尼龙进展)

PA工程塑料用途广泛, 主要用于汽车工业, 如制备多种汽车部件、外壳、内外饰件和车体等。其次, 由于 PA 具有良好的阻燃性、平衡机械性和耐热性能, 因此在电器工业中用以制作各种开关、齿轮、家用电器、电子设施、插头和电动工具等。另外, 在建筑、运动器材、日用消费品等多个领域中 PA 都具有广泛的用途。

PA 的消费领域主要是汽车和电子电器工业, 但是各国和地区的消费结构不尽相同。随着世界经济的发展和亚洲一些国家和地区的强劲需求等多种因素, 国外主要的 PA 生产厂家对未来发展仍然充满信心, 预计 2010 年世界聚酰胺的生产能力和需求量将分别达到 4.6 Mt 和 5.3 Mt, 其中亚洲地区是未来主要的需求增长市场, 2000 年亚洲地区的 PA需求量为 450 kt, 2001—2006 年亚洲地区对 PA 的需求年增长率达到 10%左右, 2006 年亚洲地区的

PA 需求增至 750 kt 左右[7,8]。

中国目前 PA 主要品种有 PA6, PA66, PA1010,PA110, PA11 等。主要生产厂家有: 上海赛璐珞厂、上海塑料十八厂、神马集团、辽阳化纤工业总公司、巴陵石化等。

中国 PA 与国际先进水平相比存在较大差距。生产主要为釜式、间歇生产, 产品质量低且不稳定,产品品种少, 高附加值、专用化品种少, 远不能满足需求, 每年仍需大量进口。

聚酰胺链中, 因其原料工业生产技术到目前还没有重大突破, 其成本和价格一直居高不下, 使得聚酰胺切片的成本大大高于聚酯切片, 严重制约聚酰胺纤维的竞争力, 其市场增长缓慢。但由于作为工程塑料等非纤用途的拓展,使得聚酰胺工业仍然充满活力和生机, 呈现蓬勃发展的前景。

————国内外聚酰胺进展与展望

用聚酰胺(尼龙,PA)制造进气歧管可减轻重量40%～50%,减小进气阻力,从而提高发动机的功率。聚酰胺材料的导热率低,可提高热效率。但聚酰胺的耐热性差,吸水率大,尺寸稳定性差,而采用有机或无机增强材料对其进行复合,能提高耐温性及尺寸稳定性,降低吸水率。各种增强PA复合材料可以满足汽车发动机周围部件(冷却风扇、进气歧管等)的性能要求。

聚酰胺复合材料具有优越的力学性能、抗氧化性能和耐热性能,其优越的综合力学性能使其广泛应用于汽车工业及工程构件。

在增强材料的选择方面有:碳纤维[1、2],玻璃纤维[3～5],K2Ti6O13晶须[6]和云母增强[7、8]等。此外聚酰胺合金的研究也取得了进展,其中耐高温材料有PPS/PA塑料合金[9]。关于聚酰胺纳米级复合材料也有许多报道,如PA6/粘土纳

米复合材料,PA6/云母纳米复合材料[7]等。

PA6轴承、齿轮、凸轮等

PA66齿轮、滑轮、壳体、密封件等

绢云母增强PA6汽车、机械、电气等工业来制造发动机支架、空气挡板及护罩、车用主灯及尾灯零件、鼓风机框架、离心泵构件、阀体、旋风吸尘器部件、复印机零部件、小家电结构及零部件等

PPS/PA66合金机床电器、电子接插件和汽车发动机周围部件(如发动机进气歧管)等

碳纤增强PA66汽车工业、体育用品、纺织机械、航空航天工业材料等

蒙脱土增强PA6汽车零部件、包装材料等

合成云母增强PA6汽车零部件、包装材料等

玻纤增强PA66汽车发动机进气歧管、冷却风扇等发动机周围部件及其它汽车结构件

聚酰胺复合材料的发展趋势是高性能化,采用适当的增强材料和相应的成形工艺,可以改善聚酰胺复合材料的综合力学性能,改变其使用

温度区间。随着新型增强剂和新型成形工艺的出现,聚酰胺复合材料的性能将会有很大程度的提高,其在汽车、航空领域的应用亦会越来越广泛。

——聚酰胺复合材料的研究进展及工程应用彭晓东* 刘相果李玉兰刘江侯仕东(重庆大学机械工程学院重庆400044)

摘要:论述了聚酞胺(PA)增韧、增强的研究进展情况。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、不同类型PA合金、

1〕A/AI弓S等几类增韧体系进行了详细介绍，其中聚烯烃弹性体对PA基体增韧效果好，应用范围广。PA增强机理包

括能量转移理论和交联理论，玻璃纤维、晶须对PA的增强效果明显。同时增强、增韧只入的研究已成为PA改性的

热点，无机纳米填料填充R气制得的聚合物纳米复合材料具有非常好的增强增韧效果;PA艰乓致液晶高分子也是有效

的增强增韧体系。

1PA增韧

PA增韧体系主要包括PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、不同类型只A共混合金、PA/ABs等几大类，其中聚烯烃及其弹性体是应用较多的增韧材料。

——聚酞胺复合材料增强增韧研究进展

何伟‘，李振中‘，2，张文熊‘

(1

.

北京工业大学材料科学与工程学院，北京100022;2中北大学分校高分子材料研究所，山西太原030008)

碳纤维（CF）的比强度高、耐磨损、热膨胀系数小，是增强PA6的有效材料，但价格昂贵，实际应用范围较窄。

耐磨尼龙性能以及用途：

以尼龙1010树脂为（粘接）基料，添加各种减摩材料经挤出机混炼而制得的一类尼龙1010改性塑料。具有较纯尼龙1010树脂更低的摩擦系数，更高的PV值和更好的耐摩擦磨耗特性，更好的自润滑性，适宜制作（注塑成型法）各种耐磨制作如轴承保持架、轴套、减摩环、减摩垫等。常用的

减摩材料（添加剂）有石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末、硅油等，用量一般在3%～15%范围。

耐磨尼龙具有良好的耐磨性、耐热性、耐油性及耐化学药品性，还大大降低了原材料的吸水率和收缩率，具有优良的尺寸稳定性及优异的机械强度。

性能以及用途：

耐磨尼龙具有良好的耐磨性、耐热性、耐油性及耐化学药品性，还大大降低了原材料的吸水率和收缩率，具有优良的尺寸稳定性及优异的机械强度。

此类产品分为两大类，一类为电动工具专用料，另一类为各色增强尼龙料。

A. 电动工具专用料

本公司的此系列产品已获美国UL黄卡认证，以进口尼龙6为基料，添加了各种优良的增强剂、增韧剂、抗老化剂及着色剂，色泽鲜艳，具有良好的低温冲击性、尺寸稳定性、高刚性和低翘曲性。

B. 各色增强尼龙料

本系列产品是根据客户要求的性能与规格而生产的，主要包括:耐水解系列、耐油耐磨耗系列、耐高温抗老化系列、抗静电导电系列、高流动薄壁系列和高刚性系列等。

广泛运用于齿轮、轴承、风扇叶片、泵叶、自行车零部件、汽车工业零配件、渔具及一些精密工程制品。.

机车心盘(如图1.9所示)作为转向架(如图1.6，1.8所示)和车体的连接与回转中心，同时传递牵引力和制动力。而上下心盘的磨耗，是机车车辆难以避免的问题，为了解决上下心盘间的磨耗，缓冲车辆走行动能，故在机车上下心盘之间配置了由工程塑料制作的心盘衬垫。机车心盘衬垫(如图1.10所示)是高承载车辆部拌，主要是为了解决上下心盘间的磨耗，缓冲车辆走行动能，延长相关使用寿命，心盘衬垫受压11狮a，在静载状态下应能承载约4O0kN，动载状态下约60OkN，在运行状态下受纵向，横向，扭力及动载加速等因素的影响，其受力复杂，磨耗大，一般选用 MC(MonomerCastingNylon)尼龙制造。

MC尼龙具有高强度，耐热耐寒，质量轻，力学性能好，强度高，自润滑性和较高的摩擦系数，耐磨，抗震吸音，耐弱酸弱碱及一些有机溶剂，生产工艺简单，成本低，可以直接浇铸成型等优良的综合性能，在许多领域中正逐步替代铜，铝，钢铁等多种金属材料，制作轴瓦，轴套，齿轮，蜗轮，螺旋桨，各种密封圈等机械零部件。尼龙的大分子结构中含有大量酞胺基，但同时大分子末端为氨基和梭基，所以是一种强极性，分子间能形成氢键且有一定反应活性的结晶性聚合物。由于尼龙强极性的特点，所以它具有强的吸水性，使得摩擦系数很不稳定。随着机车的提速，对该制品提出了具有较好的韧性，强度及高且稳定的摩擦系数(少0.5)的要求(如表格1.7所示)

机车车厢和转向架之问需要足够的摩擦力来保证机车安全稳定的行驶。但多数制品都未能达到较理想的效果，在实际使运中发现，MC尼龙制品性能受湿度的影

响很大，尤其、，’l机车在南北方向行驶时，南北方空气湿度差异较大，由于尼龙强极性的特点，吸湿后其缺口冲，落了强度会有所下降，摩擦性能也发生较大变化。为一r避免机车在行驶，}，存在安全隐患，因此吸湿性对MC尼龙的摩擦学特性的影响就显得尤其重要。同时MC尼龙在高温下摩擦系数迅速降低，使的机车在运行过程，!，存在不稳定因素，并且需要经常更换部件，造成了大量的耗费和机车运行成本的增加。

在已往的研究，}，，都是以降低MC尼龙的摩擦系数为!一}标，如月J加入石墨，MoS，等各种润滑剂的方法来降低材料的摩擦系数，其，}‘含油MC尼龙的摩擦系数远低于未含油MC尼龙。国内外就吸湿性对摩擦学特性的影响并未见报道。本实验针对MC尼龙的这·特点，在制备过程，}，分别添加厂Kz’I’ i60.:;晶须，橡胶粉，空心微珠等对MC尼龙进行改性处理。将试样分为两组，1组未

经水浴处理，·红t水浴6小时使其吸水饱和。干摩擦测试一定时nfJ后冉在水，}，浸泡24h，模拟一r极端条件下的吸湿性，在室温F放置12小时待其自然干燥后测定其吸湿率并继续进行摩擦磨损测试，比较添加K:Ti6OI。晶须，橡胶粉，空心微珠填充试样和纯MC尼龙试样的摩擦学特性以及浸泡前后吸湿性对摩擦学性能的影响和水浴处理对稳定摩擦学性能的影响。同时利川热分析和扫描电镜等设备，对，三改性后材料的形貌进行f研究，并对摩擦机理进行探讨。

该研究项[1是和镇江铁科橡塑制品有限公司合作，针对机车心盘衬垫在实际使用中摩擦系数不太稳定，低温缺口冲击强度有待进一步的提高的要求，研究解决实际生产应运中出现的问题，不仅对于提高材料的寿命，抵御恶劣的环境和机车运行的稳定性具有现实的意义，对于其它无机材料增强聚合物复合材料都有一定的指导作用和参考价值