PA塑胶原料最全描述(聚酰胺)

2018-11-07 作者:juxin

第一节 概述
        聚酰胺树脂,英文名称为polyamide,简称PA塑胶原料。俗称尼龙( Ny lon),它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。为五大工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66,占绝对主导地位,尼龙6为聚己内酰胺,而尼龙66为聚己二酸己二胺,尼龙66比尼龙6要硬12%;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。

第二节 特性与应用
        一、特性
        尼龙作为大用量的工程塑料,广泛用于机械、汽车、电器、纺织器材、化工设备、航空、冶金等领域成为各行业中不可缺少的结构材料,其主要特点如下:
        1、优良的力学性能。尼龙的机械强度高,韧性好。
        2、自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性,摩擦系数小,从而,作为传动部件其使用寿命长。
        3、优良的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高,可在150℃下长期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250℃以上。
        4、优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,是优良的电气、电器绝缘材料。
        5、优良的耐气候性。
        6、吸水性。尼龙吸水性大,饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性。
        二、应用
        随石油化学工业和其他工业的发展,为尼龙工程塑料的发展,提供了丰富、价廉的原料和广阔的市场。尼龙主要用于汽车工业、电气电子工业、交通运输业、机械制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品用于汽车工业的尼龙约占尼龙总消费量的1/3。主要是利用尼龙树脂密度小和优良的综合性能,以适应汽车轻量节能的要求。特别是利用它的机械强度较好、耐磨、耐油、自润滑等特点,制造各种轴承、齿轮滑轮、输油管、储油器、耐油垫片,保护罩、支撑架、车轮罩盖、导流板、风扇、空气过滤器外壳、散热器水室、制动管、发动机罩、车门把手等。
        汽车制造方面
        用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器、储油槽、发动机汽缸盖罩、散热器水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱等。另外,它还可用作驱动、控制部件等。
        汽车用PA工程塑料部件简表:
部位 部件名称 材料及特性
发动机部件 汽缸盖,进气支管,进气消器,散热器,过滤器,同步皮带,加油器盖,高压代码保护器,电机电刷,沉淀器,冷却风扇 GPA6、PA66、PA6高强度,耐温,耐环境变化
车身部件 车门,前后盖板、把手、门锁、安全带固定铰链,仪表板、挡泥板,遮光板夹具 PPA6、PE/PA66、 PPO/PA6、PA66等;抗冲击,耐热稳定,可涂装性
电气部件 电气配线,接插件,熔断器,保险盒,电线包覆,电线夹及固定卡套、接线柱、按钮、开关 PA6
阻燃PA6
驱动控制部件 齿轮,车轮盖板,扣钉,油门,踏板,制动管,输油管 增强PA6、PA66
PA11、PA12、PA46
        电器电子工业
        可用于制造电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器,电器产品的接线柱、开关和电阻器等。
        医疗器械仪器
        用于医用输血管、取血器、输液器等。PA单丝可做外科手术缝线、假发等;另外,电子打字机的数字旋转盘、接线柱、传动齿轮、印刷机的带式过滤片等。
        其它方面
        用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫,摩托车驾驶员的头盔,办公机器外壳,办公用椅的角轮、座和靠背,冰鞋、钓鱼线等,PA薄膜气体阻隔性能优良,而且耐油性、耐低温冲击性、耐穿透性好,可用于肉、火腿肠等冷冻食品的包装。聚酰胺还可棒材和板材,也作齿轮或其它传动装置。

第三节 改性PA
        玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究,但形成产业化是20世纪70年代,自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后,各国大公司纷纷开发新的改性PA产品,美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市场
        PA作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程,使其扮演着越来越重要的角色。
        1、高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大,新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强PA成为重要的品种,主要是用于汽车发动机部件,机械部件以及航空设备部件;
        2、尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径,也是制造尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物,来改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性,以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而,适用车种不同要求的用途;
        3、纳米尼龙的制造技术与应用得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高,而制造成本与背通尼龙相当。因而,具有很大的竞争力;
        4、用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增,绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视;
        5、抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料;
        6、加工助剂的研究与应用,将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程;
        7、综合技术的应用,产品的精细化是推动其产业发展的动力。

第四节 成型加工
        一、加工特性
        1、尼龙容易受潮。在大气中,PA的平衡吸水率为3.5%、PA66为2.5%、PA610为1.5%,PA1010为0.8%,尼龙含水量对其力学性能有较大的影响。在熔融状态下,水分的存在,会引起尼龙的水解而导致分子量下降,使制品机械性能下降,还会在成型中使制品表面出现气泡、银丝和斑纹等缺陷。所以成型前必须充分干燥。
        2、尼龙熔体粘度低、流动性大,喷嘴会产生“流延”现象。浪费原料,污染喷嘴。如果用螺杆式注射机成型,注射时,熔体会在螺杆和料筒壁之间出现逆流,使注料不准,所以,尼龙在螺杆式注射机成型时,在螺杆端部必须安装止逆环。
        3、尼龙是结晶性高聚物。熔点明显,而且较高,所以,尼龙需要在较高温度下成型,熔融状态的尼龙热稳定性较差,易分解。因此必须严格控制工艺条件。
        4、尼龙的成型收缩率大,对于制造高精密度的制品,模具设计应在试验的基础上确定其尺寸,成型工艺应严格控制。
        二、成型工艺
        1、注塑工艺:原料的干燥→适宜的工业条件→制品的后处理
        纯PA6注塑工艺的参考工艺条件:
制品厚度/mm <3 3~6 >6
浇口直径/mm 1.0 1.0~3.0 3.0~4.5
浇口长度/mm 最大为1 最大为1.5 浇口的1/2
注塑机类型 柱塞式 螺杆式 柱塞式 螺杆式 -
料筒温度(℃) 前部 240~260 210~220 240~260 210~220 230~260
中部 230~250 210~240 220~250 210~230 240~260
前部 230~250 210~240 220~250 210~230 240~260
喷嘴 220~240 210~230 210~230 210~230 210~230
模具温度(℃) 20~80 20~80 20~80 20~80 20~80 20~85
注射压力MPa 90~200 60~120 80~200 60~120 85~160
成型周期/s 5~20 5~20 10~40 10~40 20~60
注射总周期/s 20~50 20~0 25~70 25~70 40~120
螺杆转速(r/min) - 50~120 - 50~120 -
        而玻璃纤维增强尼龙相应的加工温度要高10~20℃
        2、挤出工艺
        PA6的挤出工艺参考条件:
工艺条件 制品种类
片材 电线包覆 型材 管材 薄膜
料筒温度 后部 238 252 238 238 230
中部 246 257 246 246 250
前部 246 257 246 240 250
模头温度 238 250 238 238 240
模头压力 3.45 2.45 3.45 3.45 -