第六章--尼龙解析
尼龙
尼龙(PA)材料的特性一尼龙简介尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。
此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。
温度一旦达到就出现流动。
PA的品种很多，主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等.以PA6、PA66、PA610、PA11、PA12最为常用.尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。
作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。
它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15g ／cm3。
拉伸强度：＞ 60．0Mpa。
伸长率：＞ 30%。
弯曲强度： 90.0Mpa 。
缺口冲击强度：(KJ／m2) ＞ 5。
尼龙的收缩率为1%~2%. 需注意成型后吸湿的尺寸变化。
吸水率 100% 相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可－40～105℃之间。
熔点：215-225℃。
合適壁厚2-3.5mm. PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特別的润滑效果，可在PA中加入硫化物。
二 PA性能的主要优点有：1. 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。
比拉伸强度高于金属，比压缩强度与金属不相上下，但它的刚性不及金属。
抗拉强度接近于屈服强度，比ABS 高一倍多。
对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。
2. 耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。
第六章-聚合物的结构-3
内聚能密度：单位体积的内聚能，可表示为 E CED ~ V 对小分子而言，内聚能近似于恒容蒸发热或升华热。
高分子难以直接测定高聚物的内聚能，通常采用一些间接的 方法，如用高聚物的良溶剂，以良溶剂的内聚能密度来估计高 聚物的CED。内聚能密度同分子的极性有很大的关系，分子的 极性越小，内聚能密度越低。
氢键
静电力：存在于极性分子间，由极性基团的永久偶极引起的， 与偶极距的大小、定向程度和分子间的距离有关 静电力的作用能在12～20KJ/mol，在一些极性高聚物如聚 甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯等分子间的作用力主要为静 电力。
诱导力：极性分子的永久偶极与其它分子的诱导偶极之间 的相互作用 诱导力的作用能一般在 6 ～ 12KJ/mol 。存在于极性分子 与其它分子（极性与非极性）之间。 色散力：由于分子间的瞬间偶极引起的相互作用，它存在于 所有的极性和非极性分子之间 色散力的作用能在 0.8～ 8KJ/mol，在一些非极性高分子 如聚乙烯、聚丙烯中主要存在的分子间力是色散力。 范德华力普遍存在于分子中，没有方向性和饱和性，作用 距离小于1纳米，作用能比化学键小1～2个数量级，三种力 所占的比例与分子的极性和变形性有关。
• 4、其它因素 链的柔性：柔性好利于晶体的生成。 例如：聚乙烯具有很强的结晶能力 结构规整的聚对苯二甲酸乙二醇酯 不易结晶 聚碳酸酯、聚砜等则没有结晶能力（刚性过大） 支化和交联：既破坏链的规整性，又限制链的活动性， 因而降低高聚物的结晶能力或失去结晶性。 分子间作用力：不利于晶体的生成。但一旦形成结晶， 有利于结晶结构的稳定，如聚酰胺。
• 3、共聚结构 无规共聚——使结晶能力下降乃至完全丧失 若共聚单元各自的均聚物都是可以结晶的，并且它们的晶态 结构相同，则它们的共聚物也能够结晶，晶胞参数一般随共 聚单元的组成不同而发生变化。 当共聚单元的某一组分的含量占优势时，在共聚物中保持着 这种单元的长序列，这一组分的均聚物若能结晶，那么共聚 物中这种单元仍然可以形成同其均聚物结晶相同的结晶，但 结晶能力变差，这时含量少的共聚单元则作为缺陷存在。 接枝共聚物的主链因支化效应通常使其结晶能力降低。而接 枝共聚物的支链以及嵌段共聚物的各个嵌段则基本上保持其 各自的特性。能够结晶的支链或嵌段可形成自己的晶区。
第六章 酸性染料、
第三节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质染料的上染机理
• 纤维的性质：
羊毛、蚕丝、聚酰胺纤维都有一个共同的结构特征，
即三种纤维大分子链均以酰胺键连接而成，都含有碱 性基团（-NH2）和酸性基团（-COOH）,即可象酸又 可象碱一样电离，具有与碱或酸结合的能力，因此具 有两性性质，即在水溶液中，存在等电点。但它们分
• 温度：分子结构小的60-70℃，分子结构大80-95℃
酸性染料在不同纤维上湿牢度为：尼龙>羊毛>蚕丝。
第一节 引言 第一节 引言
二、酸性媒染染料
综合了酸性染料和媒染染料的结构特点和染色性能， 分子中含有-SO3Na，分子结构较小，并在合适的 位置，含有可与金属离子螯合的基团。
染色特性：在酸性溶液中上染纤维，加入Na2Cr2O7 处理，使Cr3+与染料、纤维之间形成螯合物颜色变 深、变暗，日晒牢度、皂洗牢度显著提高。 主要用于羊毛纤维。也可用于蚕丝、尼龙。
COO
-
2. 吸酸，吸碱反应：羊毛在pH4-9，很少吸酸也很少吸碱。
H+
H+
COOH
NH2
NH3
• 即吸酸量不再增加，吸收质子数量与氨基含量基本一致，
氨基含量约为0.8-0.9mol/kg，此值称为羊毛的吸酸饱
和值（与-NH2含量基本一致）
• 如pH继续下降，羊毛的吸酸量又很快上升
O C NH H+ O C NH2
于当量吸附。
第四节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的染色工艺
酸性染料目前的染色工艺（染色方法）通常采用浸染的方 法，而在浸染中易产生的质量问题主要为染色不匀或称
为色花。根据孔道扩散模型，D与dCp/dCa关系为：
第六章聚合物的结构与性能
返回
返回
（3）伸直链晶片
由完全伸展旳分子链平行规整排列而成旳小片状晶体， 晶体中分子链平行于晶面方向，晶片厚度基本与伸展旳分子 链长度相当。这种晶体主要形成于极高压力下。
（4）纤维状晶和串晶
纤维状晶是在流动场旳作用下使高分子链旳构象发生 畸变，成为沿流动方向平行排列旳伸展状态，在合适旳条 件下结晶而成。分子链取向与纤维轴平行。
返回
结晶温度不同，结晶速度也不同。在某一温度时出现最 大值，出现最大结晶速度旳结晶温度可由下列经验关系式 估算：
Tmax = 0.63 Tm + 0.37 Tg - 18.5 （2）同一聚合物在同一结晶温度下，结晶速度随结晶过程 而变化。一般最初结晶速度较慢，中间有加速过程，最终 结晶速度又减慢。 （3）结晶聚合物结晶不完善，没有精确旳熔点，存在熔限。 熔限大小与结晶温度有关。结晶温度低，熔限宽，反之则 窄。这是因为结晶温度较低时，高分子链旳流动性较差， 形成旳晶体不完善，且各晶体旳完善程度差别大，因而熔 限宽。
返回
（2） 高分子旳柔顺性
高分子链能够经过内旋转作用变化其构象旳性能称 为高分子链旳柔顺性。 高分子链能形成旳构象数越多， 柔顺性越大。
因为分子内旋转是造成分子链柔顺性旳根本原因，而 高分子链旳内旋转又主要受其分子构造旳制约，因而分子 链旳柔顺性与其分子构造亲密相关。分子构造对柔顺性旳 影响主要体现在下列几方面：
互为旋光异构，各有不同的旋光性
返回
若高分子中具有手性C原子,则其立体构型可有D型和L型， 据其连接方式可分为如下三种：（以聚丙烯为例）
（1） 全同立构高分子（isotactic polymer)：主链上旳C*
旳立体构型全部为D型或L 型, 即DDDDDDDDDD或 LLLLLLLLLLL；
第六章 聚合物的屈服与断裂
二、结晶态聚合物的应力－应变曲线 同样经历五个阶段， 不同点是第一个转 折点出现“细颈 化”，接着发生冷 拉，应力不变但应 变可达500％以上。 结晶态聚合物在拉 伸时还伴随着结晶 形态的变化。
整个曲线可分为三个阶段：
1、应力随应变线性地增加，试样被均匀拉长， 伸长率可达百分之几到十几，到y点后，试样 截面开始变得不均匀，出现一个或几个“细 颈”，即进入第二阶段。 2、细颈与非细颈部分的横截面积分别维持不 变，而细颈部不断扩展，非细颈部分逐渐缩短， 直到整个试样完全变细为止。在第二阶段的应 变过程中应力几乎不变，最后，进入第三阶段。 3、即成颈的试样又被均匀拉伸，此时应力又 随应变的增加而增大直到断裂为止。
2.屈服机理
(1)银纹屈服 银纹：很多高聚物，尤其是玻璃态透明高聚物（PS、 PMMA、PC）在储存过程及使用过程中，往往 会在表面出现像陶瓷的那样，肉眼可见的微细 的裂纹，这些裂纹，由于可以强烈地反射可见 光,看上去是闪亮的，所以又称为银纹crage。 在拉伸应力的作用下高聚物中某些薄弱部位， 由于应力集中而产生的空化条纹形变区。
强度：材料所能承受的应力（指材料承受外 力而不被破坏)(不可恢复的变形也属被破坏) 的能力 ）。 韧性：材料断裂时所吸收的能量
受 力 方 式
简单拉伸
F
简单剪切
F θ
均匀压缩
l0
F
F
受 力 特 点 弹 性 模 量 柔 量
外力F是与截面垂 外力F是与界面平行，材料受到的是围压 直，大小相等，方 大小相等，方向相 力。 向相反，作用在同 反的两个力。 一直线上的两个力。 杨氏模量：
E
切变模量：
G＝
体积模量：
B P PV 0 V
尼龙知识
尼龙知识尼龙知识它是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的，是世界上出现的第一种合成纤维。
尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。
1928年，美国最大的化学工业公司──杜邦公司成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任该所的负责人。
他主要从事聚合反应方面的研究。
他首先研究双官能团分子的缩聚反应，通过二元醇和二元羧酸的酯化缩合，合成长链的、相对分子质量高的聚酯。
在不到两年的时间内，卡罗瑟斯在制备线型聚合物特别是聚酯方面，取得了重要的进展，将聚合物的相对分子质量提高到10 000～25 000，他把相对分子质量高于10 000的聚合物称为高聚物(Superpolymer)。
1930年，卡罗瑟斯的助手发现，二元醇和二元羧酸通过缩聚反应制取的高聚酯，其熔融物能像制棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可达到原来的几倍，经过冷却拉伸后纤维的强度、弹性、透明度和光泽度都大大增加。
这种聚酯的奇特性质使他们预感到可能具有重大的商业价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。
然而，继续研究表明，从聚酯得到纤维只具有理论上的意义。
因为高聚酯在100 ℃以下即熔化，特别易溶于各种有机溶剂，只是在水中还稍稳定些，因此不适合用于纺织。
随后卡罗瑟斯又对一系列的聚酯和聚酰胺类化合物进行了深入的研究。
经过多方对比，选定他在1935年2月28日首次由己二胺和己二酸合成出的聚酰胺66(第一个6表示二胺中的碳原子数，第二个6表示二酸中的碳原子数)。
这种聚酰胺不溶于普通溶剂，熔点为263 ℃，高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。
从其性质和制造成本综合考虑，在已知聚酰胺中它是最佳选择。
接着，杜邦公司又解决了生产聚酰胺66原料的工业来源问题，1938年10月27日正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(Nyl on)。
先简单的介绍一下尼龙性能方面的优缺点尼龙简写PA属结晶料其
先简单的介绍一下尼龙性能方面的优缺点：尼龙简写PA、属结晶料，其特点如下：优点:(1) 机械强度高,韧性好,有较高的抗位,抗压强度。
(2) 耐疲劳性能突出，经受多次反复屈折仍能保持原有机械强度。
(3) 表面光滑，摩擦系数小，耐磨。
(4) 耐腐蚀，耐碱和大多数盐液，还耐弱酸，机油、汽油。
(5) 无毒，对生物侵蚀呈惰性，有良好抗菌、抗毒能力。
(6) 耐热，使用温度范围宽，可在45-100℃下长期使用，短时耐热温度达120-150℃。
(7) 有优良电气性能，具有较好的电绝缘性。
(8) 制件重量轻，易染色，易成形。
缺点：(1) 易吸水。
(2) 耐光性较差。
(3) 不耐强酸、氧化剂。
(4) 设计技术要求较严。
加工要求：一般宜取低模温、低料温、时间长、注射压力大的成形条件。
下面介绍尼龙的品种和整体性能：尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其它聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。
尼龙是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位性能：尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。
缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。
尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。
耐高温尼龙经典全详解
成都外国语学校2018届高二期末考试数 学（文）命题人、审题人 文 军本试卷分第Ｉ卷和第Ⅱ卷两部分。
满分150分，考试时间120 分钟。
注意事项：1．答题前，务必先认真核对条形码上的姓名，准考证号和座位号，无误后将本人姓名、准考证号和座位号填写在相应位置，2．答选择题时，必须使用2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号；3．答题时，必须使用黑色签字笔，将答案规范、整洁地书写在答题卡规定的位置上； 4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效； 5．考试结束后将答题卡交回，不得折叠、损毁答题卡。
第Ⅰ卷一、选择题（本大题12个小题，每题5分，共60分,请将答案涂在答题卷上)1、已知集合{}2|540A x N x x =∈-+≤，{}2|40B x x =-=，下列结论成立的是（ ）A ．B A ⊆ B ．A B A =C ．A B A=D ．{}2AB =2、若复数z 满足20171zi i=-，其中i 为虚数单位，则z =（ ） A ．1i - B ．1i + C ．1i -- D ．1i -+ 3、已知()21x x f x =-，()2xg x =则下列结论正确的是（ ）A ．()()()h x f x g x =+是偶函数B ．()()()h x f x g x =+是奇函数C ．()()()h x f x g x =是奇函数D ．()()()h x f x g x =是偶函数4、运行如图所示的程序框图，输出的S 值为（ ）A ．0B ．12 C. -1 D ．32-5、已知函数()()22sin ,,123f x x x ππωϕ⎡⎤=+∈-⎢⎥⎣⎦的图象如图所示，若()()12f x f x =，且12x x ≠，则()12f x x +的值为 （ ） A ．． 06、函数()y f x =的定义域是R ，若对于任意的正数a ，函数()()()g x f x a f x =+-都是其定义域上的减函数，则函数()y f x =的图象可能是7、设实数x ，y 满足约束条件3240,40,20,x y x ay x y -+≥⎧⎪+-≤⎨⎪--≤⎩已知2z x y =+的最大值是7，最小值是26-，则实数a 的值为（ ）A ．6B ．6-C ．1-D ．18、 已知等比数列{}n a 的前n 项和为12n n S k -=+，则()3221f x x kx x =--+的极大值为（ ）A ． 2B ．3 C.52 D ．729、设函数|1|1lg(2),2,()10,2,x x x f x x -+->⎧=⎨≤⎩若()0f x b -=有三个不等实数根，则b 的取值范围是（ ）A ．(0,10]B ．1(,10]10C ．()+∞,1D ．(1,10]10、设椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12F F 、 ，其焦距为2c ，点,2a Q c ⎛⎫⎪⎝⎭在椭圆的内部，点P 是椭圆C 上的动点，且1125PF PQ F F +<恒成立，则椭圆离心率的取值范围是（ ）A ．15⎛ ⎝⎭B ．14⎛ ⎝⎭ C. 13⎛ ⎝⎭D ．25⎛⎝⎭11、已知某几何体的三视图如图所示，则该几何体的外接球的表面积为 （ ）A ．1235πB ．1243π C. 1534π D ．1615π12、已知2()(ln )f x x x a a =-+,则下列结论中错误的是（ ）A ．0,0,()0a x f x ∃>∀>≥． B.000,0,()0a x f x ∃>∃>≤.C. 0,0,()0a x f x ∀>∀>≥D.000,0,()0a x f x ∃>∃>≥第Ⅱ卷二．填空题（本大题4个小题，每题5分，共20分，请把答案填在答题卷上）13、等比数列{}n a 中，1473692,18a a a a a a ++=++=，则{}n a 的前9项和9S = ．14、 已知0>ω，在函数x y ωsin =与x y ωcos =的图象的交点中，距离最短的两个交点的距离为3，则ω值为 ．15、 已知双曲线221y x m-=的左右焦点分别为12,F F ，过点2F 的直线交双曲线右支于,A B 两点，若1ABF ∆是以A 为直角顶点的等腰三角形，则12AF F ∆的面积为 ．16、 已知△ABC 是半径为5的圆O 的内接三角形，且4tan 3A =，若(,)AO xAB yAC x y R =+∈，则x y + 的最大值是 ．三、解答题（本大题共6小题，共70分。
高分子课后知识题目解析
▲为08年6月考试题目第一章概述说出10种你在日常生活中遇到的高分子的名称。
答：涤纶、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、PET、蛋白质、核酸、涂料、塑料、合成纤维写出下列高分子的重复单元的结构式：（1）PE；（2）PS；（3）PVC；（4）POM；（5）尼龙；（6）涤纶答：（1）PE——聚乙烯－CH2－CH2－（2）PS——聚苯乙烯（3）PVC——聚氯乙烯（4）POM——聚甲醛－O－CH2－（5）尼龙——聚酰胺－NH(CH2)5CO－（6）涤纶——聚对苯二甲酸乙二醇酯P78. 写出下列重复单元的聚合物的一般名称，指出结构单元和单体单元。
（手写）名称结构单元单体单元H2C CCH3H3COOC聚甲基丙烯酸甲酯一样一样H2 C H CH3COOC聚丙烯酸甲酯一样一样—NH(CH2)6NHCO(CH)4CO—尼龙-66 —NH(CH2)6NH无▲9.用简洁的语言说明下列术语。
（1）高分子；（2）链节；（3）聚合度；（4）多分散度；（5）网状结构；（6）共聚物答：（1）高分子也叫聚合物分子或大分子，具有高的相对分子量，其结构必须是由多个重复单元所组成，并且这些重复单元实际是或概念上是由相应的小分子衍生而来的。
（2）链节是指结构重复单元，重复组成高分子分子结构的最小结构单元。
（3）聚合度是单个聚合物分子所含单体单元的数目。
（4）多分散性：除了蛋白质、DNA等外，高分子化合物的相对分子质量都是不均一的（5）网状结构是交联高分子的分子构造。
（6）共聚物：由一种以上单体聚合而成的聚合物。
14、平均相对分子质量为100万的超高相对分子质量PE的平均聚合度是多少？P＝100×10000/28＝35700▲21、高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？答：高分子结构由4个层次组成：a、一级结构，指单个大分子内与基本结构单元有关的结构，包括结构单元的化学组成、链接方式，构型，支化和交联以及共聚物的结构b、二级结构，指若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。
尼龙
前言近些年来随着我国塑料工业的迅速发展，塑料产量不断增大，性能与质量不断提高，为农业生产、国防建设及人民生活提供越来越丰富的产品，塑料工业在国民经济中的作用和地位也明显加强。
以下内容简单介绍下塑料尼龙的发现、发展及应用。
包括些塑料物理、化学性能，塑料燃烧性能，塑料机械性能等，GB标准的通用实验方法（引用资料《塑料标准大全塑料标准和通用方法》一书）及其特点。
目录一、聚酰胺的起源及发展二、尼龙的优良特点三、PA性能的测试实验四、改性尼龙的市场需求及占有比率五、尼龙广泛的应用领域六、前景七、小结一、聚酰胺的起源及发展尼龙是世界上出现的第一种合成纤维。
尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新，它的合成是合成纤维工业的重大突破，同时也是高分子化学的一个重要里程碑。
1935年2月28日杜邦公司的华莱士〃卡罗瑟斯在美国威尔明顿发明了这种塑料。
华莱士〃卡罗瑟斯1935年以己二酸与己二胺为原料制得聚合物，由于这两个组分中均含有6个碳原子，当时称为聚合物66(第一个6表示二胺中的碳原子数，第二个6表示二酸中的碳原子数)。
这种聚酰胺不溶于普通溶剂，熔点为263 ℃，高于通常使用的熨烫温度，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，在结构和性质上也接近天然丝，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维。
1938年10月27日正式宣布世界上第一种合成纤维诞生了，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙(Nylon)。
尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位。
随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更高更大。
特别是尼龙作为结构性材料，对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。
尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，特别是对于PA6、PA66两大品种来说，与PA46、PAl2等品种比具有很强的价格优势，虽某些性能不能满足相关行业发展的要求。
因此，必须针对某一应用领域，通过改性，提高其某些性能，来扩大其应用领域。