5大特性,6大应用,一文带你读懂长碳链尼龙
来源 : 公开网络
作者 : 公开网络
时间 : 2021-12-16

长碳链尼龙是尼龙分子主链重复单元中带有酰胺基,两个酰胺基之间的亚甲基长度大于10的尼龙,我们称之为长碳链尼龙,包括尼龙11、尼龙12等。

 

一、长碳链尼龙的特性

1、吸水率低

由于尼龙分子中极性酰胺基团具有很强的水亲合力,因此吸水率较高。而长碳链尼龙分子中的酰胺基浓度比普通尼龙小,吸水率低,比方说,尼龙12吸水率仅为0.6%, 而尼龙6吸水率为3%。

 

2、尺寸稳定性强

长碳链吸水率低,即使在潮湿的环境下也能保持优秀的韧性和硬度,力学性能没有太大变化。用长碳链尼龙制作的零部件,可以在要求高、环境潮湿的场合保持着优秀的尺寸稳定性以及高精度。

3、优秀的韧性和柔软性

长碳链尼龙分子具有可自由伸展和旋转的次甲基长链,因此其韧性和柔软性好,回弹率高,即使在很低的温度下也具有较高的冲击韧性和柔软性,可制作柔软制品和耐寒部件。

4、耐磨损性能优异

长碳链尼龙的摩耗系数小,磨耗量低,例如在相同条件下尼龙11、尼龙12、尼龙6、尼龙66的摩耗量分别为9.9mg、8.2mg 、35.0mg、27.0mg。它与光滑的金属表面摩擦时不会产生严重的磨损和出现明显的磨屑,所以长碳链尼龙特别适合制作耐磨部件 。

5、电性能优异

长碳链尼龙的长碳链结构赋予了它优异的电气性能。由于长碳链尼龙的吸水性小,在潮湿的环境中仍具有优异的介电性能,这是尼龙6和尼龙66等短碳链尼龙所不具有的特性。

 

二、各类长碳链尼龙的应用

1、尼龙11

① 有着质量轻、耐腐蚀、不易疲劳开裂、密封性好、阻力小等特点,用来制作汽车输油管、刹车管。

② PA11是军事装备的理想新材料,用它制作的军事器材能耐潮湿、干旱、严寒(-40℃以下)、酷暑(达70℃)、尘土、海水或含盐分的空气,可经受各种碰撞考验,用作枪托、握把、扳机护圈、降落伞盖等。

③ PA11耐电弧性及电解腐蚀性好,用作电线电缆防护套可提高电缆的可靠性并延长使用寿命;用作海底光缆、电缆的保护材料时,可减少信号在传输过程中的损失。

④ 用PA11制作的煤气管道埋设时,因质轻不需起吊装置,接头用胶粘剂直接粘接即可,运输、操作十分方便。

⑤ PA11粉末有较好的熔融性、附着性和涂膜的均一性,在欧、美、日等国家和地区已广泛用于服装业。

⑥ PA11成膜性好,用作肠衣具有无毒、强度高、耐磨、透气率低等优点。

 

2、尼龙12

① 尼龙12是从丁二烯线性,半结晶-结晶热塑性材料。它的特性和尼龙11相似,但晶体结构不同。相对密度小,仅1.02,是尼龙系列中最小的;

② 吸水率低,尺寸稳定性好;耐低温性优良,可达-70℃;

③ 熔点低,熔点为170~180℃,成型加工容易,成型温度范围较宽;柔软性、化学稳定性、耐油性、耐磨性均较好,且属自熄性材料;

④ 长期使用温度为80℃(经热处理后可达90℃),在油中可于100℃下长期工作,惰性气体中可长期工作温度为110℃;

⑤ 可采用注塑、挤出等方法加工成单丝、薄膜、板、棒、型材,粉末可采用流动床浸渍法、静电涂装法、旋转成型等方法加工,尤其适宜在金属表面涂覆和喷涂;

⑥ 尼龙12是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性及化学稳定性;

⑦ 尼龙12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间;

⑧ 它的流动性很好。收缩率在0.5%~2%之间,这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件;

⑨ 尼龙12有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和PA6及PA66相比,这些材料有较低的熔点和密度,具有非常高的回潮率。尼龙12对强氧化性酸无抵抗能力。

 

3、尼龙1212

杜邦公司曾经采用丁二烯路线生产尼龙1212,但由于该工艺路线长且复杂,于1991年停产。

1976年,我国郑州大学与中国科学院生物研究所合作,采用石蜡油中正构烷烃经过微生物发酵得到长碳链二元酸,经过多年的研究,成功研制出了尼龙1212并实现产业化,是我国5大工程塑料中唯一拥有自主知识产权的尼龙型号。

尼龙1212 合成只有5个步骤,除发酵过程外,此反应过程是双二酰与双二胺合成尼龙的典型反应。尼龙11 、12的合成工艺则相对长且复杂。

由于尼龙1212的性能完全可与尼龙11和尼龙12相媲美,因此可以降低我国长碳链尼龙进口量。现在主要用于生产油管、软管、电线电缆覆层、光导纤维保护套、轴承支架、精密部件等。

 

4、尼龙612

尼龙612(PA612)成分为聚十二烷二酰己二胺。PA612除具有一般PA特点外,还具有相对宽度小、更低的吸水率和密度、尺寸稳定性好的优点,有较高的拉伸强度、冲击强度、透明度。

PA612主要用于制高级牙刷和其它工业用鬃丝,也可用于制作精密机械部件和电线电缆被覆涂层、输油管、耐油绳索、传送带、轴承、衬垫等,军工上可用于制枪托、钢盔和军用电缆等。

 

5、尼龙1010

尼龙1010是中国在1958年研制的, 1959年由上海赛璐珞厂最早投产。尼龙1010是由癸二酸经缩聚制得的。将癸二酸和癸二胺以等摩尔比溶于乙醇中,在常压 75℃下进行中和反应,生成尼龙1010盐。尼龙1010盐的反釜中,在240~260℃、1.2~2.5MPa 下缩聚制得尼龙1010。缩聚可分间歇法和连续法。亦可用精制的癸二胺与癸二酸的等摩尔比水溶液直接缩聚而制得聚合物,然后经挤带、冷却、造粒而制得尼龙1010粒料。广泛应用于航天、造船、汽车、纺织、仪表、电器、医疗器材等工业领域。

 

6、其他尼龙

我国生物发醇法制备长碳链二元酸技术的成功应用,促进了对其它长碳链尼龙品种的研究开发 。

郑州大学在成功开发尼龙1212的基础上又研究开发了长碳链新品种 ——生物发酵尼龙 1012和尼龙1313,并在山东淄博进行了尼龙1313 的工业化生产试验,北京市化工研究院又将其制成汽车用输油管 、刹车管等,经测试性能优良。

山东东辰工程塑料有限公司利用生物发酵法制备的十二碳二元酸和十三碳二元酸在200t/ 年的生产线上成功合成了尼龙1213 和尼龙1313,再将它们进一步进行增韧改性,制成半软质和软质尼龙1213 和尼龙 1313,用这种材料制成的汽车刹车管不亚于尼龙11 刹车管,其中尼龙1213 的综合性能更佳,强度指标全面超过尼龙11。

美国南卡罗来纳州 Colunbia 的特种尼龙生产厂Shakespeare 公司在2005 年初推出尼龙 614 树脂,商品名 Isocor H I25SC,其特点为吸湿很小和良好的耐化学性。这种材料完全吸湿时弯曲强度下降10%,而尼龙610 完全吸湿时弯曲强度下降 35%。

另外,尼龙614 在大部分介质中刚性保持不变。这种新材料的应用目标为汽车 、庭园 、一般工业 、电子电器工业,未来应用还包括毛刷 、耐磨单丝 、汽车燃油泵和水泵外壳 、高档电线外覆层。

 

附表 部分尼龙性能比较