Нейлон — название полиамидного волокна (нейлона). Нейлон — первое синтетическое волокно в мире. Нейлон был разработан американским ученым Карозерсом и исследовательской группой под его руководством.

Появление нейлона придало новый облик текстилю. Его синтез является крупным прорывом в индустрии синтетических волокон, а также очень важной вехой в химии полимеров.

Структура:

Полиамид, обычно известный как нейлон, является общим термином для термопласт смолы, содержащие повторяющиеся амидные группы ([NHCO]) на основной цепи молекулы, в том числе алифатические ПА, алифатически-ароматические ПА и ароматические ПА. Среди них алифатический ПА имеет много разновидностей, большой выход и широкое применение, а его название определяется удельным числом атомов углерода в синтетическом мономере.

Молекулярная структура

Обычно используемые нейлоновые волокна можно разделить на две категории.

Одним из типов является полидикислотодиамин, полученный путем поликонденсации диамина и дикислоты, химическая структура его длинноцепочечной молекулы выглядит следующим образом:

H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH

Относительная молекулярная масса этого типа нейлона обычно составляет 17000-23000. Различные нейлоновые продукты могут быть получены в соответствии с различными атомами углерода диамина и двухосновной кислоты, используемых, и могут быть различимы по числам, добавленным после нейлона, где первое число - это число углерода диамина, а второе число - число углерода двухосновной кислоты. Например, нейлон 66 означает, что он изготовлен путем поликонденсации гексаметилендиамина и адипиновой кислоты; нейлон 610 означает, что он изготовлен из гексаметилендиамина и себациновой кислоты.

Другой тип получают путем поликонденсации лактама или полимеризации с раскрытием кольца, и химическая структура его длинноцепочечной молекулы выглядит следующим образом:

H-[NH(CH2)xCO]-OH

Различные типы волокон называются в соответствии с числом атомов углерода в их единичных структурах. Например, нейлон 6 означает, что он получен путем полимеризации с раскрытием кольца капролактама, содержащего 6 атомов углерода.

Нейлон 6, нейлон 66 и другие алифатические нейлоны состоят из линейных макромолекул с амидными связями (-NHCO-). Молекулы нейлона содержат группы -CO- и -NH-, которые могут образовывать водородные связи между молекулами или внутри них, а также могут соединяться с другими молекулами, поэтому нейлон обладает хорошей способностью поглощать влагу и может образовывать хорошую кристаллическую структуру.

Группа -CH2- (метилен) в молекуле нейлона может создавать только слабые силы Ван-дер-Ваальса, поэтому степень закручивания молекулярной цепи сегмента -CH2- относительно велика. Различное количество -CH2- в различных нейлонах делает формы водородных связей между молекулами разными, и вероятность закручивания молекул также разной. Кроме того, некоторые молекулы нейлона имеют направленность. Различные молекулярные направления приведут к различным структурным свойствам волокон.

Морфологическая структура

Морфологическая структура нейлона, полученного методом формования из расплава, имеет круглое поперечное сечение и не имеет особой продольной структуры, наблюдаемой под микроскопом. Под электронным микроскопом можно наблюдать нитевидную фибриллярную ткань, а ширина фибрилл нейлона 66 составляет около 10-15 нм. Если используется фильера специальной формы, можно изготавливать нейлон с различными специальными формами поперечного сечения, такими как многоугольные, многодольчатые, полые и другие специальные формы поперечного сечения. Его структура сфокусированного состояния тесно связана с растяжением и термической обработкой процесса формования. Основные цепи макромолекул различных нейлонов связаны атомами углерода и атомами азота.

Волокна специальной формы могут изменять эластичность волокон, придавать им особый блеск и объемность, а также улучшать сцепление и покрывающую способность волокон, а также антипиллинговые и антистатические свойства. Например, треугольные волокна имеют эффект мерцания; пентафлобальные волокна имеют блеск, как жирный свет, приятны на ощупь и являются антипиллинговыми; полые волокна имеют полость внутри, низкую плотность и хорошо сохраняют тепло.

Полиамид (PA, обычно известный как нейлон) — это смола, впервые разработанная компанией DuPont в Соединенных Штатах для производства волокна и запущенная в промышленность в 1939 году. В 1950-х годах компания начала разрабатывать и производить литьевые изделия для замены металлов, чтобы соответствовать требованиям к легким и экономичным промышленным продуктам. Основная цепь полиамида содержит много повторяющихся амидных групп. При использовании в качестве пластика он называется нейлоном. При использовании в качестве синтетического волокна компания называет его нейлоном. Полиамид может быть получен из диаминов и двухосновных кислот или синтезирован из ω-аминокислот или циклических лактамов. В зависимости от количества атомов углерода, содержащихся в диаминах, двухосновных кислотах или аминокислотах, можно получить множество различных полиамидов. Существуют десятки разновидностей полиамидов, среди которых наиболее широко используются полиамид-6, полиамид-66 и полиамид-610.

Цепные структуры полиамида-6, полиамида-66 и полиамида-610 — [NH(CH2)5CO], [NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO] и [NH(CH2)6NHCO(CH2)8CO] соответственно. Полиамид-6 и полиамид-66 в основном используются для прядения синтетических волокон, называемых нейлон-6 и нейлон-66. Нейлон-610 — термопластичный конструкционный пластик с превосходными механическими свойствами.

PA обладает хорошими комплексными свойствами, включая механические свойства, термостойкость, износостойкость, химическую стойкость и самосмазываемость, имеет низкий коэффициент трения, определенную огнестойкость и легко обрабатывается. Подходит для наполнения и армирования модификацией со стекловолокном и другими наполнителями для улучшения эксплуатационных характеристик и расширения сферы применения.

Существует множество разновидностей ПА, включая ПА6, ПА66, ПА12, ПА46, ПА610, ПА612, ПА1010, ПА6 и т. д., а также множество новых разновидностей, таких как полуароматический нейлон ПА6Т и специальный нейлон, разработанный в последние годы. Нейлон-XNUMX пластиковые изделия можно использовать металлический натрий, гидроксид натрия и т. д. в качестве основного катализатора, N-ацетилкапролактам в качестве сокатализатора, и производить δ-капролактам непосредственно в модели посредством полимеризации с раскрытием кольца отрицательными ионами, которая называется литым нейлоном. Этот метод удобен для производства крупных пластиковых деталей.

Используйте

Полиамид в основном используется для синтетических волокон. Его самое выдающееся преимущество в том, что он имеет более высокую износостойкость, чем все другие волокна. Он в 10 раз более износостойкий, чем хлопок, и в 20 раз более износостойкий, чем шерсть. Добавление небольшого количества полиамидного волокна в смесовые ткани может значительно улучшить их износостойкость. При растяжении на 3-6% коэффициент упругого восстановления может достигать 100%; он может выдерживать десятки тысяч складок и изгибов, не ломаясь.

Прочность полиамидного волокна в 1-2 раза выше, чем у хлопка, в 4-5 раз выше, чем у шерсти, и в 3 раза выше, чем у вискозного волокна. Однако полиамидное волокно имеет плохую термостойкость и светостойкость, а его удерживающая способность не очень хороша. Одежда из него не такая хрустящая, как у полиэстера. Кроме того, нейлон-66 и нейлон-6, используемые для одежды, имеют недостатки в виде плохого влагопоглощения и окрашиваемости. По этой причине были разработаны новые разновидности полиамидных волокон - нейлон-3 и нейлон-4, новые полиамидные волокна, которые легкие, не мнется, воздухопроницаемые, обладают хорошей прочностью, окрашиваемостью и термофиксацией, и поэтому считаются имеющими большие перспективы развития.

Этот вид продукции имеет широкий спектр применения. Это хороший материал для замены стали, железа, меди и других металлов на пластик. Это важный конструкционный пластик. Литой нейлон широко заменяет износостойкие детали механического оборудования и заменяет медь и сплавы в качестве износостойких деталей оборудования. Он подходит для изготовления износостойких деталей, деталей трансмиссии, деталей бытовой техники, деталей автомобильного производства, винтовых стержней для предотвращения механических деталей, деталей химического оборудования и химического оборудования. Например, турбины, шестерни, подшипники, рабочие колеса, кривошипы, приборные панели, приводные валы, клапаны, лопасти, винтовые стержни, мойки высокого давления, винты, гайки, уплотнения, челноки, втулки, муфтовые соединители и т. д.

Заменить медь и другие металлы

Поскольку полиамид нетоксичен, легок, обладает превосходной механической прочностью, износостойкостью и хорошей коррозионной стойкостью, он широко используется для замены меди и других металлов при производстве подшипников, шестерен, лопастей насосов и других деталей в машиностроении, химической, приборостроительной, автомобильной и других отраслях промышленности. После того, как полиамид расплавлен, превращают в пряжу, он обладает высокой прочностью и в основном используется в качестве синтетического волокна и медицинского шовного материала.

Используется в различных медицинских и трикотажных изделиях.

В гражданских целях его можно смешивать или прясть в различные медицинские и трикотажные изделия. Нейлоновые нити в основном используются в трикотажной и шелковой промышленности, например, для изготовления отдельных чулок, эластичных чулок и других износостойких нейлоновых чулок, нейлоновых шарфов, противомоскитных сеток, нейлоновых кружев, эластичной нейлоновой верхней одежды, различных нейлоновых шелков или переплетенных шелковых изделий. Нейлоновые штапельные волокна в основном используются для смешивания с шерстью или другими химическими волокнами шерстяных изделий для изготовления различных износостойких и долговечных материалов для одежды.

В промышленности нейлон в больших количествах используется для изготовления шнуров, промышленных тканей, кабелей, конвейерных лент, палаток, рыболовных сетей и т. д. В национальной обороне он в основном используется для изготовления парашютов и других военных тканей.

История НИОКР

В 1927 году крупнейшая химическая компания США решила выделять 250,000 XNUMX долларов в год на исследовательские расходы и начала нанимать исследователей-химиков.

В 1928 году компания основала Институт основной химии, и доктор Карозерс, которому было всего 32 года, был нанят на должность директора института. В основном он занимался исследованиями реакций полимеризации. Сначала он изучил реакцию поликонденсации бифункциональных молекул и синтезировал длинноцепочечные полиэфиры с высокой молекулярной массой посредством этерификационной конденсации диолов и дикарбоновых кислот. Менее чем за два года Карозерс добился важного прогресса в получении линейных полимеров, особенно полиэфиров, и увеличил относительную молекулярную массу полимеров до 10,000 25,000-10,000 XNUMX. Полимеры с относительной молекулярной массой выше XNUMX XNUMX он назвал суперполимерами.

В 1930 году помощник Карозерса обнаружил, что расплавленный полиэстер, полученный из диолов и дикарбоновых кислот посредством реакции поликонденсации, можно вытягивать в нити, подобные сахарной вате, и что волокнистые нити могут продолжать растягиваться даже после охлаждения, причем длина растяжения может достигать в несколько раз больше первоначальной. После охлаждения и растяжения прочность, эластичность, прозрачность и блеск волокон значительно увеличиваются.

Уникальные свойства этого полиэстера заставили их почувствовать, что он может иметь большую коммерческую ценность и что из расплавленного полимера можно будет прясть волокна. Однако дальнейшие исследования показали, что получение волокон из полиэстера имело лишь теоретическое значение. Поскольку полиэстер плавится при температуре ниже 100°C и особенно растворим в различных органических растворителях, он лишь немного более стабилен в воде, поэтому он не подходит для текстильного использования.

Затем Карозерс провел углубленное исследование ряда полиэфирных и полиамидных соединений. После многочисленных сравнений он выбрал полиамид-66 (первые 6 представляют собой число атомов углерода в диамине, а вторые 6 представляют собой число атомов углерода в дикислоте), который он впервые синтезировал из гексаметилендиамина и адипиновой кислоты 28 февраля 1935 года. Этот полиамид нерастворим в обычных растворителях и имеет температуру плавления 263 °C, что выше обычно используемой температуры глажки. Вытянутое волокно имеет вид и блеск шелка, а также близко к натуральному шелку по структуре и свойствам. Его износостойкость и прочность превосходят любое волокно того времени. Учитывая его свойства и стоимость производства, это лучший выбор среди известных полиамидов. Затем была решена проблема промышленных источников сырья для производства полиамида 66.

27 октября 1938 года было официально объявлено о создании первого в мире синтетического волокна, а синтетическое волокно полиамид 66 получило название нейлон. Позднее нейлон стал общим названием всех полиамидов, синтезированных из угля, воздуха, воды или других веществ, обладающих износостойкостью и гибкостью и химической структурой, подобной белку в английском языке.

После того, как в 1939 году его начали производить в промышленных масштабах, он получил название нейлон и стал первым синтетическим волокном, освоенным в промышленных масштабах.

Синтез нейлона заложил основу для промышленности синтетических волокон, а появление нейлона придало текстилю новый облик. Нейлоновые чулки, сотканные из этого волокна, одновременно прозрачны и более долговечны, чем шелковые чулки.

Когда 24 октября 1939 года в продажу поступили нейлоновые чулки, они произвели сенсацию и считались редкими и ценными вещами. Многие женщины из низов общества не могли купить чулки, поэтому им приходилось рисовать на ногах узоры ручками, чтобы представить, что это чулки. Люди расхваливали это волокно как «тонкое, как паутина, прочное, как стальная проволока, и красивое, как шелк». К маю 1940 года ткани из нейлонового волокна продавались по всем Соединенным Штатам.

С начала Второй мировой войны и до 1945 года нейлоновая промышленность была направлена ​​на парашюты, кордовые ткани для авиационных шин, военную форму и другие военные продукты. Благодаря характеристикам и широкому спектру использования нейлона, он развивался очень быстро после Второй мировой войны, и различные нейлоновые изделия появились бесчисленным количеством способов, от чулок и одежды до ковров, веревок, рыболовных сетей и т. д. Нейлон является одним из трех основных синтетических волокон.

В апреле 1958 года первая партия китайских испытательных образцов капролактама была наконец успешно произведена в ходе испытаний на химическом заводе Цзиньси в провинции Ляонин (ныне Хулудао, провинция Ляонин). Продукт был отправлен на Пекинскую фабрику волокон и сразу же успешно спряден, что ознаменовало начало китайской промышленности синтетических волокон. Поскольку оно родилось на химическом заводе Цзиньси (ныне Хулудао, провинция Ляонин), это синтетическое волокно позже было названо «нейлоном». Поскольку нейлон имел важное национальное оборонное и военное применение в первые дни основания обедневшего Нового Китая, значимость его рождения очевидна.

Нейлоновое волокно является сырьем для многих видов искусственных волокон. Твердый нейлон используется в строительной отрасли. Воздушные шары из нейлона можно делать очень большими.

Технические параметры

Очищаемость и противообрастающие свойства

На эти два свойства влияют форма поперечного сечения волокна и последующая противообрастающая обработка, в то время как прочность и твердость самого волокна мало влияют на очищающие и противообрастающие свойства.

Температура плавления и эластичность

Температура плавления нейлона 6 составляет 220℃, а нейлона 66 — 260℃. Однако это не является разницей с точки зрения температурных условий использования ковров. Более низкая температура плавления делает нейлон 6 более упругим, стойким к усталости и термической стабильности, чем нейлон 66.

Стойкость цвета

Стойкость цвета не является свойством нейлона; под воздействием света выцветает не сам нейлон, а его краситель.

Износостойкость и пыленепроницаемость

Университет Клемсона в США провел двух с половиной летний эксперимент в международном аэропорту Тампы с использованием коврового покрытия Zeftron 500 nylon 6 и коврового покрытия Antron XL nylon 66. Ковер подвергался чрезвычайно интенсивному трафику, и результаты показали, что BASF Zeftron 500 nylon был немного лучше, чем Antron XL, с точки зрения сохранения цвета и износостойкости ворса. Не было никакой разницы в пылестойкости двух нитей.

Продукция и типы

С ускорением миниатюризации автомобилей, высокой производительностью электронного и электрического оборудования и облегчением механического оборудования спрос на нейлон будет все больше и больше. В частности, как конструкционный материал, нейлон предъявляет высокие требования к своей прочности, термостойкости, морозостойкости и т. д. Присущие нейлону недостатки также являются важным фактором, ограничивающим его применение, особенно для двух основных разновидностей PA6 и PA66, которые имеют сильное ценовое преимущество по сравнению с такими разновидностями, как PA46 и PAl2, хотя некоторые эксплуатационные характеристики не могут удовлетворить требования развития смежных отраслей.

Поэтому необходимо расширить область его применения, модифицируя и улучшая некоторые его свойства для определенной области применения. Из-за сильной полярности ПА имеет сильную гигроскопичность и плохую размерную стабильность, но это можно улучшить путем модификации.

Улучшенный PA

Добавление 30% стекловолокна к PA может значительно улучшить механические свойства, размерную стабильность, термостойкость и устойчивость к старению PA, а усталостная прочность в 2.5 раза выше, чем у неармированного PA. Процесс формования PA, армированного стекловолокном, примерно такой же, как и у неармированного PA, но поскольку текучесть хуже, чем до армирования, давление и скорость впрыска должны быть соответствующим образом увеличены, а температура цилиндра должна быть увеличена на 10-40 ℃. Поскольку стекловолокно будет ориентировано вдоль направления потока во время процесса литья под давлением, механические свойства и скорость усадки будут улучшены в направлении ориентации, что приведет к деформации и короблению изделия. Поэтому при проектировании формы положение и форма литника должны быть разумными. Температура формы может быть увеличена в процессе, а изделие можно вынуть и поместить в горячую воду для медленного охлаждения. Кроме того, чем больше доля добавленного стекловолокна, тем больше износ пластифицирующих компонентов литьевой машины. Лучше всего использовать биметаллический шнек и цилиндр.

Огнестойкий ПА

Поскольку в ПА добавляют антипирены, большинство из них легко разлагаются при высоких температурах, выделяя кислотные вещества, вызывающие коррозию металлов. Поэтому пластифицирующие компоненты (винты, резиновые головки, резиновые кольца, резиновые шайбы, фланцы и т. д.) необходимо покрывать твердым хромом. С точки зрения технологии старайтесь контролировать температуру ствола не слишком высокой, а скорость впрыска не слишком быстрой, чтобы избежать обесцвечивания продукта и ухудшения механических свойств из-за разложения резинового материала из-за чрезмерно высокой температуры.

Прозрачный ПА

Он обладает хорошей прочностью на разрыв, ударопрочностью, жесткостью, износостойкостью, химической стойкостью, поверхностной твердостью и другими свойствами, высокой светопропускаемостью, аналогично оптическому стеклу, температура обработки составляет 300-315 ℃, во время формования температура цилиндра должна строго контролироваться, слишком высокая температура расплава приведет к изменению цвета продукта из-за деградации, слишком низкая температура повлияет на прозрачность продукта из-за плохой пластификации. Температура формы должна быть как можно ниже, высокая температура формы снизит прозрачность продукта из-за кристаллизации.

Устойчивый к атмосферным воздействиям полиамид

Добавление технического углерода и других добавок, поглощающих УФ-излучение, к ПА значительно повышает самосмазываемость и износ ПА по отношению к металлам, что повлияет на подачу материала и износ деталей во время формования. Поэтому необходимо использовать комбинацию шнека, цилиндра, резиновой головки, резинового кольца и резиновой прокладки с высокой производительностью подачи и высокой износостойкостью. Повторяющаяся структурная единица в молекулярной цепи полиамида представляет собой тип полимера с амидной группой.

Подводя итог, можно сказать, что изменения в основном касаются следующих аспектов:

1. Улучшает водопоглощение нейлона и повышает размерную стабильность изделия.
2. Улучшить огнестойкость нейлона для соответствия требованиям электронной, электротехнической, коммуникационной и других отраслей промышленности.
3. Улучшить механическую прочность нейлона, чтобы достичь прочности металлических материалов и заменить металл
4. Улучшить устойчивость нейлона к низким температурам и улучшить его способность противостоять воздействию окружающей среды.
5. Улучшить износостойкость нейлона для соответствия случаям с высокими требованиями к износостойкости.
6. Улучшить антистатические свойства нейлона для соответствия требованиям шахт и их механического применения.
7. Улучшить термостойкость нейлона для адаптации к областям, устойчивым к высоким температурам, таким как автомобильные двигатели.
8. Снизить стоимость нейлона и повысить конкурентоспособность продукции.

Короче говоря, посредством вышеуказанных усовершенствований можно достичь высокой производительности и функционализации нейлоновых композитных материалов, тем самым способствуя развитию смежных промышленных продуктов в направлении высокой производительности и высокого качества.

Нано нейлон

По данным Toray Chemical Co., Ltd. из Японии, компания успешно разработала новую технологию «нановолокна» с наномасштабной моноволоконной структурой, диаметр которой на две цифры меньше, чем у предыдущих сверхтонких волокон, и достигла предела тонкости волокна, контролируя технологию наноструктуры. Toray Chemical Co., Ltd. заявила, что компания использовала эту новую технологию для разработки нанонейлоновых волокон, состоящих из более чем 1.4 миллиона моноволокон диаметром 10 мкм. По сравнению с предыдущими продуктами, это волокно имеет площадь поверхности примерно в 1,000 раз больше, чем у предыдущих продуктов, и обладает высокой поверхностной активностью.

Сверхпрочный нейлон

Нейлоновые волокна Triangle-Raleigh используются во всем: от одежды и ковров до веревок и компьютерных кабелей. Исследователи из Колледжа текстиля Университета Северной Каролины работают над улучшением волокон и сообщают, что им удалось разработать самые прочные алифатические нейлоновые волокна.

Ученые доктор Тонелли, профессор полимеров, и доктор Ричард Каттак, доцент кафедры текстильной инженерии, химии и естественных наук, работают над созданием более прочных нейлоновых волокон без необходимости в дорогостоящих, сложных процессах. Они работают с алифатическими нейлонами, или нейлонами, которые имеют углеродные волокна, соединенные в прямые или открытые цепи, а не в большие кольцевые цепи.

Более прочные алифатические нейлоны можно использовать в канатах, грузовых ремнях, парашютах и ​​автомобильных шинах или для создания синтетических материалов, пригодных для высокотемпературных применений. Открытие было представлено на ежегодном собрании Американского химического общества в Филадельфии и опубликовано в журнале Polymer Journal.

Волокна состоят из полимеров или длинных цепочек молекул, состоящих из многих единиц. Когда эти полимерные цепи выстраиваются, полимер становится кристаллическим.

Эти спиральные полимеры необходимо растянуть, а их эластичность необходимо устранить, если они должны быть превращены в более прочные волокна. Добавление водорода к нейлоновым цепям предотвращает растяжение, поэтому преодоление этой связи является ключевым фактором в создании более прочных нейлоновых волокон.

Сверхпрочные волокна, такие как кевлар, производятся из ароматических нейлоновых полимеров. Они очень жесткие, с длинными цепями, содержащими кольца. Ароматический нейлон трудно производить, и поэтому он очень дорогой.

Поэтому профессор Тонелли и доктор Каттак использовали полиамид 66 (нейлон 66), коммерческий термопластик, который легко изготавливать, но трудно растягивать и выравнивать. Также трудно лишить нейлон 66 эластичности.

Это открытие может решить проблему способности нейлона 66 растворяться в трихлориде галлия, эффективно разрывая водородные связи и позволяя полимерной цепи удлиняться.

PA нейлон

Механические свойства ПА, такие как прочность на растяжение и сжатие, изменяются в зависимости от температуры и влагопоглощения, поэтому вода является относительно пластификатором для ПА. После добавления стекловолокна его прочность на растяжение и сжатие может быть увеличена примерно в 2 раза, а его термостойкость также соответственно улучшается. Сам ПА имеет очень высокую износостойкость, поэтому он может работать непрерывно без смазки. Если вы хотите получить особый эффект смазки, вы можете добавить сульфид в ПА.

Подходящие пластиковые изделия: различные шестерни, турбины, рейки, кулачки, подшипники, пропеллеры, приводные ремни.

Прочее: Усадка составляет 1-2%. Обратите внимание на изменение размеров из-за впитывания влаги после формования.

Коэффициент водопоглощения: 100% относительное влагопоглощение, насыщение может поглотить 8%.

Подходящая толщина стенки: 2-3.5 мм

PA66

Он обладает высокой усталостной прочностью и жесткостью, хорошей термостойкостью, низким коэффициентом трения и хорошей износостойкостью, но имеет высокую гигроскопичность и недостаточную размерную стабильность.

Применение: средние нагрузки, рабочая температура ≈100-120 градусов, износостойкие детали трансмиссии, работающие в условиях отсутствия или недостаточной смазки.

PA6

Усталостная прочность и термостойкость ниже, чем у нейлона 66, но он обладает хорошей эластичностью и хорошими возможностями снижения вибрации и шума. Белый

Применение: Износостойкие детали трансмиссии, работающие при малых нагрузках, средних температурах (80-100°C), без смазки или с небольшим количеством смазки, с низким уровнем шума.

PA610

Прочность, жесткость и термостойкость ниже, чем у нейлона 66, но он обладает низким влагопоглощением и хорошей износостойкостью.

Применение: То же, что и нейлон 6, подходит для зубчатых передач, требующих относительно высокой точности, и деталей с большими перепадами влажности в рабочих условиях.

PA1010

Прочность, жесткость и термостойкость ниже, чем у нейлона 66, влагопоглощение ниже, чем у нейлона 610, процесс формования хороший, износостойкость хорошая.

Применение: Детали, работающие без или с небольшим количеством смазки при небольшой нагрузке, низкой температуре, больших перепадах влажности и других условиях.

МПООПТ

Прочность, усталостная стойкость, термостойкость и жесткость лучше, чем у PA6 и PA66, гигроскопичность ниже, чем у PA6 и PA66, износостойкость хорошая, может быть непосредственно полимеризован в модели, подходит для литья крупных деталей. Применение: высокая нагрузка, высокая рабочая температура (ниже 120) без смазки или с меньшим количеством смазки. Молочно-белый

Литой нейлон

Литой нейлон (MC-нейлон), также известный как литой нейлон мономера, представляет собой продукт, полученный путем прямой полимеризации мономера капролактама в форме под действием сильного основания (например, NaOH) и некоторых сокатализаторов. Поскольку процессы полимеризации и формования объединены вместе, его легко формовать, он требует меньших инвестиций в оборудование и из него легко изготавливать крупные детали машин. Его механические и физические свойства выше, чем у нейлона 6. Из него можно изготавливать шестерни, турбины, подшипники и т. д. весом в десятки килограммов.

Нейлон 1010

Нейлон 1010 — это своего рода конструкционные пластмассы, Создано в Китае. Изготовлено из касторового масла, декандиамина и себациновой кислоты, затем конденсировано. Имеет низкую стоимость, хороший экономический эффект, отличную самосмазку и износостойкость, хорошую маслостойкость, низкую температуру хрупкого перехода (около -60℃), высокую механическую прочность и широко используется в механических деталях, химических и электрических деталях.

Модифицированный нейлон

Модифицированный нейлон — это тип инженерных пластиков. Это гранулированный продукт, полученный путем изменения физических свойств нейлонового сырья. Выход этого типа продукта модифицируется в соответствии с различными требованиями некоторых производителей.

Модифицированный нейлон обычно включает в себя: армированный нейлон, закаленный нейлон, износостойкий нейлон, безгалогеновый огнестойкий нейлон, проводящий нейлон, огнестойкий нейлон и так далее.

1. Тепловые свойства: высокая температура стеклования (Tg), температура плавления (Tm), температура тепловой деформации (HDT); высокая температура длительного использования (UL-746B); широкий диапазон температур использования; малый коэффициент теплового расширения.
2. Механические свойства: высокая прочность, высокий механический модуль, низкая скрытая деформация, высокая износостойкость и усталостная прочность.
3. Прочее: Хорошая химическая стойкость, электростойкость, огнестойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и размерная стабильность.

Ароматический нейлон

Ароматический нейлон, также известный как полиароматический амид, является новым типом нейлона, который был успешно разработан в 1960-х годах. Он устойчив к высоким температурам, радиации и коррозии. Все молекулы нейлона, которые содержат ароматические кольцевые структуры, относятся к ароматическому нейлону. Если только диамин или двухосновную кислоту синтетического нейлона заменить ароматическим диамином или ароматической дикислотой, полученный нейлон является полуароматическим нейлоном, а нейлон, синтезированный ароматической дикислотой и ароматическим диамином, является полностью ароматическим нейлоном. Температура хрупкости ароматического нейлона может достигать -70 ℃, а температура размягчения по Вика может достигать 270 ℃. Он устойчив к высоким температурам, радиации, коррозии и износу, обладает самозатухающими свойствами и может сохранять высокие электрические свойства во влажном состоянии. Ароматический нейлон можно экструдировать, формовать, ламинировать и пропитывать. Его можно использовать для изготовления волокон, пленок, пропитанных пленок, декоративных ламинатов, армированных стекловолокном ламинатов, высокотемпературных радиационных трубок, противопожарных экранов и т. д. К полуароматическим нейлонам, которые были выпущены в продажу, в основном относятся MXD6, PA6T и PA9T, а к полностью ароматическим нейлонам в основном относятся поли(п-фенилентерефталамид) (PPTA), поли(м-фениленизофталамид) (MPIA) и поли(п-фенилентерефталамид) (PBA).

Полностью ароматический нейлон был успешно разработан и промышленно освоен в 1960-х и 1970-х годах. Полностью ароматический нейлон широко используется в производстве синтетических волокон из-за его высокой температуры плавления, высокого модуля и высокой прочности. PPTA производится из п-фенилендиамина и терефталоилхлорида путем низкотемпературной полимеризации в растворе. PPTA обладает превосходными свойствами, такими как высокая прочность, высокий модуль, высокая термостойкость и низкая плотность. Он в основном используется в качестве сырья для прядения синтетических волокон; волокно PPTA также может использоваться в качестве армирующего агента для армирования резины и пластмасс. Однако PPTA имеет недостатки в усталостной прочности и сопротивлении давлению, и PPTA не может быть экструдирован из расплава.

MXD6

MXD6 — это кристаллическая нейлоновая смола, синтезированная Лумом и соавторами в 1950-х годах с использованием м-фенилендиамина и адипиновой кислоты в качестве сырья посредством реакции поликонденсации. Японская компания Mitsubishi Gas Chemical Company синтезировала MXD6 методом прямой поликонденсации, а Toyobo Co., Ltd. синтезировала MXD6 методом нейлоновой соли. Применение MXD6, полученного этими двумя различными методами полимеризации, также различно: MXD6, синтезированный методом прямой поликонденсации, может использоваться для производства барьерных материалов или конструкционных материалов; MXD6, синтезированный методом нейлоновой соли, может использоваться для производства смолы MXD6 волокнистого класса. Как кристаллический полуароматический нейлон, MXD6 обладает такими характеристиками, как низкое водопоглощение, высокая температура тепловой деформации, высокая прочность на разрыв и изгиб, небольшая усадка при формовании и хорошие барьерные свойства для таких газов, как O2 и CO2. Благодаря своей широкой температуре обработки, MXD6 может быть совместно экструдирован с полипропилен (ПП) и соэкструдированный с высокой плотностью полиэтилен (ПНД (HDPE),) для выдувного формования. В промышленности MXD6 в основном используется в качестве упаковочных материалов и конструкционного материала, заменяющего металл. К первой относится упаковка продуктов питания и напитков, упаковка приборов и оборудования (влагостойкие, вибропоглощающие подушки и пеноматериалы); ко второй — высокотермостойкий Reny, сплав MXD6/PPO, вибростойкий Reny и др. Кроме того, MXD6 также используется в магнитных пластмассах, прозрачных клеях и т. д.

ПА6Т

PA6T — это полуароматический нейлон, синтезированный из ароматических дикислот и алифатических диаминов. PA6T обладает превосходной термостойкостью и размерной стабильностью. Поскольку PA6T имеет высокую температуру плавления, его можно получать путем твердофазной полимеризации или межфазной полимеризации. Его можно использовать для производства волокон, механических деталей и пленочных изделий. Модифицированный PA6T, разработанный японской компанией Mitsui Chemicals, обладает характеристиками высокой жесткости, высокой прочности и низкого водопоглощения. Он в основном используется для деталей автомобильных двигателей внутреннего сгорания, термостойких электрических деталей, деталей трансмиссии и электронных узлов. Именно из-за высокой температуры плавления PA6T его нельзя формовать под давлением, как обычный алифатический нейлон, что в определенной степени ограничивает применение PA6T.

ПА9Т

PA9T получают путем поликонденсации расплава нонандиамина и терефталевой кислоты. PA9T обладает хорошей термостойкостью и обрабатываемостью расплава, а его скорость водопоглощения составляет всего 0.17%, что составляет 1/10 от PA46 (1.8%). Он обладает хорошей размерной стабильностью и другими характеристиками и широко используется в электронном и электрическом, информационном оборудовании, автомобильных деталях и т. д. Когда число атомов углерода диамина в повторяющейся звеньевой цепи равно 6, температура плавления PA6T составляет 370 ℃, что превышает его температуру термического разложения около 350 ℃. Поэтому, если третий или даже четвертый компонент не добавляется для снижения температуры плавления, нейлон не может использоваться в практических приложениях (температура обработки расплава нейлона обычно ниже 320 ℃). Однако, если другие компоненты добавляются для снижения температуры плавления, это неизбежно приведет к снижению свойств PA6T, таких как кристалличность, размерная стабильность и химическая стойкость. Поэтому увеличение числа атомов углерода диамина стало еще одной горячей точкой исследований, а структура PA9T стала идеальной структурой с термостойкостью и обрабатываемостью расплава. Однако путь синтеза нонандиамина, основного сырья для синтеза PA9T, относительно сложен: бутадиен подвергается химическим реакциям, таким как гидратация, транспозиция, гидроксилирование и восстановление аминирования, чтобы в конечном итоге получить нонандиамин. Это приводит к высоким производственным затратам на PA9T, что в свою очередь ограничивает крупномасштабное производство и применение PA9T.

Полифталамид​

Полифталамид (PPA) представляет собой смесь полимеров, образованных поликонденсацией изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Это полукристаллический, полуароматический нейлон. Смола PPA обычно производится партиями. PPA обладает хорошей термостойкостью, превосходными механическими свойствами и размерной стабильностью, низким водопоглощением и превосходной обрабатываемостью формованием, а также хорошими электрическими свойствами и химической стойкостью. PPA можно перерабатывать литьем под давлением и экструзионное формование. PPA широко используется в автомобильной промышленности, электронных приборах и общепромышленном оборудовании.

Поли (м-фениленизофталамид)

Полиизофталамид (MPIA) — это новый тип полиароматического амида, успешно разработанный в 1960-х годах. Он изготавливается из метафенилендиамина и изофталоилхлорида и может быть синтезирован путем низкотемпературной поликонденсации раствора и межфазной полимеризации. Отличительной особенностью MPIA является его длительный срок службы при высокой температуре. Кроме того, он также обладает преимуществами высокого модуля, износостойкости, огнестойкости и стабильности размеров при высоких температурах. Однако светостойкость MPIA немного плохая, и необходимо добавлять антиультрафиолетовый агент. MPIA в основном используется для рабочей одежды в промышленных и легковоспламеняющихся и взрывоопасных высокотемпературных средах, высокотемпературных промышленных фильтрующих материалов, парашютов, высокотемпературных конвейерных лент, электроизоляционных материалов и т. д. MPIA также может быть переработан в стержни, пластины и волокна. Благодаря своей превосходной термостойкости, скользящей и радиоактивной стойкости он используется в аэрокосмической, атомной, электротехнической и автомобильной промышленности.

Полипарабен

Поли-п-бензамид (ПБА) был успешно разработан в 1970-х годах. Его путь синтеза следующий: п-нитротолуол окисляется воздухом в жидкой фазе для получения п-нитромуравьиной кислоты, п-нитромуравьиная кислота подвергается реакции восстановления аминирования для получения п-аминомуравьиной кислоты, п-аминобензойная кислота преобразуется в гидрохлорид п-аминобензоилхлорида или п-сульфинамидбензоилхлорида, и, наконец, ПБА получается путем поликонденсации. ПБА обладает характеристиками высокого модуля и высокой прочности и может использоваться в корпусах ракетных двигателей, контейнерах высокого давления, спортивных товарах и тканях с покрытием в промышленности.

Тенденция развития

Новейшая разработка модифицированных продуктов PA

Стекловолокно армированное ПА изучалось в 1950-х годах, но не было промышленно освоено до 1970-х годов. С момента разработки сверхпрочного ПА66 в 1976 году крупные компании в разных странах разработали новые модифицированные продукты ПА. Соединенные Штаты, Западная Европа, Япония, Нидерланды, Италия и другие страны активно разрабатывали армированный ПА, огнестойкий ПА и наполненный ПА, и большое количество модифицированных ПА было выпущено на рынок.

В 1980-х годах успешное развитие технологии компатибилизаторов способствовало разработке сплавов PA. Страны по всему миру последовательно разработали тысячи сплавов, таких как PA/PE, PA/PP, PA/ABS, PA/PC, PA/PBT, PA/PET, PA/PPO, PA/PPS, PA/PA и т. д., которые широко используются в автомобилях, локомотивах, электронике, электротехнике, текстильной промышленности, спортивных товарах, офисных принадлежностях, деталях бытовой техники и других отраслях.

В 1990-х годах новые разновидности модифицированного нейлона продолжали расти. В этот период модифицированный нейлон был коммерциализирован, образовав новую отрасль промышленности и быстро развиваясь. К концу 1990-х годов мировое производство нейлоновых сплавов достигло 1.1 млн тонн/год.

С точки зрения разработки продукции основными направлениями являются высокопроизводительный нейлон PPO/PA6, PPS/PA66, закаленный нейлон, нанонейлон и безгалогеновый огнестойкий нейлон; с точки зрения применения большой прогресс был достигнут в разработке автомобильных компонентов и электрических компонентов. Например, был коммерциализирован высокопоточный модифицированный нейлон для автомобильных впускных коллекторов. Пластификация таких сложных структурных компонентов имеет не только большое значение в применении, но, что более важно, она продлевает срок службы компонентов и способствует развитию технологии переработки конструкционных пластиков.

Тенденция развития модифицированного нейлона

Как самый большой и важный вид конструкционных пластиков, нейлон обладает сильной жизнеспособностью, в основном потому, что он может достигать высоких эксплуатационных характеристик после модификации. Во-вторых, автомобильная, электротехническая, коммуникационная, электронная, машиностроительная и другие отрасли промышленности предъявляют все более высокие требования к высоким эксплуатационным характеристикам своей продукции. Быстрое развитие смежных отраслей промышленности способствовало процессу высоких эксплуатационных характеристик конструкционных пластиков. Будущие тенденции развития модифицированного нейлона следующие.

1. Спрос на рынке на высокопрочный и высокожесткий нейлон растет, и новые армирующие материалы, такие как полиамид, армированный неорганическими нитевидными кристаллами и углеродным волокном, станут важными разновидностями, используемыми в основном в деталях автомобильных двигателей, механических деталях и деталях авиационного оборудования.
2. Легирование нейлона станет основным направлением разработки модифицированных инженерных пластиков. Легирование нейлона является важным способом достижения высоких эксплуатационных характеристик нейлона, а также основным средством производства специальных нейлоновых материалов и улучшения эксплуатационных характеристик нейлона. Смешивая с другими полимерами, можно улучшить водопоглощение нейлона, а также размерную стабильность, низкотемпературную хрупкость, термостойкость и износостойкость продукта. Поэтому он подходит для использования в различных требованиях типов транспортных средств.
3. Технология производства и применения нанонейлона будет быстро развиваться. Преимущества нанонейлона в том, что его термические свойства, механические свойства, огнестойкость и барьерные свойства выше, чем у чистого нейлона, а себестоимость его производства сопоставима с обычным нейлоном. Поэтому он имеет большую конкурентоспособность.
4. Огнестойкий нейлон, используемый в электронике, электроприборах и электробытовых приборах, с каждым днем ​​становится все популярнее, а экологичный огнестойкий нейлон привлекает все больше внимания рынка.
5. Антистатический, токопроводящий и магнитный нейлон станут предпочтительными материалами для электронного оборудования, горнодобывающей техники и текстильного оборудования.
6. Исследование и применение технологических добавок будет способствовать функционализации и повышению эксплуатационных характеристик модифицированного нейлона.
7. Применение комплексных технологий и совершенствование продукции являются движущей силой развития отрасли.

Полиамидное волокно — это общий термин для типа волокна с группами -CO-NH- в макромолекулярной цепи. Обычно используемые алифатические полиамидные волокна — это в основном полиамид 6 и полиамид 66, а коммерческие названия в Китае — нейлон 6 и нейлон 66. Нейлоновое волокно — это в основном нити, и небольшое количество коротких волокон в основном используется для <ss-word style="transform-origin: 50% 50% 0px; backface-visibility: visible; opacity: 1;">сочетаем</ss-word> с хлопком, шерстью или другими химическими волокнами. Нейлоновая нить широко используется для деформационной обработки, чтобы сделать эластичную пряжу в качестве сырья для ткачества или вязания. Нейлоновое волокно обычно прядут методом расплавления. Прочность волокон нейлона 6 и нейлона 66 составляет 4-5.3 сН/дтекс, а высокопрочный полиэстер может достигать более 7.9 сН/дтекс, с удлинением 18%-45% и коэффициентом упругого восстановления более 90% при удлинении 10%. Согласно измерениям, износостойкость нейлонового волокна в 20 раз больше, чем у хлопкового волокна, в 20 раз больше, чем у шерсти, и в 50 раз больше, чем у вискозы. Усталостная прочность занимает первое место среди всех видов волокон. В гражданских целях он широко используется для обработки носков и других смешанных изделий для повышения износостойкости тканей. Однако нейлоновое волокно имеет низкий модуль упругости, а его сопротивление сминанию не такое хорошее, как у полиэстера, что ограничивает применение нейлона в сфере одежды. Срок службы нейлонового корда в 3 раза больше, чем у вискозы, а его ударопоглощение велико, поэтому шина может ездить по плохим дорогам. Однако из-за большого удлинения нейлонового корда, когда автомобиль останавливается, шина деформируется и образует плоские пятна, и автомобиль резко подпрыгивает в начале трогания с места. Поэтому его можно использовать только для грузовых шин и он не подходит для кордов шин легковых автомобилей.

Поверхность нейлонового волокна гладкая, а коэффициент трения волокна без масла очень высокий. Нейлоновое масло легко теряет свою эффективность после длительного хранения, и в процессе обработки текстиля необходимо снова добавлять масло.

Нейлоновое волокно имеет более высокую гигроскопичность, чем полиэстер. Влагоотдача нейлона 6 и нейлона 66 в стандартных условиях составляет 4.5%, что уступает только винилону среди синтетических волокон. Он обладает хорошей способностью к окрашиванию и может быть окрашен кислотными красителями, дисперсными красителями и другими красителями.