尼龙与PET的工业生产
第50问：五大工程塑料在汽车领域有哪些应用？
第50问五大工程塑料在汽车领域有哪些应用？工程塑料用于汽车的主要作用是使汽车轻量化，从而达到节油高速的目的。
发达国家将汽车用塑料量作为衡量汽车设计和制造水平高低的一个重要标志，世界上汽车塑料单用量最大的是德国，塑料用量占整体材料的15%。
近年来我国汽车产业发展迅速，目前汽车年产量超过2702万辆，按照国外塑料用量预测，汽车行业年用改性塑料在350万吨以上，这其中工程塑料占了很大一部分比例，五大工程塑料性能特性各不相同，在汽车上的用途也各有偏重。
一、尼龙PA:尼龙主要用于汽车发动机、马达转子及发动机周边部件，主要品种是PA6+GF、PA66+GF、增强阻燃PA6等产品。
（1）在汽车发动机周边部件上的应用:由于发动机周边部件主要是发热和振动部件，其部件所用材料大多数是玻纤增强尼龙。
这是因为尼龙具有较好的综合性能，用玻纤改性后的尼龙，主要性能得到很大的提高，如强度、制品精度、尺寸稳定性等均有很大的提高。
另外，尼龙的品种多，较易回收循环利用，价格相对便宜等，这些因素促成尼龙成为发动机周边部件的理想选择材料。
进气歧管是改性尼龙在汽车中最为典型的应用，1990年德国宝马汽车公司，首先将以玻纤增强尼龙为原料制造的进气歧管应用在六汽缸发动机上；以后美国福特与杜邦公司合作，共同用玻纤增强PA66制造的进气歧管应用在V6发动机上，以后世界各大汽车公司纷纷跟进，改性尼龙进气歧管得到广泛的应用。
（2）在汽车发动机部件上的应用:发动机盖，发动机装饰盖，汽缸头盖等部件一般都用改性尼龙作为首选材料，与金属材质相比，以汽缸头盖为例质量减轻50%，成本降低30%。
除了发动机部件外，汽车的其他受力部件也可使用增强尼龙，如机油滤清器，刮雨器，散热器格栅等。
尼龙的韧性、化学惰性、耐热性和低重量特定是其在汽车配件领域能够替代金属和其它塑料。
通过变化增强等级和聚合物化学性质，树脂生产者可以为指定用途设计配方。
与尼龙相比，热固性聚合物在某些汽车配件领域依然具有相当的竞争力，尤其是在北美。
尼龙的生产工艺
尼龙的生产工艺尼龙是一种合成聚合物，具有优良的物理和化学性能，是一种非常重要的合成纤维。
下面将介绍尼龙的生产工艺。
尼龙的生产主要包括以下几个步骤：原料处理、聚合、纺丝、加工和成品制造。
首先是原料处理。
尼龙的主要原料是氨基酸和二元醇。
氨基酸会通过一系列的化学反应转化为聚合物单体，而二元醇则用于增强聚合反应的效果。
这些原料需要经过精确的配比和预处理，以确保最终产品具有所需的性能。
接下来是聚合。
聚合是将原料中的氨基酸和二元醇通过化学反应连接成聚合物的过程。
这一过程中，需要加入催化剂、溶剂和其他添加剂，以控制反应速率、改善聚合物的可加工性，并增强聚合物的性能。
常用的聚合方法有缩合聚合和开环聚合。
然后是纺丝。
聚合物在纺丝过程中被转化为纤维。
首先，聚合物被熔化，并在高温和高压下形成连续的可拉伸的熔体。
然后，熔体通过纺丝机器的纺丝孔板，形成连续的纤维束。
在此过程中，需要控制纺丝温度、纺丝速度和纤维形状，以获得所需的尼龙纤维特性。
接下来是加工。
纺丝得到的纤维需要进行拉伸、热定型和涤状处理等，以增强其力学性能和稳定性。
拉伸是通过拉伸机器将纤维进行拉伸，使其在纤维中排列更加有序，从而增强纤维的强度和耐用性。
热定型是将拉伸后的纤维在高温下进行固定，以保持拉伸效果。
涤状处理则是利用一些化学处理方法，如染色、光亮等，改变纤维的外观和特性。
最后是成品制造。
尼龙纤维可以应用于各种不同的领域，比如纺织、塑料制品、汽车零部件、电子产品等。
在成品制造过程中，尼龙纤维会经过染色、梳理、织造、注塑、模塑等工艺，最终制成所需的尼龙制品。
这些工艺的选择和参数控制，会直接影响到最终产品的质量和性能。
综上所述，尼龙的生产工艺涉及原料处理、聚合、纺丝、加工和成品制造等步骤。
每个步骤都需要注意参数的控制和工艺的优化，以确保最终产品具有所需的性能和质量。
随着科技的不断进步，尼龙生产工艺也在不断演变和改进，以满足市场对高性能纤维的需求。
PET的生产工艺介绍
PET的生产工艺介绍PET（聚乙烯对苯二甲酸酯）是一种常见的塑料材料，在各个行业中有广泛的应用。
PET的生产工艺是一个复杂的过程，涉及到多个步骤和技术。
下面将详细介绍PET的生产工艺。
PET生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、后处理和成型等几个阶段。
首先，原料准备是PET生产的重要一步。
PET是由聚酯与二醇发生酯交换反应得到的，其中聚酯是由对苯二甲酸（PTA）与乙二醇（MEG）经过缩合反应合成的。
PTA和MEG的质量和纯度直接影响到PET的质量和性能，因此在制备PET时需要对原料进行筛选和精炼处理。
然后，在聚合反应中，PTA和MEG以一定的比例加入反应器中，经过聚合反应形成长链的聚酯，产生的反应热能以及反应过程中产生的二醇的反应水会通过系列冷却器降低温度。
通过控制温度和反应时间，可以控制PET的分子量和分子量分布。
此外，添加一定量的催化剂和稀释剂可以促进聚合反应的进行。
接下来，经过聚合反应后的聚酯需要经过脱水、过滤、酯交换和烘干等后处理步骤。
脱水是通过蒸馏等方法去除聚合反应过程中产生的水分和其他杂质。
过滤是为了去除残留的催化剂和固体杂质，保证PET的纯度。
酯交换是通过再次与返料乙二醇发生酯交换反应，以进一步提高PET的聚合度。
烘干是利用热风或真空等方式去除聚酯中残留的水分和其他挥发物，以减少PET在后续加工过程中的气泡和缺陷。
最后，成型是PET生产的最后一步。
PET可以通过注塑成型、吹塑成型、挤出成型等多种方式进行加工。
注塑成型是将熔融状态的PET注入到模具中，通过冷却固化形成所需的产品。
吹塑成型是将熔融状态的PET通过气压吹塑成型机吹成空心容器。
挤出成型是将熔融状态的PET通过挤出机经过模头进一步加工成管型或片材型产品。
通过不同的成型方式可以得到不同形状和尺寸的PET制品。
需要注意的是，整个PET生产过程中需要严格控制温度、压力、聚合时间和原料比例等参数，以保证产品的质量和性能。
同时，对废料的回收和再利用也是PET生产过程中的重要环节，可以减少资源浪费和环境污染。
尼龙制品生产工艺
尼龙制品生产工艺
尼龙制品生产工艺可分为以下几个步骤：
1. 原料准备：首先需要准备合适的尼龙原料，一般为尼龙树脂粒料。
根据具体产品的要求，选择合适的尼龙树脂类型和配方。
2. 高温熔融：将尼龙树脂粒料放入注塑机的料斗中，通过加热和搅拌，将尼龙树脂熔化成熔融状态。
注塑机通过加热元件和螺杆的旋转，将熔融的尼龙树脂推送到注射腔中。
3. 注射成型：注塑机中的注射腔由模具打开后，通过压力将熔融的尼龙树脂注入到模具中的空腔中，此过程为注射成型。
注射腔的形状和尺寸根据产品的要求进行设计。
4. 冷却固化：模具中的熔融尼龙树脂在注射成型后需要进行冷却固化，过程中需要控制冷却时间和温度，以确保尼龙制品的质量。
一般采用水冷却或空气冷却的方式进行冷却。
5. 脱模：当尼龙制品冷却固化后，模具打开，将成型后的尼龙制品取下，此过程为脱模。
脱模时需要注意操作的安全和避免产品损坏。
6. 修整加工：成型后的尼龙制品可能存在一些毛刺或不完整的地方，需要进行修整加工。
这一步主要包括去除毛刺、打磨、切割等操作。
7. 检验包装：经过修整加工后，对尼龙制品进行检验，确保产
品符合质量标准。
合格的尼龙制品进行包装，以便运输和销售。
总结：尼龙制品的生产工艺主要包括原料准备、高温熔融、注射成型、冷却固化、脱模、修整加工和检验包装等步骤。
这些步骤相互关联，需要进行精确控制，以确保尼龙制品的质量和性能。
尼龙薄膜生产工艺
尼龙薄膜生产工艺
尼龙薄膜是一种由聚合酰亚胺制成的薄膜，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于包装、电子、建筑等领域。
下面将介绍尼龙薄膜的生产工艺。
首先，尼龙薄膜的生产工艺通常分为以下几个步骤：
原材料准备：尼龙薄膜的主要原料是聚合酰亚胺树脂，一般以颗粒状形式提供。
在生产之前，需要将树脂颗粒进行熔融，并通过制备工艺将其制成膜的形状。
挤出工艺：将熔融的聚合酰亚胺树脂通过挤出机进入模具中。
挤出机会将树脂熔融并加压，使其通过模具的挤出头，形成一根细长的薄膜状物体。
冷却：挤出头模具出来的薄膜经过一段时间的冷却，使其温度下降，同时薄膜的结晶程度也会增加。
这个冷却过程主要是为了增强薄膜的物理性能，提高其强度和耐用性。
拉伸：冷却后的薄膜会进入拉伸机，通过拉伸使其薄膜在长度和宽度方向都得到增加。
拉伸的目的是进一步增强薄膜的物理性能，提高其强度和韧性。
修边：拉伸后的薄膜会经过修边的工艺，将薄膜的边缘进行修整，使其边缘整齐平滑，便于后续加工和使用。
卷绕：修边后的薄膜会通过卷绕机进行卷绕，卷绕成一卷卷筒，
便于存放和运输。
除了以上的主要工艺步骤外，尼龙薄膜的生产过程中还可能涉及其他辅助工艺，如薄膜表面处理（如涂覆、增韧等）、印刷和切割等。
总的来说，尼龙薄膜的生产工艺是一个复杂的过程，需要多个工艺步骤的协同作用，才能制备出具有良好性能的尼龙薄膜产品。
不同的工艺参数和设备选择，也会对最终产品的性能产生影响。
因此，在生产过程中需要严格控制各个环节，并根据具体需要进行调整和优化，以获得满足特定要求的尼龙薄膜产品。
尼龙材料简介
尼龙材料简介尼龙（Nylon），中文名聚酰胺，英文名称Polyamide（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团—NHCO—的热塑性树脂总称。
其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
是美国最大的化学工业公司──杜邦公司著名化学家卡罗瑟斯和他的科研小组发明的。
尼龙系列是最重要的工程塑料。
该产品应用广泛，几乎覆盖每一个领域，是五大工程塑料中应用最广的品种。
尼龙分类：尼龙按生产工艺不同分为挤出和浇铸两种。
挤出尼龙：1：尼龙6（白色）：该材料具有最优越的综合性能，包括机械强度、刚度、韧度、机械减震性和耐磨性。
这些特性，再加上良好的电绝缘能力和耐化学性，使尼龙6 成为一种“通用级”材料，用于机械结构零件和可维护零件的制造。
2：尼龙66 （奶油色）：与尼龙6 相比较，其机械强度、刚度、耐热和耐磨性，抗蠕变性能更好，但冲击强度和机械减震性能下降，非常适合于自动车床机械加工。
3：尼龙4.6 （红棕色）：与普通尼龙相比，尼龙4.6的特点是刚性保存力强，耐蠕变性好，在较宽的温度范围内，更耐热老化，因此，尼龙4.6用于尼龙6、尼龙66、POM 和PET在刚度、抗蠕变、耐热老化、疲劳强度和耐磨性能方面所达不到要求的“较高的温度领域”（80 -150 ℃）4：尼龙66+GF30 （黑色）：与纯尼龙66相比，这种尼龙填加30% 玻璃纤维增强，其耐热性、强度、刚度。
耐蠕变性和尺寸稳定性、耐磨等性能方面均有提高，它的最大允许使用温度较高。
5：尼龙66+MOS2 （灰黑色）：这种尼龙填加了二硫化钼，与尼龙66相比，其刚性，硬度和尺寸稳定性有所提高，但抗冲击强度有所下降，二硫化钼的晶粒形成效果提高了结晶结构，使材料承载和耐磨性能均有提高。
浇铸尼龙：又称MC 尼龙：英文名称 Monomer casting nylon ，中文称单体浇铸尼龙。
“以塑代钢、性能卓越”，用途极其广泛。
它具有重量轻、强度高、自润滑、耐磨、防腐，绝缘等多种独特性能。
第二组——PET的生产
在连续工艺中，缩聚反应脱出的EG，经回收再循环到系统中，补充少量EG 的过程损失，通常采用的EG/PTA加料摩尔比为1.1~1.2:1;而近两年开发的高配 比工艺，EG/PTA摩尔比已达2左右。 在间歇工艺中，摩尔比对酯化率、产品的熔点和含量的影响，如下表： EG/PTA配比与PET质量
序号 EG/PTA的摩 尔比 1 2 3 4 5 1.8:1 1.7:1 1.6:1 1.5:1 1.4:1 96.63 96.80 97.0 96.9 97.3 3.08 3.0 2.5 1.9 1.6 252 252 253 255.7 258 酯化率% DEG% PET质量
PET性质和应用
PET质量要求
纤维级PET切片的主要质量指标（GB/T14189- 93）
PET主要用于纤维，少量用于薄膜和工程塑 料。 PET纤维主要用于纺织工业
发展历史
• 1941年，John Rex Whinfield与James Tennant Dickson 和他们在曼彻斯特的Calico Printers' Association工作 的职员们一起申请PET材料的专利。 • 1946年英国发表了第一个制备PET的专利，1949年 英国ICI公司完成中试，但美国杜邦公司购买专利后， 1953年建立了生产装置，在世界最先实现工业化生 产。初期PET几乎都用于合成纤维，在我国俗称涤 纶、的确良。80年代以来，PET作为工程塑料有了 突破性的进展，相续研制出成核剂和结晶促进剂， 目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程 塑料之一。
2、压力的影响
因为EG的常压沸点为196℃，而PTA与EG酯化温度要远高于此，所以通常酯化过 程要保持适当压力，不仅有利于加速酯化反应，而且压力能使酯化生成的水不断溢 出反应体系，使反应向酯化方向进行。压力过高会妨碍酯化生成水的蒸发，甚至会 促进逆反应（水解）。
pet生产工艺参数
PET是一种常见的塑料材料，其生产工艺参数对于产品的质量和性能具有重要影响。
以下是PET生产工艺参数的详细说明。
1. 原料：PET的主要原料是对苯二甲酸乙二醇酯（PET），纯度及其他杂质含量对产品质量有直接影响。
2. 温度：PET的熔点较高，约为250-260°C，因此在生产过程中需要高温熔融。
熔融温度需要根据PET的种类和特性进行适当调整。
3. 压力：在PET的生产过程中，压力也是一个重要的参数。
高压可以促进PET的熔融和混合，但过高的压力可能导致材料降解。
4. 停留时间：PET在高温下停留时间过长可能会导致材料降解，因此需要控制熔融和成型过程中的停留时间。
5. 模具温度：模具温度对PET的成型和冷却过程有重要影响。
适当的模具温度可以提高PET的流动性，促进成型，但过高的模具温度可能导致材料降解。
6. 成型压力：在PET的成型过程中，成型压力的大小和分布对产品的密度和力学性能有直接影响。
7. 冷却时间：冷却时间是PET成型后的重要工艺参数。
适当的冷却时间可以保证产品结构的稳定性和尺寸精度。
8. 牵引速度：在PET的生产过程中，牵引速度对生产效率和产品质量有重要影响。
过快的牵引速度可能导致产品尺寸不稳定，而过慢的牵引速度则可能影响生产效率。
9. 环境因素：环境因素如湿度、温度和空气流动等对PET的生产过程也有一定影响。
因此，需要控制生产环境以保证产品质量。
总之，PET生产工艺参数的合理控制是保证产品质量和性能的关键。
在实际生产过程中，需要根据产品要求和设备条件等因素进行适当调整和优化。
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尼龙与PET的工业生产
复材102 李妙甜10100742
第一部分：尼龙的工业生产
尼龙是世界上出现的第一种合成纤维，学名为聚酰胺纤维，尼龙主要可分为两大类。
一类是由己二胺和己二酸缩聚而得的聚己二酸己二胺，其长链分子的化学结构式为：H—[HN(CH2)XNHCO(CH2)YCO]—OH 这类尼龙的相对分子量一般为17000-23000.根据所用二元胺和二元酸的碳原子数不同，可以得到不同的尼龙产品，并可通过加在锦纶后的数字区别，其中前一数字是二元胺的碳原子数，后一数字是二元酸的碳原子数。
例如锦纶66，说明它是由己二胺和己二酸缩聚制得；锦纶610，说明它是由己二胺和癸二酸制得。
另一类是由己内酰胺缩聚或开环聚合得到的，其长链分子的化学结构式为：H—[NH(CH2)XCO]—OH
根据其单元结构所含碳原子数目，可得到不同品种的命名。
分别尼龙6和尼龙66。
这两种常见尼龙在化学角度上讲，都是缩合聚合物，其组成单位由酰胺连接，因此也属于聚酰胺的一种。
这两种尼龙的工业生产的原材料都是碳氢氧，从这些原材料中一般合成两种物质，一般情况下是六亚甲基二胺和乙二酸，把它们混合起来形成尼龙。
尼龙66表示六亚甲基二胺和乙二酸都含有六个碳原子。
在聚合物的链中六亚甲基二胺和己二酸互相交替，因此与其它聚合物（如蛋白质）不同的是，在尼龙中其酰胺的方向也不断交替。
尼龙66的结构如图所示。
通过氢和氧之间的氢键作用，尼龙66很容易结晶。
尼龙66的晶体如下图所示。
尼龙66的工业生产方法一般分为三类，第一类为水溶液法，以水为溶剂，以等当量的乙二胺和乙二酸在水溶液中进行中和反应，得到50%的尼龙66盐溶液。
本方法的特点是不采用甲醇或乙醇等溶剂，方便可行，安全可靠，工艺流程短，成本低。
第二类方法是溶剂结晶法，以甲醇或乙醇为溶剂，经过中和结晶，离心分离，洗涤，制得固体尼龙66盐。
该方法的优点是运输方便和灵活，产品质量好，但是对温度，湿度，光和氧敏感性较强。
第三类是其他方法，其为以水为溶剂的生产工艺，乙二胺和乙二酸直接送入缩聚反应器进行缩聚反应，这样的生产工艺由于甲苯比笨便宜，故能量和公共工程的消耗也低于传统的环乙烷氧化工艺，这一工艺的优点是显而易见的。
尼龙6也称聚己内酰胺。
精确地说它并不是一种缩合聚合物，因为它的聚合物中含有所有单体己内酰胺的原子。
尼龙6的结构如图所示（左图乃单体己内酰胺，而右图乃聚己内
酰胺）。
尼龙6的聚合主要有五种方法来生产。
第一种为常压连续聚合法，具有生产连续化，产量高，质量好，占面积少的特点。
第二种为二段聚合法，由前聚合和后聚合两个聚合管完成，在其中又分为了前高压，后常压，前加压后减压，和前后均常压的方法。
第三种为间歇性高压聚合，缺点是聚合时间长，聚合含量大，对生产不利。
第四种是固相后缩聚法，第五种为多段连续聚合法。
尼龙的应用相当广泛，用作各种机械和电器零件，其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。
还有包装用带、食品用薄膜（熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜）的产量也相当大。
第二部分：PET的工业生产
PET塑料是英文Polyethylene terephthalate的缩写，简称PET或PETP。
中文意思是：聚对苯二甲酸类塑料，主要包括聚对苯二甲酸乙二酯PET和聚对苯二甲酸丁二酯PBT。
聚对苯二甲酸乙二醇酯又俗称涤纶树脂，俗称涤纶树脂。
它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物，与PBT一起统称为热塑性聚酯，或饱和聚酯。
PET塑料分子结构高度对称，具有一定的结晶取向能力，故而具有较高的成膜性和成性。
PET塑料具有很好的光学性能和耐候性，非晶态的PET塑料具有良好的光学透明性。
另外PET 塑料具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。
PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。
PBT与PET分子链结构相似，大部分性质也是一样的，只是分子主链由两个亚甲基变成了四个，所以分子更加柔顺，加工性能更加优良。
PET的合成制备可以通过酯交换-缩聚法 (DMT 法) 和直接酯化-缩聚法 ( PTA法) 两种方法合成。
反应分两步进行：第一步为酯交换或酯化反应，第二步为缩聚反应。
而这两种方法的差别仅在于合成对苯二甲酸乙二醇酯（BHET）或对苯二甲酸丙二醇酯（BHPT）的方法不同，而后的缩聚过程是相同的。
DMT法PTT的聚合如下：将DMT和PDO以1：2～1：2.5的摩尔比加入反应器中，在一定浓度的钛、钴、锌催化剂作用下进行酯交换，生成对苯二甲酸丙二酯(BHPT)，反应初始温度为140℃，当DMT完全溶解后开始搅拌，将温度升高至220℃至酯交换结束；在催
化剂和稳定剂作用下进行缩聚反应，反应温度为270℃，真空度小于10Pa，脱除过量的PDO 并生成PTT和相应的副产物，然后通过精馏方法除去副产物。
而PET的聚合基本和其类似，只是将聚合原料PDO换成EG，工艺上做少量调整而已。
PTA法PTT的聚合如下：PTA 和PDO 以小于1：1. 5的比例加入反应器中，在一定温度(260～270℃) 和反应时间(100～140min) 下进行酯化反应，酯化反应结束后在30～45min内降压，在钛及锑催化剂作用下进行缩聚反应，温度从270℃降至260℃，反应时间一般需要160～210min，最后生成PTT和副产物，副产物通过精馏方法除去。
而PET的直接酯化聚合中，采用PTA和EG作为原料。
上述两种方法，无论是对于PET还是PTT的聚合而言，DMT法均存在生产流程长、设备多、投资大，且在生产过程中有有毒物质甲醇参与，污染较多等缺点。
对于PET而言，DMT法历史悠久，技术成熟，产品质量好且稳定，目前还被广泛采用。
对于新型的PTT而言，DMT法虽然在实验室条件下容易控制且操作方便，工业化生产中一般不采用。
与DMT 法相比，PTA法生产过程无需回收甲醇，可简化回收过程与设备，生产效率提高，并能减少环境污染，生产工艺合理。
另外，随着PTA生产技术的进步，高纯度PTA已能够满足生产需求，价格也显着下降，导致DMT的产量不断下降，这使得以往采用的DMT法因甲醇的生成而不再被广泛采用，PTA法将逐渐成为生产聚酯的主流。
而对于PET塑料来说，一个非常重要的应用就是塑料瓶子的生产。
塑料瓶的生产主要运用的方法是吹塑工艺。
热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。
通过这样的变形就可以生产了不同种类的PET塑料瓶。
整个过程主要有七个步骤。
1，先由供培系统输送瓶胚加热炉，2，对瓶培进行加热的同时在对瓶口进行冷却，3有输培机械手把加热好的瓶培输入吹瓶工位，4进行预吹气，5，高压气在磨具内保持一定的时间，为了消除内应力和提高结晶度，6高压吹气开始排气，7整个吹塑过程结束了，进入流水线。