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尼龙PA66与PA6/PA610/PA1010/PA1010/PA11/PA12聚酰胺的结构与性能比较

发布时间:2023-11-21 点击数:0
      聚酰胺树脂的外观为白色至淡黄色的颗粒,其制品坚硬,表面有光泽。由于分子主链中重复出现的酰胺基团是一个带极性的基团,这个基团上的氢能与另一个酰氨基团上的羰基结合成牢固的氢键,使聚酰胺的结构发生结晶化,从而使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性等。聚酰胺的吸水率比较大,酰胺键的比例越大,吸水率也越高。不同品种的吸水率为聚酰胺6>聚酰胺66 >聚酰胺610 >聚酰胺1010 >聚酰胺11> 聚酰胺12。
几种主要聚酰胺的性能
性能 聚酰胺6 聚酰胺66 聚酰胺610 聚酰胺1010 聚酰胺11 聚酰胺12 浇注聚酰胺
密度/(g/cm3) 1.13~1.45 1.08~1.15 1.8 1.04~1.06 1.04 1.09 1.14
吸水率/% 1.9 1.5 0.4~0.5 0.39 0.4~1.0 0.6~1.5
拉伸强度/MPa 74~78 83 60 52~55 47~58 45~50 77.5~97
伸长率/% 150 60 85 100~250 60~230 230~240 -
弯曲强度/MPa 100 100~110 89 76 86~92 160
中击强度(缺口)/(kJ/m2) 3.1 3.9 3.5~5.5 4~5 3.5~4.8 10~11.5
压缩强度/MPa 90 120 90 79 80~100 - 100
洛氏硬度/HR 114 118 111 108 106
熔点/℃ 215 250~265 210~220 - 220
热变形温度(1.82MPa)/℃ 55~58 66~68 51~56 55 51~55
脆化温度/℃ -70~-30 -25~-30 -20 60 -60 -70
线膨胀系数/×10-5K-1 7.9~8.7 9.0~10 9~12 10.5 11.4~12.4 10 7.1
燃烧性 自熄 自熄 自熄 自熄 自熄 自熄至缓慢燃烧 自熄
介电常数60Hz 4.1 4 3.9 2.5~3.6 3.7 - 4.4
击穿强度/(kV/mm) 22 15~19 28.5 >20 29.5 16~19 19.1
介电损耗/(60Hz) 0.01 0.014 0.04 0.020~0.026 0.06 0.04
      1、力学性能聚酰胺具有优良的力学性能。其拉伸强度、压缩强度、冲击强度、刚性及耐磨性都比较好。但是聚酰胺的力学性能会受到温度以及湿度的影响。它的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度随温度与湿度的增加而减小。图2-3和图2-4分别为聚酰胺拉伸屈服强度与温度及吸水率的关系。

图2-3 聚酰胺拉伸屈服强度与温度的关系

图2-4 聚酰胺拉伸屈服强度与吸水率的关系
      聚酰胺的冲击性能很好,而且温度及吸水率对聚酰胺的冲击强度有很大的影响。聚酰胺的冲击强度是随温度与含水率的增加而上升的。聚酰胺的硬度是随含水率的增加而直线下降的,如图2-5所示。
      聚酰胺具有很好的耐磨耗性能。它是一种自润滑材料,做成的轴承、齿轮等摩擦零件,在PV 值(机械密封的工作能力值) 不高的条件下,可以在无润滑的状态使用。各种聚酰胺的摩擦因数没有显著的差别,油润滑时摩擦因数小而稳定。此外,聚酰胺的结晶度越高,材料的硬度越大,耐磨性能也越好。耐磨性能还可通过加入二硫化钼、石墨等填料来进一步改善。
图2.0.聚酰胺硬度与吸水率的关系
     2、电性能由于聚酰胺分子链中含有极性的酰胺基团,会影响到它的电绝缘性。聚酰胺在低温和干燥的条件下具有良好的电绝缘性,但在潮湿的条件下,体积电阻率和介电强度均会降低,介电常数和介质损耗也会明显增大。温度上升,电性能也会下降。
     3、热性能由于聚酰胺分子链之间会形成氢键,因此聚酰胺的熔融温度比较高,而且熔融温度范围比较窄,有明显的熔点。聚酰胺的热变形温度不高,一般为80℃以下,但用玻璃纤维增强后,其热变形温度可达到200℃。
聚酰胺的热导率很低,约为0.18 ~0.4W/(m·K),相当于金属的几百分之一。因此在用聚酰胺做齿轮和轴承这一类的机械零件时,厚度应尽量减小。聚酰胺的线膨胀系数比较大,约为金属的5~7倍,而且会随温度的升高而增加。
      4、耐化学药品性聚酰胺具有良好的化学稳定性,由于具有高的内聚能和结晶性,所以聚酰胺不溶于普通溶剂(如醇、酯、酮和烃类),能耐许多化学药品,它不受弱碱、弱酸、醇、酯、酮、润滑油、油脂、汽油及清洁剂等的影响,对盐水、细菌和霉菌都很稳定。
在常温下,聚酰胺溶解于强极性溶剂(如酚类、硫酸、甲酸) 以及某些盐的溶液,如氯化钙饱和的甲醇溶液、硫氰酸钾等。
在高温下,聚酰胺溶解于乙二醇、冰醋酸、氯乙醇、丙二醇和氯化锌的甲醇溶液。
      5、其他性能聚酰胺的耐候性能一般,如果长时间暴露在大气环境中,会变脆,力学性能明显下降。如果在聚酰胺中加入炭黑和稳定剂后,可以明显地改善它的耐候性。常用的稳定剂还有无机碱金属的溴盐和碘盐、铜和铜化合物以及亚磷酸酯类。
      聚酰胺无臭、无味、无毒,多数具有自熄性,即使燃烧也很缓慢,且火焰传播速度很慢,离火后会慢慢熄灭。

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