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尼龍66的材料說明
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中文別名:錦綸66短纖維;尼龍-66;尼龍66樹脂;聚酰胺-66;聚己二酰己二胺;錦綸-66。尼龍66疲勞強度和剛性較高,耐熱性較好,摩擦系數低,耐磨性好,但吸濕性大,尺寸穩定性不夠。

通常應用于中等載荷,使用溫度<100-120度無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動零件。尼龍66為聚己二酰己二胺,工業簡稱PA66。常制成圓柱狀粒料,作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬~2萬。各種聚酰胺的共同特點是耐燃,抗張強度高(達104千帕),耐磨,電絕緣性好。

熔點(Tm)

熔點即結晶熔解時的溫度,對結晶性高分子尼龍-66,顯示清晰的熔點,根據采用的測試方法,熔點在259~267℃的范圍內波動。通常采用差熱分析(DTA)法測出的尼龍-66的熔點為264℃。實際上,尼龍-66的熔點可以根據結晶的熔融熱(ΔH)和熔融熵(ΔS)計算出來:

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顯示極大值的溫度當作熔點,則尼龍-66的熔點溫度范圍為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不規則的變化,這一溫度就是玻璃化轉變溫度,是分子鏈的鏈段克服分子間力開始運動的溫度。在這一溫度附近,模量、振動頻率、介電常數等也開始發生變化。

尼龍-66的玻璃化溫度,與測試方法、試樣中的水分含量、單體濃度、結晶度等因素有關。Wilhoit和Dole等從比熱容的溫度變化分析,認為尼龍-66的玻璃化溫度為47℃[ ],而Rybnikar則在低溫下測定了尼龍-66的比容,發現在尼龍-66在-65℃也有一個轉變溫度。

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

堅韌、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,沖擊強度,吸水較大

尼龍66:性能優于尼龍6,強度高,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。適于制作一般機械零件、減磨耐磨零件、傳動零件以及化工、電器、儀表等零件

特點

1.優良的力學性能。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,作為傳動部件其使用壽命長。

3.彈性好,耐疲勞性好,可經得住數萬次的雙撓曲

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

結晶構造

Bill認為,尼龍-66的晶形有α型和β型二種形態,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型的結晶構造,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構,分子鏈被筆直地拉長。相鄰的分子以氫鍵連成平面的片狀。

表01-68 尼龍-66 穩定晶形的晶格常數

晶體 a b c(纖維軸) α β γ

α型結晶(三斜晶系) 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm 48?° 77° 63?°

計算密度=1.24g/cm3

圖01-44 尼龍-66的α晶型結構 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接一個的壘積,而β晶型則每隔一片相互上下偏移壘積。對未進行熱處理的普通成型品,構成結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

熔融狀態的尼龍-66緩慢冷卻時,在235~245℃急劇生成球晶。球晶不僅包含于結晶部分,也包含于非結晶部分,結晶度為20%~40%。

球晶有在徑向上優先取向的正球晶及在切線方向上優先取向的負球晶[ ]。尼龍-66球晶通常為正球晶,但在250~265℃下加熱熔融結晶時可以生成負球晶[ , ]。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。

結晶度

一般認為,普通結晶形高分子,具有結晶區域和非結晶區域,結晶區域的比例便稱為結晶度。在很大程度上,結晶度可以左右尼龍-66的物理、化學和機械性質。結晶度可以用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單方便。

分子量

綜合考慮尼龍-66的可應用性和可加工性,通常將其分子量調整為15000~30000(聚合度約150~300),若分子量太大,成型加工性能變差。已經開發了一系列方法測定聚酰胺的分子量,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、電導滴定法)、光散射法、滲透壓法、熔融電導法等,其中溶液粘度法在實驗室條件較為容易進行。

熱分解和水解反應

與其它聚酰胺相比,尼龍-66最容易熱降解和三維結構化。當尼龍-66發生熱分解時,首先表現為主鏈開裂引起分子量、熔體粘度降低;進一步降解時,由三維結構化引起熔體粘度上升而最終變成凝膠,成為不溶不熔物。其機理尚未完全闡明,但相信主要原因是尼龍-66本質造成的,與己二酸殘基容易形成環戊酮衍生物密切相關。

在惰性氣體氛圍中,尼龍-66可以在300℃保持短時間的穩定性,但時間長后(如290℃5小時)就可看出明顯的分解,產生氨和二氧化碳等。在無氧的條件下,其分解產物為氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。

在有氧和水等存在時,尼龍-66在200℃就顯示出明顯的分解傾向。在有氧存在時,加熱還會引起分子鏈之間的交聯.

尼龍-66對室溫水和沸水是穩定的,但在高溫尤其是在熔融狀態下則會發生水解。另外,尼龍-66在堿性水溶液中也很穩定,即使在10%的NaOH溶液中于85℃處理16小時也觀察不到明顯的變化。但在酸性水溶液中容易發生水解。


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