增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究
新技术与产品开发
增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究 Ξ
崔 欣1,王静江2
(11中国石油辽阳石化分公司研究院,辽宁辽阳111003;21中国石油辽阳石油化纤公司技术中心,辽宁辽阳111003)
摘要:采用双螺杆挤出加工工艺,对增强增韧尼龙66材料综合性能进行了研究;比较了尼龙品种、增韧剂、玻璃纤维及助剂对内饰件材料的改性效果;并分析了生产工艺对材料性能的影响。确定了材料的最佳工艺参数和配方,并成功应用在出口汽车座椅滑块制品上。
关键词:尼龙;玻璃纤维;增韧剂;结构;性能;应用
中图分类号:T Q32316 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2007)04-0062-04
Study of Property of R einforced and Toughened N ylon 66
Special Compound for Auto I ndustry
C UI X in 1,W ANGJing 2jiang 2
(11Research Institute of Liaoyang Petrochemical Branch ,PetroChina ,Liaoyang 111003,China ;21T echnical Center of Liaoyang Petrochemical Fiber C o.,PetroChina ,Liaoyang 111003,China
) Abstract :The overall property of rein forced and toughened nylon 66com pound was studied by means of extru 2sion technology on twin 2screw extruder 1The effect of the variety of nylon and the effects of toughener ,glass fiber and additive on the m odification of the decorative com pounds were com pared ,the effect of processing technology on the property of the com pound was analyzed 1The optimum processing parameter and formulation for the com pound were determined and applied to the production of the slide bar of the saddle of car for export success fully 1
K eyw ords :Nylon ;G lass Fiber ;T oughener ;Structure ;Property ;Application 汽车上零部件要求能耐高低温、耐油、耐化学药
品、耐候和一定的机械性能,达到节能降耗、提高车速、改进外观和舒适性、降低成本等众多目标。普通单牌号尼龙虽具有良好的强度和刚性,但冲击强度各有不同,且熔融范围较窄,熔体强度对温度敏感,以30%玻纤增强尼龙66为例,其熔体质量流动速率(MFR )为10～25g/10min ,波动较大,给注塑制件的工艺调整带来不便。随着国内汽车业的不断发展和成熟,对车用材料提出了更高要求的同时,成本控制也近乎苛刻,通过合金工艺生产的尼龙合金复合材料,可以很好地解决上述问题,满足汽车用材料的要求。以汽车座椅滑块为例,要求材料具有高强度、高刚性,良好的尺寸稳定性,并具备适当的韧性和良好的加工性。本项目组采用共混合金工艺,经过反复试验,取得了良好的效果,材料性能满足使用要求。
1 实验部分
111 主要原材料及设备
尼龙66:中黏EPR27、高黏EPR32,平顶山神马集团;尼龙6:高黏32,岳阳石化;中黏26228,岳阳石化/石家庄化纤;接枝聚丙烯:K T J 21A ,沈阳科通;接枝聚乙烯:K T 25A ,大连工大;接枝POE :K TR 23C ,沈阳科通;接枝POE :长春应化所;接枝POE :9805,上海日之升;接枝EPDM :9802,上海
日之升;接枝EPDM :南京驰鸿;玻璃纤维:988(长),浙江巨石;抗氧剂:1010,瑞士汽巴/吉林大河东;光亮润滑剂:T AF ,苏州国光。
双螺杆挤出机:SH J582Ⅱ,南京信立;注塑机:CWI 2120D ,上海纪威;万能试验机:C MT5204,深圳
新三思;冲击试验机:X JU 2515,承德金建;热变形温度检测仪:XRW 2300,承德金建;熔体质量流动速率仪:SRZ 2400C ,长春智能;尺寸变化测定仪:XC B 2150,承德金建。
?
26?塑料工业
CHI NA P LASTICS I NDUSTRY 第35卷第4期2007年4月
Ξ作者简介:崔欣,女,1968年生,大学本科,高级工程师,长期从事化工材料材料的研究,发表论文多篇。
cuixin823@sina 1com
112 工艺流程和条件
原料混合?挤出造粒?注塑打样?检测分析 挤出温度:230～260℃;螺杆转速:200～300r/min ;注塑温度:230～260℃。113 性能测试
悬臂梁冲击强度:按G B/T 1843—1996测试;熔体质量流动速率:按G B/T 3682—1983测试;拉伸性能:按G B/T 1040—1992测试;弯曲性能:按G B/T 9341—2000测试;注射成型收缩率:按G B/T 15585—1995测试;热变形温度:按G B/T 1634—1989测试。
2 结果与讨论
211 尼龙合金基体树脂品种的选定
在尼龙合金汽车专用料(座椅滑块)的研发过程中,实验综合了尼龙6和尼龙66的优点,以尼龙66为主,加入一定量的尼龙6,构成了尼龙合金专用料的基体树脂合金。同时,在综合考虑流动性和强度的基础上,选择了中等黏度的尼龙作为主要原料,即尼龙66采用平顶山神马的EPR27,尼龙6选用岳化或石家庄的中等黏度料。212 增韧剂的选定 尼龙66和尼龙6虽然具备前述优点,但也存在韧性较低、耐寒性差的不足,改善这两种尼龙的韧性是几乎所有尼龙合金改性的关键问题,也是本产品研究开发的关键问题之一。聚合物的增韧理论近年来发展较快[1]。用作尼龙增韧的增韧剂主要是热塑性弹性体或橡胶弹性体的接枝物,即马来酸酐接枝POE (POE 2g 2M AH )、马来酸酐接枝聚乙烯(PE 2g 2M AH )、马来酸酐接枝EPDM (EPDM 2g 2M AH )。 对不同厂家的三种增韧剂进行了对比(实验工艺参数相同,原料为尼龙66,增韧剂用量均为10份),结果见表1。
表1 尼龙增韧剂性能对比
T ab 1Property comparis on of toughener for nylon
检验
接枝EPDM 接枝EPDM 接枝POE 接枝POE 接枝POE 接枝PE 项目日之升9802
南京驰鸿
日之升9805
长春1#
科通K TR 23C
大连
拉伸强度
/MPa
561706114761164611536512371103弯曲强度
/MPa
681777213573106691357017276196弯曲模量
/MPa
2125166223911226219207811196916223713悬臂梁缺口冲击强度/J ?m -113811014015111317915510611810653105断裂伸长率
/%
89166610241139491194912631127熔体质量流动速率/g ?(10min )-1
4196
5112
16128
15133
18127
2116
由表1可以看出,橡胶类弹性体(马来酸酐接枝
EPDM )增韧效果最好,主要是橡胶具有很高的韧性,但也存在流动性差的缺点。另外,由于该类弹性体增韧剂一般都经过硫化交联处理,因此,在用量较大或与玻纤共同使用改性尼龙时,会出现交联杂质累积在螺杆挤出机机头的现象,从而导致加工困难、生产波动较大等问题。而热塑性弹性体(马来酸酐接枝POE 、马来酸酐接枝聚乙烯)中马来酸酐接枝聚乙烯无论是增韧效果还是加工流动性均较差(基体树脂聚乙烯是主要影响因素),不予考虑。马来酸酐接枝POE 增韧效果虽略逊于橡胶类弹性体,但加工流动性
好
,而且不存在橡胶类弹性体的交联问题。因此,为保证达到理想的韧性而又避免产生交联问题,在尼龙合金增韧体系中,选用以马来酸酐接枝POE 为主、马来酸酐接枝EPDM 为辅的复合体系。213 尼龙合金的增强
图1 玻纤用量对尼龙合金的增强效果
Fig 1E ffect of glass fiber content on rein forcement of nylon alloy
尼龙66和尼龙6的强度一般在60～80MPa 之间,经过增韧改性,强度会有所下降。根据尼龙合金汽车料(座椅滑块)的指标要求,拉伸强度需要超过120MPa ,因此,必须对尼龙合金进行增强改性。用
于尼龙增强的主要是玻纤,它的强度是尼龙的几倍。为此,实验研究了玻纤用量对尼龙增强效果的影响,
结果见图1。由图1可知,随着玻
纤用量的增加,尼龙合金拉伸强度也随之增加。考虑到玻纤过高对制品形变和外观的不利影响,实验选择玻纤质量分数为30%左右较宜。214 尼龙合金相容剂的选择 相容剂又称为增容剂,具有与塑料合金体系中各组分反应形成化学结构或具有良好相容性(即可产生物理缠结作用)的化合物。本实验对尼龙合金材料有无相容剂进行
?
36?第35卷第4期崔 欣等:增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究
了对比,结果见表2。从表2中可以看出,由于相容剂所起的增容作用,使得材料的韧性明显高于未添加相容剂的;拉伸强度和弯曲强度虽没有明显差异,但从检测基础数据上可知,无相容剂的合金材料检测数据很不均匀,从断裂伸长率和断裂强度偏低也可以看
出,无相容剂使得多组分复合体系未充分完全融合,材料局部有缺陷。
表2 尼龙合金汽车专用料有无相容剂的性能对比
T ab2Property comparis on of nylon alloy with/without compatibilizer 检验项目无相容剂有相容剂拉伸强度/MPa120121
断裂强度/MPa98119拉伸弹性模量/MPa75607449
断裂伸长率/%41237119弯曲强度(6mm)/MPa161163弯曲弹性模量/MPa67985749
简支梁缺口冲击强度/k J?m-21814227142
215 尼龙合金材料其他性能改进
为完善尼龙合金汽车专用料(座椅滑块)的加工及使用性能,还需在以下方面进行改进:
为防止尼龙合金在加工过程(螺杆挤出及注塑)和长期使用过程中出现降解或老化现象,需选择适用、适量的抗氧剂,使降解过程中止或速度减慢。 在尼龙合金配方设计中,还需加入适量的润滑剂,一是提高加工流动性,减少设备磨损;二是改善制品表面的光滑性,避免玻纤外露现象的产生。216 加工工艺对尼龙合金材料性能影响
加工工艺对尼龙合金改性材料性能的影响是不可忽略的,其中主要包括加工温度、螺杆转速和喂料量。
在确定尼龙合金的加工温度时,应以连续相尼龙66为基础,充分考虑不同树脂(尼龙6、接枝聚丙烯)的加工温度范围。温度偏高可使合金体系黏度降低,对加工流动性有改善作用,但会使尼龙产生热降解问题,降低材料的各方面性能;温度偏低则会使合金体系黏度增大,加工困难,复合组分不完全融合,同样造成材料性能的下降。
螺杆转数对尼龙合金材料性能的影响与加工温度类似:在螺杆组合一定的情况下,螺杆的转数越高,剪切力越大,越有利于各组分充分融合、均匀分散,材料的综合性能就越好;但螺杆的转数过大时,
其摩擦大易引起尼龙合金的热降解,
造成性能下降[2]。 螺杆喂料量也是影响尼龙合金材料性能的因素之一,喂料量过低不仅存在生产效率问题,而且造成螺杆处于饥饿状态,影响混炼效果,喂料量过高则停留时间短,各种组分混炼不均,都会导致材料整体性能下降[3]。
此外,螺杆的长径比、螺槽深度、捏合块组合都对尼龙合金材料的性能也有一定影响。
217 尼龙合金的电镜观察
a-×1000倍 b-×5000倍
图2 尼龙合金的电镜图
Fig2SE M photographs of nylon alloy
尼龙合金的电镜观察如图2所示。从图2中可见,尼龙合金中不同基体树脂、增韧剂、相容剂分布均匀,相态连续;玻纤与各种树脂、增韧剂、相容剂结合较好,无明显分层现象。表明在合理配方的搭配下,各组分相容性良好。
218 汽车合金材料最佳工艺参数、配方及产品性能的确定
根据以上研究,确定了尼龙合金汽车专用料(座椅滑块)的最佳工艺参数及配方。
配方:尼龙66(EPR27)和尼龙6(中黏)50%～60%(质量分数,下同);增韧剂(接枝POE和接枝EPDM)5%～10%;相容剂(接枝聚丙烯)3%～5%;玻纤30%;抗氧剂及其他助剂1%～2%。
表3 尼龙合金汽车专用料(座椅滑块)的性能指标
T ab3Property index of nylon alloy for car(slide bar of saddle)检验项目执行标准指标要求实际性能拉伸强度/MPa G B/T1040—1992≥120121
断裂强度/MPa G B/T1040—1992≥120119拉伸弹性模量/MPa G B/T1040—1992≥55007449
断裂伸长率/%G B/T1040—1992≥57119
弯曲强度(6mm)/MPa G B/T9341—2000≥150163弯曲弹性模量/MPa G B/T9341—2000≥45005749
简支梁缺口冲强度击G B/T1043—1993≥2027142
(摆锤210J)/k J?m-2
注射成型收缩率/%G B/T15585—19950115～0130123
熔体质量流动速率(270℃,G B3682—1983≥58103 2116kg)/g?(10min)-1
工艺参数:高混机转数860r/min;混料时间2 min;主机转数250～300r/min;切粒机转速12～18 r/min;主喂料器速率120～260kg/h;螺杆真空度≥
?
4
6
?塑 料 工 业2007年
-0104MPa ;螺杆各区温度230～260℃。
在上述工艺参数及配方规定下生产的改性尼龙合
金汽车专用料(座椅滑块)的产品性能完全符合要求(见表3)。
3 尼龙合金专用料在汽车上的应用
本实验研制生产的尼龙合金汽车专用料,通过市场推广,试用合格,已经成功应用在出口汽车座椅滑块制品上。产品批量应用以来,质量稳定,注塑制品强度高,韧性好,注塑顺利,制品外观好,各项性能指标均满足汽车座椅使用要求,已形成批量供货。
4 结论
1)随着增韧剂用量的增加,尼龙合金的缺口冲
击强度逐步增加,但拉伸强度下降。 2)玻纤对尼龙合金的增强幅度基本上与玻纤用量成正比,最佳玻纤用量确定为30%(质量分数)左右。
3)加工工艺对尼龙合金改性材料性能的影响是不可忽略的,其中主要的是加工温度、螺杆转速和喂料量。 4)从扫描电镜图中可见,尼龙合金中各组分分布均匀,相态连续;玻纤与其他组分结合较好,无明显分层现象。表明在合理配方的搭配下,各组分相容性良好。 5)确定了尼龙合金汽车专用料(座椅滑块)的最佳工艺参数及配方。通过市场推广,试用合格,已经成功应用在出口汽车座椅滑块制品上。
参
考
文
献
1 罗忠富,黄锐.中国塑料,2000,14(4):17
2 耿孝正.双螺杆挤出机及其应用.北京:中国轻工业出版
社,2003.1
3 T odd D B.塑料混合工艺及设备.北京:化学工业出版社,
2002.8
(本文于2007-01-16收到)
内蒙古“十一五”建设大型PVC 产业基地
近几年,内蒙古PVC 产业得到迅猛发展,2006年,PVC 产量达到2714万t ,比上年同期增长4612%,占全国的219%。今年将力争聚氯乙烯产量达到70万t ,增长116倍。为保持PVC 的竞争优势,“十一五”期间,内蒙古将采取多种措施着力推进大型PVC 产业基地建设,到2010年,聚氯乙烯生产能力达到500万t 。
目前,内蒙古PVC 均采用电石法生产,加之发挥当地资源和电力等能源优势,生产成本相对较低,尽管面临国内产能迅速扩张和市场价格下滑等不利因素,当地企业PVC 产品仍有较大的利润空间。为推进大型PVC 产业基地建设,“十一五”期间,内蒙古要综合运用经济、法律和必要的行政手段,加快电石行业结构调整,优化行业结构,提高行业整体技术装备水平和产业集中度。今年,电石产量将力争在去年410万t 基础上增加40万t ,达到450万t ,增长10%。到2010年,电石生产能力达到1000万t ,为PVC 产业提供充足的原料保障。
内蒙古自治区经委有关专家称,为实现“十一五”大型PVC 产业基地建设目标,内蒙古将重点调整电石行业,引导和促进当地电石企业的联合重组,统筹建设排放处理和资源综合利用设施,充分利用电石生产过程中产出的废弃物,把降低成本的重点放在节能减排上,延长产业链,发展循环经济。为此,一是要积极推广利用电石炉尾气中的煤气发电或生产蒸汽;二是积极推广利用电石生产过程中产生的煤粉、石灰粉制作碳化煤球;三是电石生产过程中产生的电石渣可作为水泥原料,进一步降低电石生产成本。
据悉,内蒙古还将支持大型PVC 生产企业通过兼并改造的方式,在有资源优势的中西部地区组建大型电石生产基地,进行规模化、集约化生产,形成电石、自备电厂、PVC 及副产品生产的优势组合,提高产业集中度,提高竞争力,尽快把内蒙古建设成为国内有影响力的大型PVC 生产基地。
珠海市恒缘泰工程塑料有限公司近日在联港工业区落成投产
内资企业珠海市恒缘泰工程塑料有限公司近日在联港工业区落成投产。恒缘泰工程塑料有限公司是以生产、经营、开发各类高性能改性工程塑料产品为主的高新技术企业,计划投资6000万元人民币,其中一期工程投资4000万元。目前,企业生产及研发中心占地20000m 2,年生产能力可达10万t 。
据业内人士介绍,中国的改性塑料市场之所以会引来如此多的投资商,主要是由于在中国一些世界级的汽车电子等加工厂相继成立,对于高性能的塑料材料需求增长。
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56?第35卷第4期崔 欣等:增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究
改性增强尼龙6主要技术指标
改性增强尼龙6主要技术指标 弯曲强度（MPa）≥100 缺口冲击强度（kJ/m2）≥6.0 拉伸强度（MPa）≥70 压缩强度（MPa）≥78 相对密度≤1.22 熔融值的测定方法 一、目的： 区别热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性。 二、定义： 熔体流动速率测定仪亦称熔融指数仪;是测定热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10分钟通过标准口模毛细管的质量或熔融体积。 三、操作环境、要求： 温度：10～30℃湿度：≤80%RH 四、仪器规格、测试范围： 1、温度控制范围：100-400℃ 2、波动：±0.1℃ 3、测定范围：0.031-1500g/10min 4、口模内径：Ф2.095±0.005mm、Ф1.180±0.010mm 5、料筒内径：Ф9.550±0.020mm 6、电源：AC220V 50Hz 5A
五、仪器介绍： 六、操作方法： 1、将口模与料杆装入料筒： 2、开启左侧电源开关，上显示器显示当前料筒实际温度，下显示器显示（上次）设置温度，并根据所设置的温度开始升温、控温，行程指示灯（25.4）亮（如图2）；按行程键选择行程，仪器按上次设置的参数运行，参数设置方法如下： 按一下设置键，上显示器显示T，下显示器显示当前己设置温度值;如需修改按键，下显示器第一位灯闪，按▼键或▲键修改当前数值，使该位数值“+1”或“-1”，再按下显示器第二位灯闪，仍按▼键或▲键修改数值，直至修改完成依次按一下设置键与返回键，既可保存修改，并回到工作状态;依次按设置键可修改温度、日期、批号、负荷、密度、温度修正值（参数修改方法同上）； 3、行程设置：在自动工作状态下的初始杠杆上翘时，自动行程自动设置在25.4，相应指示灯亮，按行程键，转换至6.35（相应灯亮），再按行程键，转至25.4。6.35或25.4（“1/4”或“1”）的选择依据参见表一。 MFR(g/min) 料杆移动距离（mm） 0.031～10 6.35( 1/4″) 10～1500 25.4( 1″) （表一）
尼龙66注塑成型工艺 (1)
华侨大学 课程名称：增强增韧尼龙66汽车专用料姓名：彭儒 学号：9 专业：08高分子二班 任课教师：钱浩
前言： 尼龙是结晶型塑料，品种颇多，已达到130多种，应用于注塑加工的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010以及共聚性尼龙、超韧性尼龙、玻璃纤维增强尼龙、矿物增强尼龙等等。世界市场中，应用量最大的是尼龙66。 尼龙最早在1889年首先由Gabriel和Maass 两人合成制得，但系统的研究并最终实现工业化实在1929年，由美国杜邦公司的Carothers着手进行的。1931年Carothers申请了第一篇尼龙专利，1935年首先制得尼龙66，1939年实现工业化。 尼龙66的应用领域一般在汽车、电子电器、化工设备、机械设备等方面。从最终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件，约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。 由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳，车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖，等等。车体部位零部件有：汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。 工艺特点：
⑴吸水性尼龙66较易吸湿，如果长时间暴露在空气下，会吸收大气中的水分。吸水后会发生体积膨胀，影响制品的尺寸精度，如在注塑前吸收过量的水分时，其制作的外国外观和力学性质都会受损。 ⑵结晶性尼龙66为结晶性高聚物，一般在20%~30%之间。结晶度的高低与性能有关，结晶度高，拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等性能有所提高，热膨胀系数和吸水性趋于下降。 ⑶热稳定性在熔点以上温度，约254℃，水分子会与尼龙66发生化学反应，使聚合物水解或裂解，使尼龙66变色，树脂分子量及其韧性相对减弱，流动性增大，不单带来加工上的困难，而且会对制品性能造成损害。注塑时喷嘴流涎，制件飞边严重。聚合物裂解产生的气体和从空气中吸收的水分，共同夹击制件，轻则在表面形成不光洁、银丝、斑纹、微孔、气泡，重则反生熔体膨胀无法成型或成型后机械强度下降。最后，经过这种水解裂解的尼龙，其性能完全不可还原，即使重新干燥也不能再次使用。 干燥好的原料如果随便在空气中露置，会迅速在空气中吸收水分而使干燥效果丧失殆尽。即使在加盖的机台料斗内，存放的时间也不宜太长，一般雨天不超过1h，晴天限制在3h之内。 尼龙66熔融温度虽然高，但当达到熔点后，其粘度远较一般热塑性塑料如聚苯乙烯等低很多，故成型时流动性不成问题，尼龙66的流变特性是剪切速率增加时其表观粘度下降不突出，加之熔融温度范围较窄，在3~5℃之间，所以高的料温无疑是顺利冲模的保证，而不在乎高的注射速度和压力。 ⑷流动性尼龙66熔体的粘度低，流动性大，容易冲模成型，对薄壁制品更是如此，而且制品在模内能迅速固化，模塑周期短。
尼龙66的性质
尼龙66的基本性质 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： 尼龙-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[ ]。 Bunn等确定了尼龙-66α型的结晶构造[ ]，如图01-72所示，其晶胞的晶格常数列于表01-73。从图01-72可见，尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列，酰胺基取反式平面结构，分子链被笔直地拉长。相邻的分子以氢键连成平面的片状，其模型如图01-68所示。 表01-68尼龙-66稳定晶形的晶格常数 晶体 a b c(纤维轴) αβγ α型结晶（三斜晶系） 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm48?° 77°63?° 计算密度=1.24g/cm3 图01-44尼龙-66的α晶型结构[ ] 图01-45尼龙-66分子中晶片排列模型[ ] 线条：链状分子；○：氧原子 从图01-45可以看出，尼龙-66的α晶型是一系列晶片沿链轴方向一个接一个的垒积，而β晶型则每隔一片相互上下偏移垒积。对未进行热处理的普通成型品，构成结晶的氢键平面片的重叠方式，是这种α晶型和β晶型的任意混合。 （2）球晶 熔融状态的尼龙-66缓慢冷却时，在235～245℃急剧生成球晶。球晶不仅包含于结晶部分，也包含于非结晶部分，结晶度为20%～40%。 球晶有在径向上优先取向的正球晶及在切线方向上优先取向的负球晶[ ]。尼龙-66球晶通常为正球晶，但在250～265℃下加热熔融结晶时可以生成负球晶[ , ]。球晶生成速度和球晶大小，除显著地受冷却温度的影响之外，还受到熔融温度、分子量等因素的影响。（3）结晶度 一般认为，普通结晶形高分子，具有结晶区域和非结晶区域，结晶区域的比例便称为结晶度。在很大程度上，结晶度可以左右尼龙-66的物理、化学和机械性质。结晶度可以用X-射线、红外吸收光谱、熔融热、密度和体积膨胀率等求得，其中以密度法最为简单方便。 分子量和分子量分布 综合考虑尼龙-66的可应用性和可加工性，通常将其分子量调整为15000～30000（聚合度约150～300）,若分子量太大，成型加工性能变差。已经开发了一系列方法测定聚酰胺的分子量，如粘度法（溶液粘度法和熔融粘度法）、末端基定量法（中和滴定法、比色法、电位滴定法、电导滴定法）、光散射法、渗透压法、熔融电导法等，其中溶液粘度法在实验室条件较为容易进行。 热分解和水解反应 与其它聚酰胺相比，尼龙-66最容易热降解和三维结构化。当尼龙-66发生热分解时，首先表现为主链开裂引起分子量、熔体粘度降低；进一步降解时，由三维结构化引起熔体粘度上升而最终变成凝胶，成为不溶不熔物。其机理尚未完全阐明，但相信主要原因是尼龙-66本质造成的，与己二酸残基容易形成环戊酮衍生物密切相关。 在惰性气体氛围中，尼龙-66可以在300℃保持短时间的稳定性，但时间长后（如290℃5小时）就可看出明显的分解，产生氨和二氧化碳等。在无氧的条件下，其分解产物为氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。
尼龙工程材料的改性
尼龙工程材料的改性 摘要： 尼龙66是由Du pont公司于1935年研制成功的，1939年实现工业化，1956年开始作为工程塑料使用。它是国际上产量最大，应用最广的工程塑料之一，也是我国主要的尼龙产品。尼龙66优越的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性等使其在汽车部件、机械部件、电子电器、胶粘剂以及包装材料及领域得到了广泛的应用。但尼龙66在使用过程中还存在许多不足之处，如成型周期长、脱模性能差、尺寸不稳定、易脆断、耐热性差，还有不透明性、溶解性差等。因此对尼龙66的改性受到人们的广泛关注。国内外对尼龙改性多集中在共混、填充、共缩聚、接枝共聚等技术领域。 1.尼龙改性的研究进展 对尼龙66的改性主要有接枝共聚、共混、增强和添加助剂等方法，使其向多功能方向发展。本实验主要从快速成型和缩短成型周期的角度出发来改善尼龙66的综合性能，并使其得到更广泛的应用。 1.1共混改性 在尼龙改性研究中,高分子合金是最常用的一种手段。其中尼龙合金在所有工程塑料合金中发展最快,其原因是与周期长、投资大的新PA基础品种的开发相比, 尼龙合金的工艺简单、成本低、使用性能良好,且能满足不同用户对多元化、高性能化和功能化的要求。国外各大公司均十分重视尼龙合金的开发,很多产品已经商品化并具有一定市场规模。就尼龙合金而言,主要的研究集中在以下几个方面。1.1.1尼龙与聚烯烃(PO)共混改性 聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)是一对性能不同且使用场合也不一样的聚合物,但通过熔融混合工艺可以克服两者的固有缺点,取其各自的特点,得到所需性能的合金材料。此类合金可以提高尼龙在低温、干态下的冲击强度和降低吸湿性,特别使尼龙与含有烃基的烯烃弹性体或弹性体接枝共聚物等组成的共混合金可以得到超韧性的尼龙。 在极性的聚酰胺树脂和非极性的聚烯烃树脂共混改性的时候,最重要的一个问题是两者之间的相容性。PA 和PO 是一对热力学不相容体系,该共混物呈现相分离的双相结构。根据聚合物共混理论,理想的体系应该是两组分部分既相容,又各自成相,相间存在一界面层,在层中两种聚合物的分子链相互扩散,有明显的浓度梯度。通过增大共混组分间的相容性,进而增强扩散,使相界面弥散,界面层厚度加大,是获得综合性能优异共混物的重要条件。
改性尼龙需要注意的问题点
聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称Polyamide（简称PA），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。是美国著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。 尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙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。 尼龙[1],是聚酰胺纤维（锦纶）是一种说法. 可制成长纤或短纤。 尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，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。 1928年，美国最大的化学工业公司——杜邦公司成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所的负责人。他主要从事聚合反应方面的研究。他首先研究双官能团分子的缩聚反应，通过二元醇和二元羧酸的酯化缩合，合成长链的、相对分子质量高的聚酯。在不到两年的时间内，卡罗瑟斯在制备线型聚合物特别是聚酯方面，取得了重要的进展，将聚合物的相对分子质量提高到10 000～25 000，他把相对分子质量高于10 000的聚合物称为高聚物(Superpolymer)。1930年，卡罗瑟斯的助手发现，二元醇和二元羧酸通过缩聚反应制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可达到原来的几倍，经过冷却拉伸后纤维的强度、弹性、透明度和光泽度都大大增加。这种聚酯的奇特性质使他们预感到可能具有重大的商业价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。然而，继续研究表明，从聚酯得到纤维只具有理论上的意义。因为高聚酯在100 ℃以下即熔化，特别易溶于各种有机溶剂，只是在水中还稍稳定些，因此不适合用于纺织。 随后卡罗瑟斯又对一系列的聚酯和聚酰胺类化合物进行了深入的研究。经过多方对比，选定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(第一个6表示二胺中的碳原子数，第二个6表示二酸中的碳原子数)。这种聚酰胺不溶于普通溶剂，熔点为263 ℃，高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。从其性质和制造成本综合考虑，在已知聚酰胺中它是最佳选择。接着，杜邦公司又解决了生产聚酰胺66原料的工业来源问题，1938年10月27日正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(Nylon)。尼龙后来在英语中成了“从煤、空气、水或其他物质合成的，具有耐磨性和柔韧性、类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称”。 聚酰胺(尼龙) 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010) 聚十一酰胺(尼龙11) 聚十二酰胺(尼龙12) 聚己内酰胺(尼龙6) 聚癸二酰乙二胺(尼龙610) 聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612) 聚己二酸己二胺(尼龙66) CAS编码：32131-17-2
尼龙66的主要牌号与性能讲诉
尼龙66的主要牌号与性能 01.3.6.1国产尼龙66的主要性能指标 国内生产尼龙66的厂家有：黑龙江省尼龙厂、上海塑料制品十八厂、辽阳化纤工业总公司、太原合成纤维厂、神马集团、浙江衢州化工厂、宜兴太湖尼龙厂、江苏海安化工厂。其产品主要用制造各种机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件，特别适合用于高强度或耐磨部件，如各种齿轮、滑轮、辊轴、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、衬套、各种壳体、工具手柄、支撑架、电缆包层、汽车灯罩等。在电子仪器设备、继电器等电气设备中制造零件、电梯导轨、建筑装饰扶手等。在医疗器械、体育用品和日用品上也有广泛应用，如棒球棒、滑雪板等。也可制成薄膜后与铝箔等形成复合膜用于食品包装，如软包装饮料、罐头等。表01-73列出了几家企业的尼龙66产品指标。 表01-73 国产尼龙66的性能指标 01.3.6.2阻燃增强尼龙66的主要性能指标
目前，国内尚有许多厂家从事改性尼龙66树脂的生产。生产阻燃尼龙66和阻燃增强尼龙66的主要厂家有：黑龙江省尼龙厂、黑龙江省化工研究所、上海赛璐珞厂、广州莲花山工程塑料厂、江阴市永建化工有限公司等。阻燃尼龙66主要用于低压电器、机床电器、广播电视工业中，制造各种阻燃零件如调压器开关、仪器仪表外壳和电子电气连接器等；生产玻纤增强尼龙66的主要厂家有：黑龙江省尼龙厂、上海德胜塑料厂、广州莲花山工程塑料厂、苏州塑料一厂等。产品主要应用于低压电器工业，如交流接触器底座、线圈骨架、行程开关等各种要求耐火性能的介电零件中。黑龙江省化学研究所还生产防老化尼龙。其主要指标列于表01-74中。 表01-74 国产改性尼龙66树脂的主要性能指标 01.3.6.3杜邦公司系列尼龙66产品的基本性能指标 杜邦公司是主要的尼龙66生产厂家之一，其产品型号齐全，覆盖面广，满足各行各业对尼龙66树脂的不同性能要求，见表01-75。 表01-75 杜邦公司Zytel?66树脂型号与用途
尼龙改性中使用的相容剂和增韧剂
尼龙改性中主要可以使用的相容剂为POE接枝相容剂ST-2，另外还有EPDM接枝相容剂ST-18，我们现在生产得最多的是POE 接枝相容剂ST-2，在玻纤增强尼龙、防火尼龙、玻纤防火增强尼龙以及增韧尼龙中，我们都建议大家使用ST-2，因为POE接枝相容剂ST-2在尼龙中的增韧效果比较理想，ST-2在尼龙中的作用主要是提高尼龙的韧性及冲击强度。在玻纤增强尼龙、防火尼龙、玻纤防火增强尼龙中，建议大家使用ST-2的添加量为5-10%时较为理想，添加量太少，可能增韧效果达不到要求，添加量太多，可能对尼龙的防火、拉伸强度以及耐温会有一定的影响，任何事物只能是量力而为，相容剂的使用亦是如此。而在上述尼龙改性中的一些特殊情况，如用户只要求冲击强度达到一定高度而对尼龙耐温和拉伸强度没有什么要求，则ST-2的使用量可以在10%以上。另外ST-2的一个大的用途是在超韧尼龙和超韧耐寒尼龙中使用，这时ST-2的建议使用量为15-20%，甚至在一些高要求的情况中，ST-2的使用量需达25%以上。ST-2在尼龙中使用时，尼龙最高缺口冲击强度可达120KJ/ m2，耐寒尼龙最低温度可做到零下35℃，另外在超韧耐寒尼龙改性中，对尼龙的粘度的选择亦有较高要求，这一点是许多尼龙改性工作者所不注意的，在超韧耐寒尼龙改性中，要求尼龙粘度达2.8以上，否则，相容剂加得再多，冲击强度也难提高。我公司ST-2在PBT改性中亦能起到很好的相容增韧作用，用户如作高韧性要求的PBT改性产品，ST-2 一定会让你得到意想不到的帮助。 EPDM接枝相容剂ST-18主要用于超耐寒尼龙中，如要求尼龙的耐寒在-35℃到-40℃的情况，就需用它。
尼龙66改性的最新研究进展
xx66改性的最新进展 第一章诸论 1.1xx66的概述 尼龙66是一种高档热塑性树脂，是制造化学纤维和工程塑料优良的聚合材料。它是高级合成纤维的原料，可广泛用于制作针织品、轮胎帘子线、滤布、绳索、渔网等。经过加工还可以制成弹力尼龙，更适合于生产民用仿真丝制品、泳衣、球拍及高级地毯等。尼龙66还是工程塑料的主要原料，用于生产机械零件，如齿轮润滑轴承等。也可以代替有色金属材料作机器的外壳。由于用它制成的工程塑料具有比重小，化学性能稳定，机械性能良好，电绝缘性能优越，易加工成型等众多优点，因此，被广泛应用于汽车、电子电器、机械仪器仪表等工业领域，其后续加工前景广阔。 尼龙66由己二胺和己二酸缩合制得，常见的尼龙是一种结晶性高分子，不同牌号、不同测试方法报道的尼龙66的熔点在250-271℃之间。由于尼龙66无定型部分的酞胺基易与水分子结合，常温下尼龙66的吸水率较高。与一般塑料相比，尼龙66的冲击韧性大，耐磨性优良，摩擦噪音小，另外，尼龙66对烃类溶剂，特别是汽油和润滑油的耐受力较强。尼龙66的90%应用于工业制品领域。 其中，尼龙在汽车工业中的用量占总用量的37%，其用途包括储油槽、汽缸盖、散热器、油箱、水箱、水泵叶轮、车轮盖、进气管、手柄、齿轮、轴承、轴瓦、外板、接线柱等。尼龙66的第二大应用领域是电子电器工业，消耗量占总量的22%，其用途包括电器外壳、各类插件、接线柱等。此外尼龙66也被广泛应用于文化办公用品、医疗卫生用品、工具、玩具等场合。 我国尼龙66的生产起步于60年代中期。1964年辽阳石油化纤公司引进了法国生产技术，建设了年产 4.6万吨的生产装置。1994年，我国第二个尼龙“生产装置开工建设，该装置引进日本的技术，年产尼龙66为
尼龙参数
主要尼龙品种的性能 尼龙增强与未增强品种性能比较强
几种尼龙在大气中的平衡吸水率 说明： 聚酰胺（尼龙）的结构特点使它具有良好的机械性能、耐油和耐溶剂性能。 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、透明或半透明的固体。它们的密度均稍大于1，使用温度可－40～105℃之间。 尼龙具有优良的机械性能，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。在耐磨性、自润滑性以及冲击韧性方面，尼龙的性能也很好。 在化学性能上，尼龙能耐大多数盐类、耐油、耐芳烃类化合物方面也较好，但不耐强酸和氧化剂。 尼龙的缺点，如热变形温度低，连续使用温度在80～120℃（视不同品种而变化），吸水性较大等。由于吸水性的影响，尼龙材料的机械（强度、蠕变）及电性能皆会变劣，尼龙制品的尺寸会发生变化。从“几种尼龙在大气中的平衡吸水率”中的数据说明，随着酰胺基的密度降低，即比值次甲基数/酰胺基数升高，吸水率变小，尺寸的稳定性也相应地提高。因此在制作精密度要求高，尺寸稳定性好的零件，宜选用尼龙-610、尼龙-1010、尼龙-11等材料。 单体浇铸尼龙（ＭＣ尼龙） 单体浇铸尼龙（ＭＣ尼龙），又称ＭＣ尼龙，是单体已内酰胺在浇模内直接聚合成型所获得的尼龙-6工程塑料。 ＭＣ尼龙的特点如下： 1．所得尼龙-6分子量可高达3.5～7万，而一般聚合的尼龙-6仅为2～3万，故ＭＣ尼龙的物理、机械性能较为优良。 2．工艺、设备和模具都比较简单，易于掌握，可浇铸各种型材，省去单体先聚合，再成型加工等复杂的生产过程。 3．只要模具比较简单，可铸造重量达上百斤的大型机械部件，如大型齿轮、蜗轮和导轨等。 4．吸水率为一般尼龙的一半，长期使用温度为100℃。 摘自《高聚物合成工艺学》 华东理工大学赵德仁张慰盛主编
尼龙6的增韧性研究及应用前景
尼龙6的增韧性研究及应用前景 谢敏敏 [摘要]：综述了国内外尼龙增韧改性的研究进展，介绍了高韧性尼龙 6工程塑料的研究进展及应用前景，并从不同方面对尼龙的增韧进行了探讨，例如与聚烯烃及弹性体共混增韧、掺混高韧性工程塑料增韧、无机粒子增韧。 [关键词]：尼龙6 增韧 尼龙作为当今第一大工程塑料，大多数品种为结晶型聚合物，大分子链中含有酰胺键，能形成氢键，其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，因而尼龙在与其他工程塑料的激烈竞争中稳步迅速增长，年消费量已经超过100万吨，年增长率为8%～10%，广泛应用于汽车家用电器及运动器材等零部件的制造。但是尼龙6存在低温和干态冲击性能差，吸水性大等弱点，使其应用领域受到一定限制，为适应工业发展的需要，近年来通过共混改性，使其向高冲击、低吸水和优化加工等方向发展的研究成为广泛关注的课题。尼龙6的增韧工作自20世纪70年代以来一直是尼龙改性的重要课题，美国、西欧、日本先后开发了各种牌号的高抗冲尼龙6合金。尼龙6是比较容易形成合金的树脂，合适的相容剂是形成韧性尼龙的关键。 高韧尼龙6合金的获得主要有以下三种途径：一是通过与聚烯烃及弹性体共混；二是掺混高韧性工程塑料；三是无机粒子增韧。 1. 聚烯烃、弹性体增韧 尼龙6与非极性或弱极性的聚烯烃、弹性体共混可以改善韧性。但尼龙6带有强极性的酰胺基团，与聚烯烃、弹性体的相容性差，导致合金的韧性下降。解决相容性的方法有两种：一种方法是尼龙6中加入单体熔融接枝聚烯烃工弹性体，单体一般为带羧基官能团的马来酸酐（MAH）、甲基丙烯酸缩水甘油醇（GMA）；另一种是加入一种能同聚烯烃或弹性体相容的、带有活性基团（如环氧基）的第三组分，反应基团可以和尼龙6分子末端的胺基实现反应性相容。另外，采用聚烯烃接枝丙烯酸的方法是改善尼龙与聚烯烃弹性体相容性的另一种有效途径。这是由于接枝丙烯酸共聚物所带的羟基官能团同样能与尼龙末端的胺基反应形成化学键。虽然羟基的反应活性不如二酸酐，但是由于丙烯酸自身可以发生聚合，在接枝过程中可形成较长的聚丙烯酸支链，因而可获得较高的接枝率；所制备的接枝共聚物与尼龙
尼龙6聚合工艺
尼龙6聚合工艺
PA6聚合生产技术 本文叙述了国外PA6聚合生产工艺与设备，介绍了几种常用的聚合方法及特点，并进行了对比。德国Zimmer公司，Kart Fischer公司，瑞士 Inventa 公司，意大利Noy公司，德国Aqufil公司等的工艺技术设计合理，所生产的产品质量较好，分子量分布均匀。其设备特点是在聚合管内广泛采用静态混合器或整流器。萃取塔采用狭缝式结构，干燥塔采用热氮气干燥，聚合过程采用DCS集散系统控制，生产过程全部连续化。 关健词：PA6聚合先进工艺比较 1938年，德国的P Schlack发明了已内酰胺聚合制取聚已内酰胺（PA6）和生产纤维的技术，并于1941年投入工业化生产。迄今，已内酰胺聚合工艺在长达半个多世纪的生产过程中，经历了从小容量到大容量，从间歇聚合到连续聚合，设备结构不断改进、完善，工艺技术日趋合理、成熟。本文就国外几个有代表性的公司所设计的PA6聚合工艺及设备的特点作一综合性的介绍。
1、PA6聚合方法 随着新技术的发展，PA6生产装置（包括切片萃取、干燥和废料回收）已进入大型化、连续化，自动化的高科技之列。PA6聚合技术有代表性的公司有德国Zimmer公司，Kart Fischer公司，Didier公司，Aqufil公司，瑞士 Inventa公司，意大利Noy公司，以及日本东丽、龙尼吉卡公司等。其聚合工艺根据产品用途不同而有几种不同的方法，表1列出了德国吉玛公司有关VK管能力、单耗、质量指标及切片用途等参数。 表1Zimmer公司PA6聚合工艺参数
＊不包括回收的已内酰胺 -
1.1常压连续聚合法 该方法用于生产PA6民用丝。NOY公司特点：采用大型VK管（○1440mm×1690mm）连续聚合，聚合温度260℃，时间20h。热水逆流萃取切片中残余单体及低聚物、氮气气流干燥、DCS集散系统控制，单体回收采用萃取水连续三效蒸发浓缩，间断蒸馏浓缩液工艺。具有生产连续化、产量高、质量好、占地面积少的特点。是当前世界普遍采用的生产民用丝PA6切片的典型工艺。 1.2二段聚合法 该法由前聚合与后聚合二个聚合管组成，主要用于生产高粘度的工业帘子布用丝。二段聚合法又分为前聚合高压、后聚合常压；前聚合加压、后聚合减压；前、后聚合均为常压三种方法。在三种方法中从聚合时间及产物中含单体和低聚体量等比较则以加压、减压聚合法最好（但设备投资大，操作费用最高），高压、常压次之，前、后聚合均为常压最差（但设备投资最省，操作费用最低）、巴陵石化
尼龙的增韧改性.
《聚合物复合材料设计与加工》课程报告 题目：尼龙的增韧改性 专业：10材料化学 姓名：李玉海 学号：2010130101025
尼龙的增韧改性 摘要：尼龙66（PA66）具有良好的力学综合性能，并且耐油、耐磨耗和优良的加工性能，可替代有色金属和其他材料广泛应用于各行业。但是尼龙66在低温条件下和在干态条件下的冲击性能差，吸水性大，制品的性能和尺寸不稳定等性能缺点。本文将就其韧性性能进行改善，针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学性能优异的纤维增强聚酰胺材料。 关键词：聚酰胺玻璃纤维增强增韧共混改性 1.前言 当代高分子材料发展的一个重要方向就是通过对现有聚合物进行物理和化学改性，使其进一步高性能化、结构化和工程化。尼龙是聚酸胺类树脂的统称，常觅的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙ll、尼龙12、尼龙46、尼龙MXD6、尼龙lUM等，目前产量占主导地位的是尼龙6和尼龙66，占总量的90％以上。尼龙作为当今第一大工程塑料，大多数品种为结晶型聚合物，大分子链中含有酰胺键（—CO—NH—），能形成氢键，其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，因而尼龙在与其他工程塑料的激烈竞争中稳步迅速增长，年消费量已经超过100万吨，年增长率为8%～10%，广泛应用于汽车家用电器及运动器材等零部件的制造。为适用聚酰胺在不同领域的发展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展，应用与更多领域。几年来，国内外聚酰股发展的重点是对现有品种通过多组分的共聚、共混或加入不同的添加剂等方
增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究
新技术与产品开发 增强增韧尼龙66汽车专用料的性能研究 Ξ 崔 欣1,王静江2 (11中国石油辽阳石化分公司研究院,辽宁辽阳111003;21中国石油辽阳石油化纤公司技术中心,辽宁辽阳111003) 摘要:采用双螺杆挤出加工工艺,对增强增韧尼龙66材料综合性能进行了研究;比较了尼龙品种、增韧剂、玻璃纤维及助剂对内饰件材料的改性效果;并分析了生产工艺对材料性能的影响。确定了材料的最佳工艺参数和配方,并成功应用在出口汽车座椅滑块制品上。 关键词:尼龙;玻璃纤维;增韧剂;结构;性能;应用 中图分类号:T Q32316 文献标识码:B 文章编号:1005-5770(2007)04-0062-04 Study of Property of R einforced and Toughened N ylon 66 Special Compound for Auto I ndustry C UI X in 1,W ANGJing 2jiang 2 (11Research Institute of Liaoyang Petrochemical Branch ,PetroChina ,Liaoyang 111003,China ;21T echnical Center of Liaoyang Petrochemical Fiber C o.,PetroChina ,Liaoyang 111003,China ) Abstract :The overall property of rein forced and toughened nylon 66com pound was studied by means of extru 2sion technology on twin 2screw extruder 1The effect of the variety of nylon and the effects of toughener ,glass fiber and additive on the m odification of the decorative com pounds were com pared ,the effect of processing technology on the property of the com pound was analyzed 1The optimum processing parameter and formulation for the com pound were determined and applied to the production of the slide bar of the saddle of car for export success fully 1 K eyw ords :Nylon ;G lass Fiber ;T oughener ;Structure ;Property ;Application 汽车上零部件要求能耐高低温、耐油、耐化学药 品、耐候和一定的机械性能,达到节能降耗、提高车速、改进外观和舒适性、降低成本等众多目标。普通单牌号尼龙虽具有良好的强度和刚性,但冲击强度各有不同,且熔融范围较窄,熔体强度对温度敏感,以30%玻纤增强尼龙66为例,其熔体质量流动速率(MFR )为10～25g/10min ,波动较大,给注塑制件的工艺调整带来不便。随着国内汽车业的不断发展和成熟,对车用材料提出了更高要求的同时,成本控制也近乎苛刻,通过合金工艺生产的尼龙合金复合材料,可以很好地解决上述问题,满足汽车用材料的要求。以汽车座椅滑块为例,要求材料具有高强度、高刚性,良好的尺寸稳定性,并具备适当的韧性和良好的加工性。本项目组采用共混合金工艺,经过反复试验,取得了良好的效果,材料性能满足使用要求。 1 实验部分 111 主要原材料及设备 尼龙66:中黏EPR27、高黏EPR32,平顶山神马集团;尼龙6:高黏32,岳阳石化;中黏26228,岳阳石化/石家庄化纤;接枝聚丙烯:K T J 21A ,沈阳科通;接枝聚乙烯:K T 25A ,大连工大;接枝POE :K TR 23C ,沈阳科通;接枝POE :长春应化所;接枝POE :9805,上海日之升;接枝EPDM :9802,上海 日之升;接枝EPDM :南京驰鸿;玻璃纤维:988(长),浙江巨石;抗氧剂:1010,瑞士汽巴/吉林大河东;光亮润滑剂:T AF ,苏州国光。 双螺杆挤出机:SH J582Ⅱ,南京信立;注塑机:CWI 2120D ,上海纪威;万能试验机:C MT5204,深圳 新三思;冲击试验机:X JU 2515,承德金建;热变形温度检测仪:XRW 2300,承德金建;熔体质量流动速率仪:SRZ 2400C ,长春智能;尺寸变化测定仪:XC B 2150,承德金建。 ? 26?塑料工业 CHI NA P LASTICS I NDUSTRY 第35卷第4期2007年4月 Ξ作者简介:崔欣,女,1968年生,大学本科,高级工程师,长期从事化工材料材料的研究,发表论文多篇。 cuixin823@sina 1com
尼龙的增韧改性
《聚合物复合材料设计 与加工》课程报告 题目：尼龙的增韧改性 专业：10材料化学 姓名：李玉海 尼龙的增韧改性 摘要：尼龙66（PA66）具有良好的力学综合性能，并且耐油、耐磨耗和优良的加工性能，可替代有色金属和其他材料广泛应用于各行业。但是尼龙66在低温条件下和在干态条件下的冲击性能差，吸水性大，制品的性能和尺寸不稳定等性能缺点。本文将就其韧性性能进行改善，针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学性能优异的纤维增强聚酰胺材料。关键词：聚酰胺玻璃纤维增强增韧共混改性 1.前言 当代高分子材料发展的一个重要方向就是通过对现有聚合物进行物理和化学改性，使其进一步高性能化、结构化和工程化。尼龙是聚酸胺类树脂的统称，常觅的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙ll、尼龙12、尼龙46、尼龙MXD6、尼龙lUM等，目前产量占主导地位的是尼龙6和尼龙66，占总量的90％以上。尼龙作为当今第一大工程塑料，大多数品种为结晶型聚合物，大分子链中含有酰胺键（—CO—NH—），能形成氢键，其具有强韧、耐磨、耐冲击、耐疲劳、耐腐蚀等优异的特性，特别是耐磨性和自润滑性能优良，摩擦系数小，因而尼龙在与其他工程塑料的激烈竞争中稳步迅速增长，
年消费量已经超过100万吨，年增长率为8%～10%，广泛应用于汽车家用电器及运动器材等零部件的制造。为适用聚酰胺在不同领域的发展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展，应用与更多领域。几年来，国内外聚酰股发展的重点是对现有品种通过多组分的共聚、共混或加入不同的添加剂等方法，改进聚酰眩塑料的冲击性、热变形性、力学性能、阻燃性及成型加工性能。 2．国内外的技术情况 国内外学者对尼龙改性进行了大量的研究,近年来已有了新的进展,同时有了一些成熟的工业化产品，也获得了许多综合性能优良,加工性能好的产品。 尼龙自发明以来,生产能力和产量都居于五大通用工程塑料之首(PA,Pc,PoM,PBT/PET,PPO)的第一位"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,因而被广泛用于电子电气、交通运输、机械设备及日常生活用品等领域,在经济中的地位日益显着"。 但于我国经济发展的需求和国外先进技术相比，差距是不言而喻的。目前我们应当重视将比较成熟的研究成果进行中试，直至规模生产，从而减低国内用户的生产成本。同时应当在加强传统PA6共混手段研究的基础上，逐步开展一些新型PA6改性方法的研究，加速尼龙6改性研究步伐，开发系列化的耐高温、低吸湿、可电镀、高硬度、高强度、高阻隔性等特殊性能的改性PA6，进一步拓宽尼龙6应用领域以适应科技发展需要。我国尼龙66的生产起步于60年代中期。1964年辽阳石油化纤公司引进了法国生产技术，建设了年产4.6万吨的生产装置。1994年，我国第二个尼龙“生产装置开工建设，该装置引进日本的技术，年产尼龙66为6.5万吨。在当前形势下，外商普遍看好我国尼龙“产品市场。美国杜邦、德国伍德、日本东洋和旭化成等公司均将大量尼龙66等制品投放中国市场，面对跨国公司的激烈竞争，我国必须建设我们自己的尼龙66生产与加工产业，提高国内企业在市场中的地位。由于尼龙66的生产目前仍是走国外引进的路子，就要求国内加大尼龙66深加工的力度，拓展尼龙66的广阔市场。尼龙66的深度加工具有加工工艺简单、建设周期短、投资少、增值快的特点，大部分属于短平快项目。有的深加工项目只需增添一些增强剂、改性剂，然后注塑成型即可制成工程塑料。目前，我国对尼龙66的深加工主要是用来生产轮胎帘子布和高级合成纤维，而用于工程塑料尚处于摸索起
尼龙6性能表
尼龙6性能表 打印该页返回前页 品种尼龙6 尼龙66 项目 相对密度 1.12-1.14 1.14-1.15 吸水率20°，相对湿度65%，（%） 1.3-0.9 3.8 抗张强度70-84 77-84 伸长率（%）200-300 60-300 抗张弹性模数（MPa）10545-2530 1234-2921 压缩强度（MPa）84-90 100-110 弯曲强度（MPa）120-125 56-97 弯曲弹性模数（MPa）1870-2400 冲击强度（缺口），（KJ/㎡）2014-6.43 2.14-5.36 洛氏硬度R 119 120 熔点（℃）252 热变形温度1.85MPa 68 104 （℃）0.46MPa 185 244 介电常数（106Hz23°，相对湿度50%） 3.4 3.6 击穿电压（kv/mm）15.75 15.75 电阻率（Ω·cm）10 1210 14 表面电阻（Ω）自熄 聚酰胺通称尼龙。 尼龙6 特性：本产品具有高强度、耐油、抗震、灭音等特点。 用途：广泛应用于机床、汽车、机械、化工、纺织、交通运输等工业部门。适合制作各种类型的零部件，如轴套、齿轮、泵叶轮、叶片、密封圈。 尼龙除水母料 2008-7-11 来源：网络文摘 【全球塑胶网2008年7月11日网讯】 产品概述 一部分塑料原料或再生塑料常常会含有微量水分，如不消除，会在所加工的制品表面形成气泡或水纹，对制品的性能和外观造成影响。而利用电热干燥机械消除水分的传统工艺，需要提前干燥原料造成生产不便，存在着延长制品加工时间而导致生产效率低下，电量消耗、加工环境恶化、生产成本增加等不足之处。 尼龙NY316塑料除水母料是专为解决以PA为原材料的塑料制品在加工过程中的水泡问题而开发的一种新
PA66物理性能
PA66又称尼龙66；聚己二酸己二胺；nylon 66，缩写NY66。化学式：[-NH （CH2）6－NHCO(CH2)4CO]n－性状半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，具有可塑性。密度1．15g／cm3。熔点252℃。脆化温度-30℃。热分解温度大于350℃。连续耐热80-120℃,平衡吸水率2．5％。能耐酸、碱、大多数无机盐水溶液、卤代烷、烃类、酯类、酮类等腐蚀，但易溶于苯酚、甲酸等极性溶剂。具有优良的耐磨性、自润滑性，机械强度较高。但吸水性较大，因而尺寸稳定性较差。外观白包或带黄色颗粒状密度（g/cm3）1．10-1．14 拉伸强度(MPa) 60. 0-80．0 络氏硬度118 冲击强度（kJ/m2）60-100 静弯曲强度 (MPa) 1 00-120 马丁耐热(℃) 50-60 弯曲弹性模星(MPa) 2000～3000 体积电阻率（Ωcm）×1015 介电常数 1．63 应用广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，如齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包层等。亦可制成薄膜用作包装材料。此外，还可用于制作医疗器械、体育用品、日用品等。 物理性能 玻璃化转变温度55－58°C 密度－cm3 机械性能 弹性(弯曲模量)－3GPa 低温韧性(低温缺口冲击强度)27－35J/m 断裂伸长率150－300% 拉伸强度50－95MPa 拉伸屈服强度45－85MPa 洛氏硬度30－80 屈服伸长－30% 韧性(室温缺口冲击强度)50－150J/m 肖氏硬度D80－95 杨氏模量1－ 硬度(弯曲模量)－3GPa 尺寸稳定性 24小时吸水性1－3% 收缩－3% 线性热膨胀系数5－14 10-5°C-1
尼龙6 共混改性研究进展
收稿日期:1999-09-15。 作者简介:钟明强,浙江工业大学化工学院副教授,硕士生导师。主要从事聚合物共混与复合材料方面的研究工作。 尼龙6共混改性研究进展 钟明强 刘俊华 (浙江工业大学化工学院,杭州,310014) 摘要:系统介绍了国内外用聚乙烯、聚丙烯、PVDF 、PAR 、PET 、PVOH 、ABS 、PC 、PPO 、SAN 、弹性体、TLCP 等改性尼龙6的系列方法、研究成果及其性能,并提出了反应挤出共混改性和无机纳米材料改性尼龙6的设想。 关键词: 尼龙6 共混改性 进展 述评 尼龙6(PA6)具有力学性能优良、耐磨、自润滑、 耐油及耐弱酸弱碱等优良的综合性能。但因其极性强、吸水性大、尺寸稳定性差、抗蠕变性差,不宜在高于80℃、潮湿及高负荷下长期使用。提高PA6性能的方法包括共聚、共混、填充、增强、分子复合等手段,其中共混改性是近十多年来发展最为迅速的方法之一,并以其投资小、见效快、生产周期短等特点得到广泛应用。PA6可以与通用塑料、工程塑料、弹性体、液晶高分子等材料共混改性。 1 与通用塑料共混 111 PA6/PE PA6属极性高聚物,而PE 属非极性高聚物,PE 的掺入有利于降低PA6的吸湿性,但两者不具有热力学相容性,必须加入相容剂或通过机械共混的强烈剪切作用才能得到满意的共混效果。 B.J urkowski [1]等用静态混合器熔融共混PA6/LDPE 。通过热力学方法测试表明,试样在结构上可达到分子水平分布,说明静态混合器熔融共混能实现机械增容,使分散相非常细微[2]。Kang Yeol Park [3]等研究了LDPE 接枝HI (2-羟乙基甲基丙烯酸酯-异佛尔酮-二异氰酸)共聚物与PA6的熔融共混体系。测试表明在熔融共混时发生了化学反应。相态分析进一步表明用HI 官能化LDPE 使PA6/LDPE -g -HI 分散相颗粒比PA6/LDPE 的细,PA6/LDPE -g -HI (50/50)相间存在有连接点。R.G onz ález -n únez [4]等研究了凝聚作用对PA6/LDPE 体系分散相终态结构的影响,结果表明决定分散相最终相态的只是单个颗粒的形变。在PE 分子链上引入酸酐基团如马来酸酐(MAH )后再与PA6熔融共混,这些活性基团可与PA6末端的氨基 实现反应增容,提高两相界面粘接力,改善共混性 能[5]。MAH 对HDPE/PA6体系的反应挤出共混结果表明MAH 对不同配比的共混体系均有明显的增容作用,向HDPE/PA6/MAH/DCP (85/15/0.1/0.05)体系中加入2～3份的EVA -23能使体系的缺口冲击强度比纯PA6提高6倍。1.2 PA6/PP 林春香[6]等用LDPE -g -MAZn 有效改善了 PA6/PP 相容性。SEM 分析表明,在PA6/PP (50/50)体系中,离聚物的加入形成了两相贯穿结构;动态粘弹谱分析表明两相t g 相互靠拢,熔融温度有所提高。M.Heino [7]等用SEBS -g -MAH 增容PA6/PP 体系,并用拉伸试样研究了其断裂强度。结果表明,PA6含量增加,断裂强度增加,当PA6/PP 配比为80/20时,断裂强度最大。邱有德[8]等研究了影响玻纤增强PA6/PP -g -MAH 二元合金和PA6/PP/PP -g -MAH 三元合金的吸水性、流动性、力学和热性能的因素。当增强合金中PP -g -MAH 或PP/PP -g -MAH 含量为10%～20%(质量含量)时,材料的拉伸强度和弯曲强度、热变形温度基本保持在增强PA6水平,其冲击强度、吸水性和流动性能得到改进;当PP -g -MAH 或PP/PP -g -MAH 含量为30%时,增强合金的干湿态机械性能趋于一致。TA IC (三烯丙基异氰脲酸酯)对PP/PA6体系的反应性增容表明,TA IC 可与PP 接枝 提高体系相容性,并能抑制PP 降解;TA IC 使PP/PA6共混材料中PA6失去结晶能力,可作为控制 ?26? 现 代 塑 料 加 工 应 用Modern Plastics Processing and Applications 第12卷第2期