(运输包装-材料速读)尼龙66、尼龙6的材料说明
常见问题 | 2022-01-10 17:37:26
中文别名：锦纶66短纤维；尼龙-66；尼龙66树脂；聚酰胺-66；聚己二酰己二胺；锦纶-66。尼龙66疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够。通常应用于中等载荷，使用温度<100-120度无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件。尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66。常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐磨，电绝缘性好。熔点即结晶熔解时的温度，对结晶性高分子尼龙-66，显示清晰的熔点，根据采用的测试方法，熔点在259~267℃的范围内波动。通常采用差热分析（DTA）法测出的尼龙-66的熔点为264℃。实际上，尼龙-66的熔点可以根据结晶的熔融热（ΔH）和熔融熵（ΔS）计算出来：尼龙-66的ΔH为4390.3J/mol，ΔS为8.37J/kmol，Tm的理论值为259.3℃[ ]。如果将体积膨胀系数显示极大值的温度当作熔点，则尼龙-66的熔点温度范围为246~263℃。接近理论熔解温度259℃。高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可出现不规则的变化，这一温度就是玻璃化转变温度，是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。在这一温度附近，模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。尼龙-66的玻璃化温度，与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析，认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃[ ]，而Rybnikar则在低温下测定了尼龙-66的比容，发现在尼龙-66在-65℃也有一个转变温度。比重：PA6 1.14克/立方厘米，PA66 1.15克/立方厘米，PA1010 1.05克/立方厘米
成型收缩率：PA6 0.8-2.5% ，PA66 1.5-2.2%
干燥条件：100-110℃/12小时
坚韧、耐磨、耐油、,耐水、抗酶菌、但吸水大
燃烧鉴别方法：火焰上端黄色，下端蓝色，燃烧后塑料熔滴落，起泡，离火后特殊的羊毛，指甲烧焦味和带芹菜味
尼龙6：弹性好，冲击强度，吸水较大
尼龙66：性能优于尼龙6，强度高，耐磨性好
尼龙610：与尼龙66相似，但吸水小，刚度低
尼龙1010：半透明，吸水小。耐寒性较好。适于制作一般机械零件、减磨耐磨零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件
1．优良的力学性能。尼龙的机械强度高，韧性好。
2．自润性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性，摩擦系数小，从而，作为传动部件其使用寿命长。3．弹性好，耐疲劳性好，可经得住数万次的双挠曲
4．耐腐蚀性能佳，不霉，不怕蛀，有耐碱的能力，但不耐酸和氧化剂
5．染色性能良好6．相对密度小，仅为1.04-1.14，除聚烯烃纤维外，是纤维中最轻的
结晶构造
Bill认为，尼龙-66的晶形有α型和β型二种形态，在常温下为三斜晶形，在165℃以上为六方晶形。Bunn等确定了尼龙-66α型的结晶构造，尼龙-66分子中的亚甲基呈锯齿状平面排列，酰胺基取反式平面结构，分子链被笔直地拉长。相邻的分子以氢键连成平面的片状。α型结晶（三斜晶系） 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm 48½° 77° 63½°图01-44 尼龙-66的α晶型结构 图01-45尼龙-66分子中晶片排列模型尼龙-66的α晶型是一系列晶片沿链轴方向一个接一个的垒积，而β晶型则每隔一片相互上下偏移垒积。对未进行热处理的普通成型品，构成结晶的氢键平面片的重叠方式，是这种α晶型和β晶型的任意混合。球晶
熔融状态的尼龙-66缓慢冷却时，在235~245℃急剧生成球晶。球晶不仅包含于结晶部分，也包含于非结晶部分，结晶度为20%~40%。球晶有在径向上优先取向的正球晶及在切线方向上优先取向的负球晶[ ]。尼龙-66球晶通常为正球晶，但在250~265℃下加热熔融结晶时可以生成负球晶[ , ]。球晶生成速度和球晶大小，除显著地受冷却温度的影响之外，还受到熔融温度、分子量等因素的影响。结晶度
一般认为，普通结晶形高分子，具有结晶区域和非结晶区域，结晶区域的比例便称为结晶度。在很大程度上，结晶度可以左右尼龙-66的物理、化学和机械性质。结晶度可以用X-射线、红外吸收光谱、熔融热、密度和体积膨胀率等求得，其中以密度法最为简单方便。分子量
综合考虑尼龙-66的可应用性和可加工性，通常将其分子量调整为15000~30000（聚合度约150~300）,若分子量太大，成型加工性能变差。已经开发了一系列方法测定聚酰胺的分子量，如粘度法（溶液粘度法和熔融粘度法）、末端基定量法（中和滴定法、比色法、电位滴定法、电导滴定法）、光散射法、渗透压法、熔融电导法等，其中溶液粘度法在实验室条件较为容易进行。与其它聚酰胺相比，尼龙-66最容易热降解和三维结构化。当尼龙-66发生热分解时，首先表现为主链开裂引起分子量、熔体粘度降低；进一步降解时，由三维结构化引起熔体粘度上升而最终变成凝胶，成为不溶不熔物。其机理尚未完全阐明，但相信主要原因是尼龙-66本质造成的，与己二酸残基容易形成环戊酮衍生物密切相关。在惰性气体氛围中，尼龙-66可以在300℃保持短时间的稳定性，但时间长后（如290℃5小时）就可看出明显的分解，产生氨和二氧化碳等。在无氧的条件下，其分解产物为氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。在有氧和水等存在时，尼龙-66在200℃就显示出明显的分解倾向。在有氧存在时，加热还会引起分子链之间的交联.尼龙-66对室温水和沸水是稳定的，但在高温尤其是在熔融状态下则会发生水解。另外，尼龙-66在碱性水溶液中也很稳定，即使在10%的NaOH溶液中于85℃处理16小时也观察不到明显的变化。但在酸性水溶液中容易发生水解。尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电器、精密仪器等领域。从最终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占第一位，电子电器占第二位。大约有88%的尼龙66通过注射成型加工成各种制件，约12%的尼龙66则通过挤出、吹塑等成型加工成相应的制品。由于尼龙66优良的耐热性、耐化学药品性、强度和加工方便等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有部位，如发动机部位，电器部位和车体部位。发动机部位包括进气系统和燃油系统，如发动机气缸盖罩、节气门、空气滤清器机器外壳，车用空气喇叭、车用空调软管、冷却风扇及其外壳、进水管、刹车油罐及灌盖，等等。车体部位零部件有：汽车挡泥板、后视镜架、保险杠、仪表盘、行李架、车门手柄、雨刷支架、安全带扣搭、车内各种装饰件等等。车内电器方面如电控门窗、连接器、保鲜盒、电缆扎线等。电子电器工业
PA66可生产电子电器绝缘件、精密电子仪器部件、电工照明器具和电子电器的零部件等，可用于制作电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器等。PA66具有优良的耐焊锡性，广泛用作接线盒、开关和电阻器等的生产。阻燃级PA66可用于彩电导线夹、固定夹和聚焦旋钮。列车客车的门把手、货车的制动器接合盘等可用PA66制作。其它如绝缘垫圈、挡板座、船舶上的涡轮、螺旋桨轴、螺旋推进器、滑动轴承等也可以用PA66制作。高抗冲击性尼龙66还可制作管钳、塑料模具、无线电控制车身等。未增强级尼龙66通常用于制造低蠕变、无腐蚀的螺母、螺栓、螺钉、喷嘴等；增强级尼龙66用于生产链条、传送带、扇叶、齿轮、叶轮和脚手架固定脚扣等。利用PA66耐蠕变特性和耐溶剂性，可以制造一系列的日用品，如以非增韧的尼龙66注塑成的气体打火机和气雾剂喷嘴、太阳镜片、梳子、纽扣等。增韧的尼龙66用于制造冰鞋、滑雪板零件、网球拍线套、帆板连接器等耐寒耐磨产品。玻纤增强增韧尼龙66用于自行车轮、刀柄和枪托的生产中。在家具行业中，也经常采用尼龙66制造的连接件、装饰品、抽屉滑轮、滑轨等。另外，大量的用品用具也直接以尼龙66来制造，如：齿轮、扇叶、缝纫机凸轮、洗衣机脚，一些以汽油为动力的机械，如割草机。军事上，刺刀鞘、密件套和火药带等。在建筑业，PA66用于制作自动扶梯栏杆、自动门横栏、窗框架、门滑轮等等。在包装业，PA66可以用于制作膜和多层膜、烘烤食品的容器等。PA66薄膜氧气透过率小，具有防止内装物氧化变质的功能，而且耐油性、耐低温冲击性优良，可用于肉、火腿、虾等食品的包装，市场发展前景看好。尼龙6的化学物理特性和尼龙66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比尼龙66塑料要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此使用尼龙6设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高尼龙6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻纤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，如EPDM和SBR等。对于没有添加剂的产品，尼龙6塑胶原料的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向还要稍高一些）。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。尼龙6注塑干燥处理由于尼龙6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。尼龙6注塑工艺参数熔料温度：240-250℃，对于增强品种为250~280C。模具温度：60-100℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力：100-160MPa（1000-1600bar），如果是加工薄面长流道制品（如电线扎带），则需要达到180MPa（1800bar）。保压压力：注射压力的50%；由于材料凝结相对较快，短的保压时间已足够。降低保压压力可减少制品内应力。背压：2-8MPa（20-80bar），需要准确调节，因为背压太高会造成塑化不均。注射速度：建议采用相对较快的注射速度；模具有好的通气性否则制品上已出现焦化现象。高速（对增强型材料要稍微降低）。螺杆转速：螺杆转速高，线速度为1m/s；然而，最好将螺杆转速设置低一点，只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可；要求较低的螺杆转矩。计量行程：0.5-3.5D
预烘干：在90℃温度下烘干4h，除了直接从装料容器内喂料；尼龙有吸水性，应该保存在防潮容器内和封闭的料斗内；水含有超过0.25%就会造成成型改变。收缩率：0.7%-2.0%；或者加了30%的玻璃纤维，收缩率为0.3%-0.8%；如果提供的温度超过60℃，制品应该为逐渐冷却；逐渐冷却可降低成型后收缩。即制品表现为更好的尺寸稳定性和小的内应力；建议采用蒸汽法；尼龙塑料制品可以通过熔焊液剂来检查应力。浇口系统：点式，潜伏式，片式和直浇口都可以；建议使用盲孔和浇口窝来段冷料点；可使用热流道；由于熔料可加工温度范围窄，热流道应提供闭环温度控制。由于尼龙6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。料筒设备：标准螺杆，特殊几何尺寸有较高塑化能力；止逆环，直通喷嘴；对加入了玻璃纤维的增强材料，则需要高耐磨的双金属料筒机器停工时间段：无需用其它料清洗；熔料残留在料桶内时间可达20min，此后热降解容易发生。尼龙6典型应用范围由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。汽车用高性能增强尼龙6复合材料制造发动机周边部件，如进气歧管、发动机罩盖。
