼龍6）

mp型：由二元胺與二元羧酸縮聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龍6,6）

尼龍6與尼龍6,6有什么區別：

尼龍6,6與尼龍6在鏈結構上的相似性，導致兩種材料的性能基本相似；但是鏈結構上的細微差別，也導致性能有所差異。

1、都是線(xiàn)型結構——熱塑性

所有脂肪族聚酰胺分子鏈都是線(xiàn)型結構，分子鏈骨架由-C-N-鏈組成，具有良好的柔順性，因此都是典型的熱塑性聚合物。

2、分子鏈之間有氫鍵——結晶能力強（與聚烯烴類(lèi)的區別）

分子鏈上有規律地交替排列著(zhù)較強的極性酰胺鍵，分子鏈規整，極性酰胺鍵可以使分子鏈之間形成氫鍵，導致聚酰胺具有較強的結晶能力。

由于不同品種的PA其單體所含碳原子數不同，使分子鏈之間所能形成的氫鍵比例數及氫鍵沿分子鏈分布的疏密程度不同，影響到不同PA的結晶能力和熔點(diǎn)有明顯的差別。

氫鍵比例數 ∝ PA的結晶能力、熔點(diǎn)

氫鍵比例數越大，PA的結晶能力增強，熔點(diǎn)愈高。

P型PA：單體中含有奇數個(gè)碳原子，分子鏈上的酰胺基可以100%形成氫鍵，偶數則只有50%可以形成氫鍵。

mp型PA：兩種單體上都含有偶數碳原子，100%形成氫鍵，只有一種或沒(méi)有偶數碳原子，50%形成氫鍵。

力學(xué)性能：

具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。典型的強而韌聚合物，綜合性能優(yōu)于一般的通用塑料。

熱性能：

具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點(diǎn)。

PA是半結晶聚合物，結晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結晶度聚合度。

電性能：

聚酰胺鏈中極性的酰胺基團，影響其電絕緣性。

室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時(shí)候，電絕緣性減小。同時(shí)，溫度升高，也會(huì )使電絕緣性降低

光學(xué)性能：

大多數結晶脂肪族PA超過(guò)2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時(shí)為半透明。

加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結晶度、球晶數量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著(zhù)PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區增加。

耐化學(xué)性能：

由于其高的內聚能和結晶性，使其具有良好的化學(xué)穩定性。

1、不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類(lèi)）；

2、耐許多化學(xué)藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響；

3、對鹽水、細菌和霉菌都很穩定；

4、常溫下，溶于強極性的溶劑（硫酸、甲酸等）。

其他性能：

室溫下，PA性能穩定，可長(cháng)時(shí)間保持性能不變。

具有相對優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會(huì )使PA發(fā)脆，力學(xué)性能下降，表面產(chǎn)生變化。

具有自燃性，但火焰傳播速度很慢。

PA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要的是注塑和擠出成形。

另外，PA吸水率高，應該在成形前對樹(shù)脂進(jìn)行干燥。

PA的應用：

1、機械零件：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等

2、汽車(chē)工業(yè)：主要采用玻纖增強PA，用在皮帶輪、吸附罐、刮水器等等

3、電子電器：機罩、集成線(xiàn)路板、旋扭、電器線(xiàn)圈

4、化工設備：耐腐耐油管道、輸油管、過(guò)濾器

5、建筑與民用：門(mén)、滑輪、安全帽、繩索等等