聚酰胺的使用方法..17页PPT
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聚酰胺
7
3.聚酰胺的性能合成及应用
结构
极性酰胺基及氢键性能 和高的熔点
亲水性强， 尺寸稳定性差
具有较高的 韧性
8
3.聚酰胺的性能合成及应用
性 能
聚酰胺的熔点 随聚酰胺中单体链节的增大，即二元酸、二元胺 和氨基酸中-CH2-量的增加，熔点下降 各种聚酰胺的熔点是锯齿状下降
4.聚酰胺的改性
4.3 阻燃改性
阻燃改性实质上是一种填充改性。尼龙属易燃材料。随人们对 环境保护的要求越来越高，汽车、电子电气、机械仪表、家用电 器、办公室和通讯设备等领域对PA阻燃的要求越来越高。为安全 计，必须对尼龙进行阻燃改性，同时阻燃改性也是尼龙改性的重 要方法之一。 尼龙阻燃改性常用的阻燃剂有溴系(如十溴联苯醚)；磷系阻燃 剂(如红磷)；氮系阻燃剂(如三聚氰胺、氰脲酸盐)；协效剂(如 Sb2O3、硼酸锌等)。 用无毒、低发烟量、高耐热、对PA力学性能影响相对小的无卤 阻燃剂是发展方向，逐步淘汰含卤素阻燃剂，特别是溴代二苯醚 类阻燃剂。 阻燃剂属低分子化合物，与尼龙大分子相容性差，所以阻燃剂 的加入对尼龙的物理性能产生影响，流动性↗，冲击强度和弯曲 强度等↘。
4.聚酰胺的改性
4.5 分子复合
分子复合，即分子复合材料，是以刚性链高分子或微纤做增强 剂，以分子水平分散到柔顺性高聚物基体中。由于刚性链高分子 的直径很小，因此其长径比远大于普通的增强纤维，比表面积显 著↗，使得两者之间的相互作用大大↗，材料的模量和强度有可 能达到理论值。 分子复合材料与传统的纤维增强复合材料相比，主要有以下优 点：⑴增强剂与树脂基是分子水平的复合；⑵能充分发挥刚性链 高分子的增强、高温环境稳定等优异性能；⑶能适应多种成型加 工方法。 所用刚性链高分子有对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）、聚甲亚胺 （PAM）、聚酰亚胺（PI）、聚二氨基苯甲酰苯胺/萘二甲酸（ DBNA）等。
聚 酰 胺
聚苯二 甲酰胺
半芳香 族化合 物 芳香族 化合物
聚酰胺6T——六亚 德国赢创工业的杜邦的 甲基二胺 （1,6己二 胺） + 对苯二甲酸 克维拉——对苯二 胺 + 对苯二甲酸 诺梅克斯——间苯 二胺 + 间苯二甲酸 杜邦的克维拉和诺梅克 斯 日本帝人株式会社的 Twaron 法国 Kermel公司的Kermel。
聚酰胺改性及新品种
1、增强尼龙 ： 在聚酰胺中混入各种纤维状材料 2、单体浇铸尼龙 特点：（1）分子量高 （2）工艺简单，产品形 状多样 （3）可制大型机械部件（4）吸水率低 3、芳香族尼龙 ： 在主链中引入苯环结构产品耐 高温，耐辐射，耐腐蚀 4、无定形透明尼龙 ： 透光率高，尺寸稳定性好
聚酰胺6T：[NH -（CH 2 ）6 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由六亚甲基二胺和对苯二甲酸制成 聚酰胺6I：[NH -（CH 2 ）6 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由六亚甲基二胺和间苯二甲酸制成； 聚酰胺9T：[NH -（CH 2 ）9 - NH - CO -（C 6 H 4 ） - CO] N 由1,9壬二胺和对苯二甲酸制成； 聚酰胺M5T：[NH -（C2 H 3 ）-（CH 3 ） -（CH 2 ） 3 ） - NH - CO -（C 6 H 4 ）- CO] N 由2－甲基－ 1,5－戊二胺和对苯二甲酸制成； 共聚物 ： 聚酰胺6/66：[NH(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]n−[NH−(CH2)5−CO]m 由己内酰 胺，六亚甲基二胺和己二酸制成; 聚酰胺66/610 [NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2)4−CO]n−[NH−(CH2)6−NH−CO−(CH2 )8−CO]m 由六亚甲基二胺，己二酸和癸二酸制成。
聚酰胺
肆 聚酰胺的加工特性
1
原料吸水性大，高温时易氧化变 色，因此粒料在加工前必须干燥， 最好采用真空干燥防止氧化。 收缩率大，制造精密尺寸零件时， 必须经过几次试加工，测量试制 品的尺寸，进行修模。 PA为结晶性聚合物，成型收缩率 较大，成型工艺条件对制品的结 晶度，收缩率及性能影响较大， 要合理控制成型条件。
高分子材料与加工
聚酰胺
Polyamide
CONTENT
1 聚酰胺的简介 2 聚酰胺的结构特征 3 聚酰胺的基本性能
4
聚酰胺的加工
5
聚酰胺的应用场合及市场行情
壹 聚酰胺的简介
聚酰胺的简介
聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide ，它 是大分子主链重复单元中含有酰胺基团（-CONH-） 的高聚物的总称。PA是五种通用工程塑料中开发最 早，产量最大，应用最广泛的品种，其产量约占工 程塑料总产量的三分之一。聚酰胺一般可由氨基酸 缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元 胺缩聚而成，属逐步聚合反应。
光学性能
5
脂肪族PA多为半结晶材料，厚度低于0.5mm时透明，超过2.5mm时不透 明，介于两者之间半透明。透明度随结晶度的增加而降低，随酰胺基浓度 的减少而增加。
6
化学性能
由于具有高的内聚能和结晶性，所以PA能耐许多化学药品。
耐环境性能
7
在室内常温环境下，PA性能稳定，可保持长时间性能不变，但如果暴露到室外大气 环境中，性能会逐渐的明显下降，当温度超过60℃时，性能下降特别明显，主要变 化是发暗，变脆，力学性能下降。
2
熔体粘度低，流动性大，因此必 须采用自锁式喷嘴，以免漏料， 模具应精确加工防止溢边。 热稳定性较差，易热分解而降低 制品性能，特别是明显的外观性 能，因此避免采用过高的熔体温 度。 从模具中取出的PA塑料零件，为 了提高其力学性能，需要在使用 前对零件进行调湿处理。
第5章第2节 聚酰胺
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m-1
H2N (CH2 )5 CONH
+ H2N
(CH2 )5 CONH
(CH2 )5
COOH
m+n-1
H2O
(CH2 )5
COOH
n-1
④ 链交换反应 包括(A)聚合物链之间交换反应， (B)聚合物分子链与另一聚合物氨端基之间的交换反应 (C)聚合物分子链与另一聚合物羧端基间的交换反应。
聚酰胺-6
由己内酰胺开环或ω-氨基己酸 经缩聚反应而制得的合成纤维
锦纶-6
尼龙-6
卡普隆
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（二）聚酰胺-6的生产原理与工艺
• 1、聚合机理：
• 聚酰胺-6的聚合机理分为：
尼龙6的聚合
水解聚合(分子量易于调节；大规模) 碱性阴离子聚合 固相聚合 插层聚合
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O
+ OC ( CH2 )5 N C ( CH2)5 NH2 OC ( CH2 )5 N-
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1、聚合机理：
综合式
OC
+ ( CH2 )5 N-
OC
( CH2 )5
NH
O
OC ( CH2 )5 N C ( CH2)5 NH
H
n+1
③平衡反应与结晶过程 由于阴离子聚合反应在聚合物 熔点以下进行，聚合后期的反应特征是在分子量迅速 增长的同时，伴随聚合物结晶和凝固。
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燃料供给泵
发动机装饰盖板
车门锁1传5%动玻璃2器5纤%玻维璃增纤强维PA增6 强
聚酰胺(PA)简介
凸轮、滚子、滑轮）
▪ 机械设备工业（涡轮、螺旋
桨轴）
▪ 工业应用
▪ 其他行业（太阳镜片、纽扣）
24
nH2N(C2 H )6N2 H nHO(C O2 H C )4COO H
HNH (C2 H )6NH CO (C2 H )4CO nOH
(2n1)H2O
25
聚酰胺热稳定性差加工时应避免高温长时聚酰胺热稳定性差加工时应避免高温长时聚酰胺的成型收缩率大聚酰胺的成型收缩率大15聚酰胺中聚酰胺中的酰胺和亚甲基链的酰胺和亚甲基链段有规律交替排布段有规律交替排布规整规整酰胺基酰胺基团间的氢键强作用团间的氢键强作用papa分子间作用力较强分子间作用力较强聚酰胺聚酰胺分子上交替出现的亚分子上交替出现的亚甲基链段提供了甲基链段提供了较大的分子较大的分子活动能力活动能力聚酰胺聚酰胺容易结晶容易结晶聚酰胺聚酰胺是结晶度较高的半结晶性高分子材料
20
2.2己二酸
分子式： HOOC(CH2)4COOH 结构式为： 己二酸为白色单斜晶体，无色无嗅、微酸性，
易溶于甲醇、乙醇，可溶于水和丙酮中，而 微溶于环已烷和苯中，能升华。
21
2.3己二胺
分子式： H2N(CH2)6NH2 结构式： 己二胺为具有臭味的无色叶片状晶体，己二胺溶于水、
醇和芳烃类溶剂，难溶于脂肪烃类。 ▪ 分子量：116.21 ▪ 熔点41～42℃ ▪ 沸点204～205℃ ▪ 相对密度0.883(30/4℃) ▪ 折射率nD(40℃)1.4498
22
3.产品性能
PA6
▪ 优异的强度和耐久性，优良 的刚性和耐热性的结合
▪ 优异的着色性能，完美的表 面外观，能够适用于复杂的 结构成型
▪ 良好的加工性，优异的流动 性及热稳定性使材料加工条 件更为宽松，使注塑件微型 化
第三章聚酰胺
1. PA的分类
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也 可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而得。 根据主链结构不同分类：
脂肪族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
PA的分类
芳香族PA 透明PA
2. 脂肪族聚酰胺
一、脂肪族聚酰胺的分类
脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基和酰胺基组成。按单体类型 不同，脂肪族聚酰胺又分为 p型 和 mp型 两种类型。
(4) 电性能
PV 分子链中含有极性酰胺基，这对电性能带来不利影响： •在室温且干燥的条件下，PV尚具有较好的电性能，但也 明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。 •在潮湿环境下，PV的体积电阻率和介电强度均会下降， 介电常数和介质损耗也明显增大。 •温度升度，电性能均会降低。
(5) 耐化学药品性能
PA对碱类和绝大多数盐类的作用稳定，只有少数盐 类对它们有浸蚀作用或溶解； 氧化剂、酸类，特别是强酸对PA有侵蚀作用，且PA 中酰胺基分布密度愈大，耐酸性愈差。酸类的破坏 作用是引起断链（降解）； 具有良好的耐溶剂性，对一般烃类、卤代烃、酯类 、芳烃等的作用均很稳定，特别是对汽油、煤油、 润滑油等具有优异的抵抗性。只有少数与PA溶解参 数接近、又能与它们形成氢键的溶剂，才能使它们 溶解，例如甲酸、冰醋酸、苯酚、甲酚等； 醇类和水可以使聚酰胺溶胀。
38 38 32 30.7
0.4
酰胺基含量（%）
28
0.4
25．4
0.39
22
0.25-0.3
24h吸水率（%） 1.3-1.9 1.0-1.3 0.5
(2) 力学性能
PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、 都较好，且具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。 PS 硬质 PVC 软质 PVC PA
PA聚酰胺
例 如 PA6 的 δ 值 是 （ 28J ／ cm3 ） 3/2 ， PA66 的 δ 值 是
（27.8J／cm3）3/2，聚酰胺又是结晶型聚合物，只有δ
值与之接近，又能与它们形成氢键的少数溶剂才可以使 它们溶解。
2. PA的主要性能
• PA无毒、无味，外观为半透明或不透明的乳白色或淡 黄色粒料。密度一般在1.02～1.36g/cm3，吸水率为0.3 ％～9.0％，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸水 率下降。 • PA的结构可以看作是PE分子链中每间隔一定的距离嵌 人一个酰胺基团，随着C原子数的增加，受酰胺基团的 影响减弱，其性能逐渐接近PE。例如PA的拉伸强度、 弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增 加而降低。但由于酰胺基的存在，PA类聚合物都显示 出耐磨和易吸湿的共性。
可快速成型，且适用于注射最小壁厚可达0.45mm的薄
壁复杂制品。
• 但注射时易造成“流涎”。因此喷嘴应采用弹簧针阀式，
以免漏料。同时模具应精密加工以防溢边。注射模应开
冷料穴。脱模斜度应为：型腔20～40’、型芯25～40’。
• （5）聚酰胺熔融状态下稳定性差，易降解而降低制品 性能（尼龙9例外）。故不允许在高温下停留时间过长。
利，1935年制得尼龙66，1938年首先制成尼龙牙刷， 1939年推广到尼龙袜。 • 其后1942年德国法本公司开发了PA6工业化技术； • 1941年杜邦公司开发出PA610；
• 1955年，法国的阿托化学（Atochem）公司生产出PA11；
• 1961年，我国上海赛璐珞厂开发了PA1010生产技术；
• 为了进一步改善聚酰胺的性能，近年来常在聚酰胺 中加入减摩剂、稳定剂（碱金属溴盐，亚磷酸酯）、 润滑剂及填料（特别是加人玻璃纤维）等，逐步克 服了一些缺点，并提高了机械强度。
（27.8J／cm3）3/2，聚酰胺又是结晶型聚合物，只有δ
值与之接近，又能与它们形成氢键的少数溶剂才可以使 它们溶解。
2. PA的主要性能
• PA无毒、无味，外观为半透明或不透明的乳白色或淡 黄色粒料。密度一般在1.02～1.36g/cm3，吸水率为0.3 ％～9.0％，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸水 率下降。 • PA的结构可以看作是PE分子链中每间隔一定的距离嵌 人一个酰胺基团，随着C原子数的增加，受酰胺基团的 影响减弱，其性能逐渐接近PE。例如PA的拉伸强度、 弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增 加而降低。但由于酰胺基的存在，PA类聚合物都显示 出耐磨和易吸湿的共性。
可快速成型，且适用于注射最小壁厚可达0.45mm的薄
壁复杂制品。
• 但注射时易造成“流涎”。因此喷嘴应采用弹簧针阀式，
以免漏料。同时模具应精密加工以防溢边。注射模应开
冷料穴。脱模斜度应为：型腔20～40’、型芯25～40’。
• （5）聚酰胺熔融状态下稳定性差，易降解而降低制品 性能（尼龙9例外）。故不允许在高温下停留时间过长。
利，1935年制得尼龙66，1938年首先制成尼龙牙刷， 1939年推广到尼龙袜。 • 其后1942年德国法本公司开发了PA6工业化技术； • 1941年杜邦公司开发出PA610；
• 1955年，法国的阿托化学（Atochem）公司生产出PA11；
• 1961年，我国上海赛璐珞厂开发了PA1010生产技术；
• 为了进一步改善聚酰胺的性能，近年来常在聚酰胺 中加入减摩剂、稳定剂（碱金属溴盐，亚磷酸酯）、 润滑剂及填料（特别是加人玻璃纤维）等，逐步克 服了一些缺点，并提高了机械强度。
聚酰胺PPT课件
2. 聚2,2-双（4-氨基环己基）丙烷-壬二酸己二酸三元共聚物（PACP-9/6)
•目前光学性能最好的高分子材料。 •综合力学性能与Trogamid-T相当，但耐热性更好，热变形 温度160oC。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
刚性分子链
酰胺基团间的氢键
作用
3. 性能特点
4. 应用
高强、高模、耐高
耐高温薄膜、耐高
温、耐腐蚀、阻燃、
温绝缘材料、耐辐
电绝缘。不能热塑
射材料、高性能纤
性加工。
维。
聚间苯二酰间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度，是常温时的 60％。
脂肪族PA 芳香族PA
芳纶纤维用于制造防刺扎轮胎 固特异的安特殊轮胎
<七> 加工性能 PA吸水率大，加工前必须干燥 PA的熔体黏度低、流动性好、易成型加
工。主要加工方法是注射和挤出成型。
PA热稳定性差、加工时应避免高温、长 时间。
PA的成型收缩率大；
PA的 优点
1.4 PA的应用与改性
强而韧 质硬 耐磨 自润滑 耐腐蚀 耐油
机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶 轮、螺栓、风扇叶片等。
1. 定义
分子骨架上含有芳环的聚酰胺称为芳 香族聚酰胺。目前工业化的有两大类：
聚间苯二甲酰间苯二胺 （Nomex）
聚对苯二甲酰对苯二胺 芳纶-1414，Kevlax
聚对苯二甲酰胺 芳纶-14，B纤维
全对 位聚 芳酰
胺
2. 结构特征
苯环与酰胺基 团交替排列
苯环自身具有刚性
苯环与酰胺基团共 扼作用（在对位芳 纶中更强）
•目前光学性能最好的高分子材料。 •综合力学性能与Trogamid-T相当，但耐热性更好，热变形 温度160oC。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
刚性分子链
酰胺基团间的氢键
作用
3. 性能特点
4. 应用
高强、高模、耐高
耐高温薄膜、耐高
温、耐腐蚀、阻燃、
温绝缘材料、耐辐
电绝缘。不能热塑
射材料、高性能纤
性加工。
维。
聚间苯二酰间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度，是常温时的 60％。
脂肪族PA 芳香族PA
芳纶纤维用于制造防刺扎轮胎 固特异的安特殊轮胎
<七> 加工性能 PA吸水率大，加工前必须干燥 PA的熔体黏度低、流动性好、易成型加
工。主要加工方法是注射和挤出成型。
PA热稳定性差、加工时应避免高温、长 时间。
PA的成型收缩率大；
PA的 优点
1.4 PA的应用与改性
强而韧 质硬 耐磨 自润滑 耐腐蚀 耐油
机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶 轮、螺栓、风扇叶片等。
1. 定义
分子骨架上含有芳环的聚酰胺称为芳 香族聚酰胺。目前工业化的有两大类：
聚间苯二甲酰间苯二胺 （Nomex）
聚对苯二甲酰对苯二胺 芳纶-1414，Kevlax
聚对苯二甲酰胺 芳纶-14，B纤维
全对 位聚 芳酰
胺
2. 结构特征
苯环与酰胺基 团交替排列
苯环自身具有刚性
苯环与酰胺基团共 扼作用（在对位芳 纶中更强）
聚酰胺PA
一、脂肪族聚酰胺
脂肪族聚酰胺品种 聚酰胺PA-6 聚酰胺PA-66 聚酰胺PA-1010 聚酰胺PA-610 聚酰胺PA-612 聚酰胺PA-11 聚酰胺PA-见12 聚酰胺PA-46 （聚己内酰胺） （己二胺与己二酸缩聚物）， （癸二胺与癸二酸缩聚物） （己二胺与癸二酸缩聚物） （聚十二烷酰己二胺缩聚物） （聚十一内酰胺） （聚十二酰胺） （聚己二酰丁二胺缩聚物）
剂。玻璃纤维就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击 性还加入合成橡胶。
PA6的优点：
1、优异的强度和耐久性，优良的刚性和耐热性的结合。 • 2、良好的加工性，优异的流动性及热稳定性使材料加工
条件更为宽松，使注塑件微型化。 • 3、优异的着色性能，完美的表面外观，能够适用于复杂 的结构成型，并帮助设计开发者开发新造型产品。 • 4、极高的热稳定性，能在高达270度的波峰焊锡中不挂锡；
（PA66）的合成
（3）分子量的控制及多分散性
• 在生产实际中，加入少量己二酸作为分子量调节
剂，由体系中水的分压和分子量调节剂共同控制 尼龙66的分子量。 • 加入单官能团化合物（如醋酸）作为分子量调节 剂，单官能团化合物作为链端 • 加入的单官能团分子数目为系统中聚合物分子链 总数的两倍。
（PA66）的合成
脂肪族2（PA66）的合成
聚己二酰己二胺 ( 尼龙 66) ，由己二酸和己二胺缩
聚制得。 缩聚反应时要求己二胺和己二酸有相等的摩尔比， 因为任何一种组分过量都会使由酸或氨端基构成 的链增长终止。 在工业生产聚己二酰己二胺时，先使己二酸和己 二胺生成尼龙 66 盐 ( 简称66 盐) ，然后用这种盐作 为中间体进行缩聚制取聚己二酰己二胺。 采用熔融缩聚的方法生产聚己二酰己二胺。 间歇法和连续法两种聚合生产工艺。
塑料材料学第八章聚酰胺类塑料PPT课件
结晶性
聚酰胺分子链的规整排列形成晶体结 构，对其机械性能、热性能和光学性 能产生重要影响。
力学性能
强度与模量
聚酰胺具有较高的拉伸强度、弯 曲强度和冲击强度，以及较高的 弹性模量，使其成为重要的工程
塑料。
耐磨性
聚酰胺具有较好的耐磨性，广泛应 用于需要承受摩擦和磨损的场合。
疲劳性能
聚酰胺具有良好的抗疲劳性能，能 够在反复应力作用下保持稳定的机 械性能。
06 聚酰胺的发展趋势与挑战
新材料开发与性能提升
高性能聚酰胺
通过改进聚合工艺和配方，提高聚酰胺的力学性能、耐热性能和 化学稳定性，以满足高端领域的需求。
生物基聚酰胺
利用生物可再生原料代替传统的石化原料，降低生产过程中的碳 排放，同时实现可持续发展。
纳米复合聚酰胺
通过纳米填料或纳米结构的设计，提高聚酰胺的阻隔性能、机械 性能和加工性能。
用安全。
市场需求的多样化与个性化
定制化服务
随着消费者需求的多样化，聚酰胺生产企业需要提供定制化的产品 和服务，满足不同客户的个性化需求。
快速响应市场变化
聚酰胺生产企业需要具备快速响应市场变化的能力，及时调整生产 和销售策略，抓住市场机遇。
品牌建设与市场营销
加强品牌建设和市场营销力度，提升聚酰胺产品的知名度和美誉度， 增强市场竞争力。
增韧机理
通过形成应力集中点，吸收和 分散冲击能量，降低材料脆性
。
增韧效果
显著提高聚酰胺的冲击强度和 低温冲击性能。
聚酰胺的增强改性
增强改性
通过添加玻璃纤维、碳纤维等 增强材料，提高聚酰胺的力学
性能和热稳定性。
增强剂选择
常用的增强剂包括玻璃纤维、 碳纤维、晶须等。