中文別名:錦綸66短纖維;尼龍-66;尼龍66樹(shù)脂;聚酰胺-66;聚己二酰己二胺;錦綸-66。尼龍66疲勞強(qiáng)度和剛性較高,耐熱性較好,摩擦系數(shù)低,耐磨性好,但吸濕性大,尺寸穩(wěn)定性不夠。
通常應(yīng)用于中等載荷,使用溫度<100-120度無(wú)潤(rùn)滑或少潤(rùn)滑條件下工作的耐磨受力傳動(dòng)零件。尼龍66為聚己二酰己二胺,工業(yè)簡(jiǎn)稱PA66。常制成圓柱狀粒料,作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬(wàn)~2萬(wàn)。各種聚酰胺的共同特點(diǎn)是耐燃,抗張強(qiáng)度高(達(dá)104千帕),耐磨,電絕緣性好。
熔點(diǎn)(Tm)
熔點(diǎn)即結(jié)晶熔解時(shí)的溫度,對(duì)結(jié)晶性高分子尼龍-66,顯示清晰的熔點(diǎn),根據(jù)采用的測(cè)試方法,熔點(diǎn)在259~267℃的范圍內(nèi)波動(dòng)。通常采用差熱分析(DTA)法測(cè)出的尼龍-66的熔點(diǎn)為264℃。實(shí)際上,尼龍-66的熔點(diǎn)可以根據(jù)結(jié)晶的熔融熱(ΔH)和熔融熵(ΔS)計(jì)算出來(lái):
尼龍-66的ΔH為4390.3J/mol,ΔS為8.37J/kmol,Tm的理論值為259.3℃[ ]。
如果將體積膨脹系數(shù)顯示極大值的溫度當(dāng)作熔點(diǎn),則尼龍-66的熔點(diǎn)溫度范圍為246~263℃。接近理論熔解溫度259℃。
玻璃化溫度(Tg)
高分子的比容和比熱容等溫度特性值在某一溫度可出現(xiàn)不規(guī)則的變化,這一溫度就是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,是分子鏈的鏈段克服分子間力開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度。在這一溫度附近,模量、振動(dòng)頻率、介電常數(shù)等也開(kāi)始發(fā)生變化。
尼龍-66的玻璃化溫度,與測(cè)試方法、試樣中的水分含量、單體濃度、結(jié)晶度等因素有關(guān)。Wilhoit和Dole等從比熱容的溫度變化分析,認(rèn)為尼龍-66的玻璃化溫度為47℃[ ],而Rybnikar則在低溫下測(cè)定了尼龍-66的比容,發(fā)現(xiàn)在尼龍-66在-65℃也有一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度。
物理性能
比重:PA6 1.14克/立方厘米,PA66 1.15克/立方厘米,PA1010 1.05克/立方厘米
成型收縮率:PA6 0.8-2.5% ,PA66 1.5-2.2%
干燥條件:100-110℃/12小時(shí)
堅(jiān)韌、耐磨、耐油、,耐水、抗酶菌、但吸水大
燃燒鑒別方法:火焰上端黃色,下端藍(lán)色,燃燒后塑料熔滴落,起泡,離火后特殊的羊毛,指甲燒焦味和帶芹菜味
尼龍6:彈性好,沖擊強(qiáng)度,吸水較大
尼龍66:性能優(yōu)于尼龍6,強(qiáng)度高,耐磨性好
尼龍610:與尼龍66相似,但吸水小,剛度低
尼龍1010:半透明,吸水小。耐寒性較好。適于制作一般機(jī)械零件、減磨耐磨零件、傳動(dòng)零件以及化工、電器、儀表等零件
特點(diǎn)
1.優(yōu)良的力學(xué)性能。尼龍的機(jī)械強(qiáng)度高,韌性好。
2.自潤(rùn)性、耐摩擦性好。尼龍具有很好的自潤(rùn)性,摩擦系數(shù)小,從而,作為傳動(dòng)部件其使用壽命長(zhǎng)。
3.彈性好,耐疲勞性好,可經(jīng)得住數(shù)萬(wàn)次的雙撓曲
4.耐腐蝕性能佳,不霉,不怕蛀,有耐堿的能力,但不耐酸和氧化劑
5.染色性能良好
6.相對(duì)密度小,僅為1.04-1.14,除聚烯烴纖維外,是纖維中最輕的
注塑參數(shù)
結(jié)晶構(gòu)造
Bill認(rèn)為,尼龍-66的晶形有α型和β型二種形態(tài),在常溫下為三斜晶形,在165℃以上為六方晶形。
Bunn等確定了尼龍-66α型的結(jié)晶構(gòu)造,尼龍-66分子中的亞甲基呈鋸齒狀平面排列,酰胺基取反式平面結(jié)構(gòu),分子鏈被筆直地拉長(zhǎng)。相鄰的分子以氫鍵連成平面的片狀。
表01-68 尼龍-66 穩(wěn)定晶形的晶格常數(shù)
晶體 a b c(纖維軸) α β γ
α型結(jié)晶(三斜晶系) 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm 48?° 77° 63?°
計(jì)算密度=1.24g/cm3
圖01-44 尼龍-66的α晶型結(jié)構(gòu) 圖01-45尼龍-66分子中晶片排列模型
線條:鏈狀分子;○:氧原子
尼龍-66的α晶型是一系列晶片沿鏈軸方向一個(gè)接一個(gè)的壘積,而β晶型則每隔一片相互上下偏移壘積。對(duì)未進(jìn)行熱處理的普通成型品,構(gòu)成結(jié)晶的氫鍵平面片的重疊方式,是這種α晶型和β晶型的任意混合。
球晶
熔融狀態(tài)的尼龍-66緩慢冷卻時(shí),在235~245℃急劇生成球晶。球晶不僅包含于結(jié)晶部分,也包含于非結(jié)晶部分,結(jié)晶度為20%~40%。
球晶有在徑向上優(yōu)先取向的正球晶及在切線方向上優(yōu)先取向的負(fù)球晶[ ]。尼龍-66球晶通常為正球晶,但在250~265℃下加熱熔融結(jié)晶時(shí)可以生成負(fù)球晶[ , ]。球晶生成速度和球晶大小,除顯著地受冷卻溫度的影響之外,還受到熔融溫度、分子量等因素的影響。
結(jié)晶度
一般認(rèn)為,普通結(jié)晶形高分子,具有結(jié)晶區(qū)域和非結(jié)晶區(qū)域,結(jié)晶區(qū)域的比例便稱為結(jié)晶度。在很大程度上,結(jié)晶度可以左右尼龍-66的物理、化學(xué)和機(jī)械性質(zhì)。結(jié)晶度可以用X-射線、紅外吸收光譜、熔融熱、密度和體積膨脹率等求得,其中以密度法最為簡(jiǎn)單方便。
分子量
綜合考慮尼龍-66的可應(yīng)用性和可加工性,通常將其分子量調(diào)整為15000~30000(聚合度約150~300),若分子量太大,成型加工性能變差。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一系列方法測(cè)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、電位滴定法、電導(dǎo)滴定法)、光散射法、滲透壓法、熔融電導(dǎo)法等,其中溶液粘度法在實(shí)驗(yàn)室條件較為容易進(jìn)行。
熱分解和水解反應(yīng)
與其它聚酰胺相比,尼龍-66最容易熱降解和三維結(jié)構(gòu)化。當(dāng)尼龍-66發(fā)生熱分解時(shí),首先表現(xiàn)為主鏈開(kāi)裂引起分子量、熔體粘度降低;進(jìn)一步降解時(shí),由三維結(jié)構(gòu)化引起熔體粘度上升而最終變成凝膠,成為不溶不熔物。其機(jī)理尚未完全闡明,但相信主要原因是尼龍-66本質(zhì)造成的,與己二酸殘基容易形成環(huán)戊酮衍生物密切相關(guān)。
在惰性氣體氛圍中,尼龍-66可以在300℃保持短時(shí)間的穩(wěn)定性,但時(shí)間長(zhǎng)后(如290℃5小時(shí))就可看出明顯的分解,產(chǎn)生氨和二氧化碳等。在無(wú)氧的條件下,其分解產(chǎn)物為氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。
在有氧和水等存在時(shí),尼龍-66在200℃就顯示出明顯的分解傾向。在有氧存在時(shí),加熱還會(huì)引起分子鏈之間的交聯(lián).
尼龍-66對(duì)室溫水和沸水是穩(wěn)定的,但在高溫尤其是在熔融狀態(tài)下則會(huì)發(fā)生水解。另外,尼龍-66在堿性水溶液中也很穩(wěn)定,即使在10%的NaOH溶液中于85℃處理16小時(shí)也觀察不到明顯的變化。但在酸性水溶液中容易發(fā)生水解。
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