尼龙6性能及其分子量对力学强度影响

郑州大学

姓名：田富成学号： 20110680226

学院：力学与工程科学学院

专业：工程力学

论文题目：尼龙6性能及其分子量对力学强度影响指导教师：李倩职称：教授

2013年11月08日

摘要

尼龙6(PA6)是一种综合性能优良的工程塑料。本文主要叙述了尼龙6纳米复合材料的性能和制备方法,以及插层剂对复合材料的综合性能影响。对不同分子量尼龙6纳米复合材料的力学性能、结晶性能、流变性能进行了综述。介绍了蒙脱石/尼龙6纳米复合材料制备、性能。

关键词:纳米复合材料尼龙6 分子量蒙脱石

介绍

尼龙6又叫PA6，聚酰胺6，其结构式为

1力学性能

聚合物/粘土纳米复合材料的力学性能优于纤维增强聚合物体系,因为层状粘土可以在二维方向上起到增强作用,无需特殊的层压处理。它比传统的聚合填充体系质量轻,只需少量的粘土即可具有很高的强度、韧性及阻隔性能。而常规纤维、矿物填充的复合材料需要高得多的填充量,且各项指标还不能兼顾。在粘土含量很少的情况下(小于5%),日本丰田中央研究所合成的尼龙/粘土纳米复合材料(NCH)、尼龙与粘土共混物(NCC)的强度和模量均比PA6显著提高,并且材料的冲击强度并没有象传统填充聚合物那样下降川。当加人二胺后,材料的

断裂伸长和冲击强度增大,并随着二胺含量的增加而增加,而材料的强度和模量稍有下降(和NCH相比)。这主要是因为加人二胺后,部分粘土片层由于二钱离子的作用而成柱状排列,因此降低了粘土片层和PA6的相互作用面积,所以材料的机械性能有所下降。

2结晶性能

PA6是一种多晶型聚合物,粘土对PA6的晶型影响很大。Dsc结果表明PA6cN中纳米层状粘土起成核剂的作用。粘土的加人影响成核的机理和PA6晶体的生长。且PA6CN的结晶度随冷却速率的增大而增大。粘土在PA6中能促进下晶型的生成,而且随着粘土含量的增加,下晶型的结晶衍射峰逐渐增强。

3流变性能

PA6CN的熔体粘度取决于母体树脂PA6的相对分子质量和粘土的加入量。一般剪切速率小时(剪切速率小于1),不仅PA6的相对分子质量影响大,而且粘土的加人量影响显著,加人量增加,熔体粘度显著增大;而在高剪切速率范围,加人量在6%以下时,粘土对熔体粘度几乎没有影响。即纳米复合材料具有良好的成型加工性。王建华等[1]采用毛细管流变仪测定了原位聚合的以6CN及PA6的流变性能。结果表明:在实验条件下,PA6CN属于假塑性流体,其非牛顿指数小于PA6。在240℃时,当剪切速率大于肠O。一’时,PA6cN的表观粘度小于PA6,且随

土含量的增加而逐渐降低。当剪切速率小于932s一’时,以6CN的粘流活化能大于PA6,说明PA6CN对温度更敏感。

尼龙6／蒙脱土纳米复合材料是最早出现的聚合物基纳米复合材料之一，在工业上已有应用。其应用主要有两个方面，一是基于其优异的阻隔性能, 用于制造多层聚酯瓶和食品包装膜等包装材料中的阻隔层。这方面三菱气体化学品公司(生产Imperm Ｎ系列)、Honeywell专业聚合物公司（生产Aegis系列）、Alcoa CSI Crawfordsville公司等处于领先地位。二是基于其优异的力学性能，用于制造发动机部件、车身结构部件和驱动控制部件等汽车零部件。这方面日本的丰田汽车公司、宇部兴产公司（生产nc-PA6）和尤尼奇卡公司(生产M1030D、M1030B、M1030DG20、M1030DT20系列)，美国的Nanomer公司（生产Nanomer系列）和南方粘土产品公司（生产Cloisite系列）等开发较早尼龙6／蒙脱土纳米复合材料一直是人们的研究热点之一，其制备、结构和性能均得到了大量的研究。

尼龙6纳米复合材料的性能

尼龙6 (PA6)是一种应用广泛的工程塑料,具有优良的综合性能,但存在着耐强酸强碱性差、干态和低温冲击强度低、吸水率大,从而影响其制品的尺寸稳定性和电性能,以及容易燃烧等缺陷,限制了它的应用范围。因此通常采用填充、增强、共聚、共混、分子复合等方法对PA6进行改性。近年来采用纳米粒子制备PA6纳米复合材料的研究十分活跃, PA6纳米复合材料的应用更加广泛,并获得了良好的发展。【1】

制备方法

制备PA6 /无机纳米粒子复合材料主要采用溶胶-凝胶法和原位聚

合法,而熔融共混法经常用于聚烯烃体系,在PA6体系中应用极少。(1)溶胶-凝胶法 Z.W.E.Van【2】等选用甲酸为共溶剂,通过控制适当的pH值,采用溶胶-凝胶法制备了PA6 /SiO2纳米复合材料。TEM分析表明SiO2以约30 nm的粒径分散在PA6基体中;力学性能测试表明,此种纳米复合材料的冲击强度和弹性模量比纯PA6有所提高。

(2)原位聚合法此法最常用于PA6 /无机纳米粒子复合体系。Ou Yuchun【3】等将纳米SiO2直接分散于己内酰胺熔体中,然后引发原位聚合制备了PA6 /SiO2纳米复合材料。研究表明,纳米SiO2的引入,提高了基体PA6的Tg和结晶速率;力学性能测试表明,未经偶联剂处理的纳米SiO2导致纳米复合材料的力学性能随其含量的增加而降低,而经偶联剂处理的纳米SiO2则呈现出相反的结果,当纳米SiO2质量分数为5%时纳米复合材料的力学性能达到最大值。LiYing[1]等采用不同的偶联剂对纳米SiO2进行表面处理,从界面层的角度探讨了纳米SiO2对复合材料性能的影响。结果表明,经表面处理的纳米SiO2因其柔性界面层的作用能一定程度地提高体系的刚性和韧性,但对基体PA6的结晶行为并没有产生太大的影响。然而绝大多数研究都采用水解开环聚合的PA6作为复合材料基体,而且通常要先对无机纳米材料进行表面处理后再与PA6进行复合,而有关无机纳米材料改性浇铸(MC)尼龙6的研究工作还较少见。因此,在该领域进一步开展相关的研究工作无论在理论研究上还是在实际应用中都具有重要的意义。笔者所在的实验室在此领域作了一些有益的探索。纳米SiO2表面含有丰富的羟基,呈强极性。为实现对纳米SiO2的有效润湿,我们直接选

择极性较强的PA6单体己内酰胺熔体作为分散介质,这样可避免引入第三组分对原位聚合产生的影响,并利用红外光谱分析研究了纳米SiO2与己内酰胺-己内酰胺钠体系的相互作用。如图1所示：

图1 SiO2在己内酰胺-己内酰胺钠熔体中分散的动态平衡过程【3】制备PA6 /蒙脱土(MMT)纳米复合材料主要采用插层复合法制备。插层复合法是将单体或聚合物插入层状无机物片层之间,进而将厚度1 nm左右、宽100 nm左右的片层结构基本单元剥离,使其均匀分散于聚合物基体中,从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。根据插层形式的不同,插层复合法可分为下列三种。

(1)插层聚合法

该法首先使单体进入层状无机物片层间,然后在适当的条件下使单体原位聚合形成高分子材料。乔放【4】利用该法制备了PA6 M/ MT 纳米复合材料。研究结果表明,当MMT质量分数仅为5%时,纳米复合材料的热变形温度由纯PA6的65e提高到152e,拉伸强度也由纯PA6的68. 6MPa提高到97. 2 MPa。余鼎声【5】等采用原位聚合法在260e 下合成了PA6 /粘土复合物,透射电子显微镜(TEM)分析表明,其局部区域粘土晶层结构发生分离,形成厚度约为1 nm、长度为几百到几千纳米的片层。他们还采用阴离子原位聚合法制备了PA6 M/ MT混杂复合材料。广角X射线衍射(WAXD)测试表明,混杂材料中改性MMT的晶

片层间距进一步扩大,而未改性MMT熔融反应产物中MMT晶层几乎没有变化,说明混杂材料中单体已嵌入MMT层间并达到纳米水平的分散,通过TEM观察也支持这个结论。天然鳞片石墨具有优良的导电性,它与MMT一样呈层状结构。欧玉春等【6】、通过己内酰胺单体的插层和原位聚合法制备了PA6 /石墨纳米复合材料,其室温导电渗滤阈值为U*=0. 75% (体积分数),远远低于常规导电粒子填充的聚

合物基复合材料。当石墨体积分数为 2. 0%时,室温电导率可达1@10-4S /cm。TEM研究表明,石墨经高温膨胀后其片层被剥离,导片状石墨粒子具有很大的径厚比,其片层厚度经原位插层聚合进一步被剥离为几十纳米,使得石墨粒子能均匀分散在PA6基体中,因而具有低渗滤阈值和高导电性能。

(2)溶液或乳液插层

该法是将聚合物溶液或乳液直接嵌入层状无机物层间以形成纳米复合材料。经常用于聚烯烃和环氧树脂等体系。如陈晓梅等[5]采用溶液插层法制备了聚丙烯/石墨导电纳米复合材料,而在PA6体系中则较少见。

(3)熔体插层

该法是将聚合物在熔融状态直接插层于层状无机物层间来制备纳米复合材料。刘立敏等【7】通过熔体插层成功地制备了PA6 M/ MT 纳米复合材料,并利用DSC研究了纳米复合材料的等温结晶行为结果表明,加入少量的MMT可明显提高PA6的结晶速率,降低球晶径向生

长的单位面积表面自由能。K.Varlot【8】等将高度溶胀和轻微溶胀

的MMT与PA6进行熔融挤出造粒,并采用注塑分别制备了插层型和剥离型的纳米复合材料。利用小角X射线散射(SAXS)详细研究了MMT片层及PA6晶片的取向。结果表明MMT片层及PA6晶片的取向对纳米复合材料的力学性能有很大的影响。

插层剂对复合材料的性能影响【9】

原料：尼龙6，通用级B101，南京德尔隆塑料合金有限公司；

有机化蒙脱土，Cloisite?25A，插层剂为二甲基氢化油脂基(2-乙基)己基季铵盐，d001=1.86nm，美国南方粘土产品公司；

有机化蒙脱土，Cloisite?93A，插层剂为甲基二氢化油脂基铵盐，d 001=2.36nm，美国南方粘土产品公司；

有机化蒙脱土，Cloisite?30B，插层剂为甲基油脂基二(2-羟基)乙基季铵盐，d001=1.85nm，美国南方粘土产品公司；

抗氧剂，Irganox 1010，瑞士Ciba专业化学品公司；

助抗氧剂，Ultranox 626，美国Crompton公司。

1.尼龙6及其复合材料的热变形温度（HDT），如图2所示。【11】

图2 尼龙6及其复合材料的热变形温度

注：nylon6-25A是添加了Cloisite?25A的尼龙6纳米复合材料；nylon6-93A是添加了Cloisite?93A的尼龙6纳米复合材料；nylon6-30B是添加了Cloisite?30B的尼龙6纳米复

合材料。

由图1可以看出，与纯尼龙6相比，3种复合材料的HDT均有显著提高，其中，nylon-25A提高了53%，nylon6-93A提高了55%，nylon-30B提高了62%。HDT的提高源于蒙脱土片层与尼龙6基体间强的界面作用，这种界面作用限制了尼龙6链段的热运动。

2．力学性能图3【12】是尼龙6及其复合材料的屈服强度。

图３是尼龙6及其复合材料的屈服强度。由图3可以看出，与纯尼龙6相比，nylon-25A提高了14%，nylon6-93A提高了14%，nylon-30B 提高了12%。

图４【13】是尼龙6及其复合材料的弯曲强度。由图4可以看出，与纯尼龙6相比，nylon-25A提高了55%，nylon6-93A提高了51%，nylon-30B提高了58%。

不同分子量尼龙6的力学性能

熔融复合的纳米复合材料的TEM照片，3.0％（重量）蒙脱石（a）高分子量，（b）中分子量，c 低分子【14】

注：以上左图为不同分子量尼龙6/蒙脱石复合材料的弹性模量随蒙脱石含量的变化，

右图为不同分子量尼龙6/蒙脱石复合材料的屈服强度随蒙脱石含量的变化【15】

查找文献得到以下结论：普通填料系列尼龙6复合材料较纯尼龙6材料力学、热学性能等均有降低,而蒙脱石/尼龙6纳米复合材料强度、热变形温度、阻隔、阻燃等性能均有较大提高;这是因为改性蒙脱石在尼龙6基体中以一维纳米层状形式存在分散,流动方向的热膨胀系数仅为垂直方向的一半左右,在挤出、成型过程中的剪切力作用下,片层方向与流动方向趋于相同的取向,同时高分子链由于片层的阻隔也与流动方向一致,而纯尼龙6是各向同性的。因此,蒙脱石/尼龙6纳米复合材料的各向异性和补强性能为功能化加工应用提供了可能。不同分子量尼龙6的结晶性能【16】

图5【17】给出了不同分子量尼龙6样品的样晶DSC曲线,对于所有样品,均为单一放热峰。当MG〈104时,放热峰形状对称,基本呈高斯分布;在MG〉104后,结果晶峰不对称,高温侧偏离高斯分布,从结晶起始温度到峰值温度区间增大,而低温侧仍接近高斯分布。结晶起始温度Ti基本不随分子量变化,平均值为178.1±0.6℃,说明结晶起始温度与分子量无关,仅受聚合物种类与冷却速率影响。而结晶峰值温度TC则随MG增大,近乎线性降低,TC=161.8+1.8×10-4MG;结晶过冷度过冷度增大,表明MG对TC有较大影响。结晶终止温度$T=Tm-TC,结果示于图6,随MG增大,$T=39.8+1.8×10-4MG过冷度增大,表明MG 对Tc有较大影响,结晶终止温度Tf随MG增大也接近线性降低,Tf= 145.9～6.3×10-4MG,直线斜率是TC～MG的3.5倍,说明MG对Tf的影响更强烈。结晶温度范围$T=Ti-Tf,可近似用来表征结晶速率的大

小,由图6可见,MG增大,$T=

30.9+7.1×10-4MG,说明结晶过程完成时间t(sec)=$Tc/B随MG升高而增大,结晶速率降低,式中B为冷却速率,则:t=93+21×10-4MG。

结晶热$HC、结晶熵$SC和结晶度$WC随MG增大,在MG>104后则线性下降,关系式为:

$HC=65.3～0.727×10-4MG,$SC=0.165-3.40×10-7MG,$WC=29.45～0.69×10-4MG

与初生态样品的熔融热力学参数和结晶度相比均小许多,是由于初生态样品是缓慢冷却到室温,而这里是快速冷却,造成结晶完整性和结晶量均降低所致。

Fig.5 Cooling DSC curves of nylon 6 samples with different molecular weight (-20℃/min)

Fig.6Relations of degree of super cooling $T, and Crystal libation temperature range with Molecular weight of nylon 6 【18】

不同分子量尼龙6的流变性能

聚合物的流变性能主要包括聚合物的粘流活化能、粘度的变化等因素,而与之有关的一个重要结构因子即是相对分子质量的影响相对分子质量的高低直接影响到材料的加工和使用性能,相对分子质量的变化在宏观上最直接的表现是溶液或熔体粘度的变化。作者用毛细管流变仪研究了尼龙6的相对分子质量对其粘度、粘流活化能及熔融指数的影响。

1.非牛顿指数

部分试样在260e的流变曲线【19】见图7所示。

图7尼龙6试样在260e的流变曲线

由图1【20】可见,随剪切速率增加,剪切应力增大。根据流变方

程: ,从直线的斜率和截距可以求出非牛顿指数(n)和熔体稠度(K)。下表列出了试样在260e时的非牛顿指数和稠度。

从上表中可以看到,在一定温度下,随相对分子质量的增加,试样K增大,n逐渐减小。即熔体流动行为偏离牛顿型流体的程度增大,且所有试样的n均小于1,表明试样熔体为假塑性流体。此外,对于同一试样来说,n随温度的升高而增大。

2.表观粘度与剪切速率的关系

试样在260e的曲线关系【21】如图8所示。

由图8可知,在一定温度时,表观粘度随剪切速率提高而下降,这是非牛顿型流体/切力变稀0现象。当剪切速率提高时,流体流动时间比松

弛时间短,致使大分子链来不及完全松弛收缩,减少了收缩所产生的阻力,使表观粘度下降。另外,还由于剪切速率提高,影响流动的大分子缠结点被拆除,缠结点浓度的下降相应地使表观粘度下降。表观粘度对剪切速率的依赖性很好地反映流动性能与分子结构的关系。相对分子质量越

大,对牛顿行为偏离越远;宽分布试样其偏离牛顿行为较之窄分布的远。相对分子质量分布宽的试样粘度对剪切速率的变化更敏感,原因是其相对分子质量高的部分在剪切速率增大时形变较大，对粘度下降的贡献较多;而相对分子质量比较均一的试样,粘度的变化就比较小。

3.粘流活化能

温度是影响聚合物流变性能的一个重要因素。随着温度升高,熔体的自由体积增加,链段运动能力增强,分子间相互作用力减弱,使聚合物的流动性增大,熔体的粘度随温度的升高以指数关系降低,恒定剪切速率下熔体的表观粘度与温度的关系服从阿累尼乌斯(Arrhenius)定律。以lnG对1/T作图,由直线斜率可求出粘流活化能(&E),结果见表2。【22】

从表2的&E数值可知,对于同一试样,随剪切速率提高,&E减小。这是由于剪切速率越高,破坏熔体的物理缠结点越多,造成熔体的&E越低。在相同剪切速率下,随着相对分子质量的增加,&E降低,说明其粘度受温度的敏感性随相对分子质量增加而变小。

4 相对分子质量对表观粘度的影响

在恒定剪切速率下,在不同温度下试样相对分子质量(Mw)对其表观粘度的影响,如图8所示【23】

a. 240e;

b. 250e;

c. 260e;

d. 270e。

结论

a.在实验范围内,尼龙6试样的剪切应力随剪切速率增加而增大,随温度升高而减小,表现出切力变稀现象。

b.在同一温度下,随相对分子质量的增加,尼龙6熔体K增大,n减小。所有试样熔体为假塑性流体。而对同一试样,n随温度的升高而增大,K随温度升高而降低。

c.对同一试样,随剪切速率的提高,&E减小。在相同剪切速率下,随相对分子质量增加,&E降低。

总结

由于尼龙6/纳米复合材料优良的耐热性能、阻隔性能、阻燃性能、耐老化性能、催化剂及光电声磁性能、透明性能,以及比常规粒子填充复合物轻、成本较低等优点,其应用研究也成为热点。在日本,丰

田公司已用尼龙6/蒙脱土纳米复合材料制造汽车配件、制备薄膜包装材料或用于纺丝等。由于其具有较好的卫生性能,在薄膜食品包装等方面的应用已越来越广泛。其潜在的应用范围还包括飞机零配

件、油箱、电池、车刷、轮胎或其它结构材料。其市场应用前景广阔。目前虽然有了一定的应用,但市场尚需大力开发。首先要进行深入的基础研究,并进行细致的新的制备技术研究,制得性能稳定和优良的尼龙6/纳米复合材料产品。我国塑料工业的发展和科学技术的进步,对工程塑料尼龙6的性能和功能要求越来越高,更应当深入研究，获得更好的产品。

参考文献

【1】朱军,李毕忠.聚合物/无机纳米复合材料研究进展[J].化工新型材料,2000,28:3~8

【2】U suki A, Kawasumi M,Kojima Y,et al.Synthesis of nylon6- clay hybrid[J]. J Mater Res,1993, 8:1179-1184.

【3】曾汉民(ZENG Han-min),孔柏岭(KONG Bai-ling).高分子学报

(Acta Polymerica Sinica), 1989, (2): 75.

【4】黄丽丹等华侨大学材料科学与工程学院,泉州

【5】乔放,等.高分子通报, 1997 (3): 135

【6】余鼎声,等.高分子材料科学与工程, 1998, 14 (3): 26

【7】O u Yuchun, eta.l J Polym Sc,i PartB: Polym Phys, 1998, 36 【8】刘立敏,等.高分子学报, 1998 (3): 304

【9】V arlotK, eta.l J Polym Sc,i PartB: Polym Phys, 2001, 39: 1360

【10】T.D. Fornes, P.J. Yoon, H. Keskkula, D.R. Paul 【11】朱诚身等郑州大学材料工程系郑州450052

【12】巴陵石油化工有限责任公司,湖南岳阳

【13】赵竹第, 李强, 欧玉春, 等. 尼龙 6/ 蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与力学性能的研究[J]. 高分子学报, 1997, 41(5) : 519- 523.

【14】Liu L, Qi Z, Zhu X. J Appl Polym Sci 1999;71:1133-8. 【15】何伟,蹇锡高,廖功雄等. PEEK/PPS共混物流变性能的研究[J].工程塑料应用,2002,30(8):16~19

【16】狄英伟,李滨耀,陈天禄.分子量对酞侧基聚芳醚酮熔体流变行为的影响[J].高分子学报,1994,(4):398~404

【17】中国科学技术大学高分子物理教研室.高聚物的结构与性能[M].北京:科学出版社,1983.286

【18】莫志深(MO Zhi-shen),张宏放(ZHANG Hong-fang),孟庆波

(MENG Qing-bo),等.高分子学报(Acta PolymericaSinica), 1990, (6): 655.

【19】Dietz W. Coll. Polym. Sci., 1981, 259: 413.

【20】不同分子量尼龙1010的恒温结晶动力学王国明,颜德岳(上海交通大学应用化学系,上海200240)

【21】湖南大学化学化工学院,湖南长沙 410082

【22】1北京化工大学材料科学与工程学院北京100029;2中石化北京化工研究院,北京100013)

【23】王建华,唐燕,陈晓敏等.PA6/粘土纳米复合材料的流变性能[J〕.合成纤维工业,2(X)2,25(6):25一28

改性增强尼龙6主要技术指标

改性增强尼龙6主要技术指标 弯曲强度（MPa）≥100 缺口冲击强度（kJ/m2）≥6.0 拉伸强度（MPa）≥70 压缩强度（MPa）≥78 相对密度≤1.22 熔融值的测定方法 一、目的： 区别热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性。 二、定义： 熔体流动速率测定仪亦称熔融指数仪;是测定热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每10分钟通过标准口模毛细管的质量或熔融体积。 三、操作环境、要求： 温度：10～30℃湿度：≤80%RH 四、仪器规格、测试范围： 1、温度控制范围：100-400℃ 2、波动：±0.1℃ 3、测定范围：0.031-1500g/10min 4、口模内径：Ф2.095±0.005mm、Ф1.180±0.010mm 5、料筒内径：Ф9.550±0.020mm 6、电源：AC220V 50Hz 5A

五、仪器介绍： 六、操作方法： 1、将口模与料杆装入料筒： 2、开启左侧电源开关，上显示器显示当前料筒实际温度，下显示器显示（上次）设置温度，并根据所设置的温度开始升温、控温，行程指示灯（25.4）亮（如图2）；按行程键选择行程，仪器按上次设置的参数运行，参数设置方法如下： 按一下设置键，上显示器显示T，下显示器显示当前己设置温度值;如需修改按键，下显示器第一位灯闪，按▼键或▲键修改当前数值，使该位数值“+1”或“-1”，再按下显示器第二位灯闪，仍按▼键或▲键修改数值，直至修改完成依次按一下设置键与返回键，既可保存修改，并回到工作状态;依次按设置键可修改温度、日期、批号、负荷、密度、温度修正值（参数修改方法同上）； 3、行程设置：在自动工作状态下的初始杠杆上翘时，自动行程自动设置在25.4，相应指示灯亮，按行程键，转换至6.35（相应灯亮），再按行程键，转至25.4。6.35或25.4（“1/4”或“1”）的选择依据参见表一。 MFR(g/min) 料杆移动距离（mm） 0.031～10 6.35( 1/4″) 10～1500 25.4( 1″) （表一）

尼龙特性

尼龙材料特性2010-07-03 14:37 统称为尼龙 pa6 和 pa66 为主要的其他比较少 具体 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℃。合适壁厚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，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。 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。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。 3.软化点高，耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上)。 4.表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长. 5.耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油，耐芳烃类化合物和一般溶剂，对芳香族化合物呈惰性，但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱碱等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。 6.有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。

尼龙6MWNT 纳米纤维的形态学和力学性能

尼龙6/MWNT 纳米纤维的形貌与力学性能Moncy V. Jose a, Brian W. Steinert b,c,1, Vinoy Thomas a,2, Derrick R. Dean a,*, Mohamed A. Abdalla a, Gary Price d, Gregg M. Janowski a a Department of Materials Science and Engineering, University of Alabama at Birmingham (UAB), 1530 3rd Avenue, South, Birmingham, A L 35294-4461, USA b Department of Physics, Rhodes C ollege, Memphis, TN 38112, USA c Department of Biology, R hodes College, Memphis, TN 38112, USA d University of Dayton Research Institu te, Dayton, OH 45469, USA Received 19 June 2006; received in revised form 8 December 2006; accepted 11 December 2006 Available online 20 December 2006 Abstract 摘要 尼龙6和表面改性后的多壁碳纳米管通过静电纺丝（使用一根旋转的轴柄）处理，成功制备了分散均匀的尼龙6/碳纳米管复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热（DSC）、X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和动态力学分析（DMA）等仪器对纳米复合材料的形貌和性能进行了表征。DSC 和XRD表明了复合材料中碳管的存在，且尼龙6从γ晶型转变为α和γ的复合晶型。TEM和WAXD分别用来表征碳纳米管和分子取向。在碳纳米管的添加量较低时(0.1和1.0 wt %)，尼龙6复合材料的储存模量显著的增加，尽管碳纤维管的浓度的相对较低。因此，经表面处理后，碳纳米管/尼龙6复合材料较尼龙6在结构和性能上均有所增强。 关键词：静电纺丝；尼龙6；改性碳纳米管 1.导论 在过去的五年期间，碳纳米管（CNTs）改性的复合材料受到了极大地关注。CNTs的直径只有几个纳米，而它的长度可达到几百个纳米；也就是说CNTs具有很高的长径比。另外，CNTs还具有高的弹性模量（约1TPa），与钻石的弹性模量(1.2 TPa)相近。小含量下，CNTs的强度是最强钢铁的10~100倍[1-4]。CNTs同时也具有很好的导电性，按照它们的结构不同，可分别呈现为金属和半导体[5]。聚合物/CNTs复合材料的潜在应用包括：航空航天以及汽车材料(高温、光、重量)、光开关、EMI屏蔽、光伏设备,包装(电影、容器)、胶粘剂和涂料。然而，

聚酰胺特性

1.聚酰胺特性 聚酰胺(PA)具有品种多、产量大、应用广泛的特点，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品种繁多，在应用领域方面有些产品具有相似性，有些又有相当大的 差别，需要仔细区分。 聚酰胺(Polyamide)俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团-[-NHCO-]-的热塑 性树脂总称。 尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品种有尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等；改性品种包括：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、尼龙与其他聚合物共混物和合金等。 1.1.性能指标 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15000-30000。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，具有自润滑性、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，耐候性好等。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好，因而容易 增强。但是尼龙染色性差，不易着色。尼龙的吸水性大，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。其中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。尼龙的燃烧性为UL94V2级，氧指数为24-28。尼龙的分解温度﹥299℃，在449℃-499℃会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。

1.2.性能特点与用途 1.2.1.PA6 物性：乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物；可自由着色，韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温，耐细菌、能慢燃，离火慢熄，有滴落、起泡现象。最高使用温度可达180℃，加抗冲改性剂后会降至160℃；用15%-50%玻纤增强，可提高至199℃，无机填充PA能提高其热变形温度。 加工：成型加工性极好，可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊 接、粘接。 PA6是吸水率最高的PA，尺寸稳定性差，并影响电性能(击穿电压)。 应用：轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、 储油容器等。 1.2.2.PA66 物性：半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光，机械强度较高，耐应力开裂性好，是耐磨性最好的PA，自润滑性优良，仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐热性也较好，属自熄性材料，化学稳定性好，尤其耐油性极佳，但易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而 尺寸稳定性差。 加工：成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、 焊接、粘接。 应用：与尼龙6基本相同，还可作把手、壳体、支撑架等。

常用材料力学性能.

常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800

7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢

高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT

MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃

尼龙参数

主要尼龙品种的性能 尼龙增强与未增强品种性能比较强

几种尼龙在大气中的平衡吸水率 说明： 聚酰胺（尼龙）的结构特点使它具有良好的机械性能、耐油和耐溶剂性能。 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、透明或半透明的固体。它们的密度均稍大于1，使用温度可－40～105℃之间。 尼龙具有优良的机械性能，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。在耐磨性、自润滑性以及冲击韧性方面，尼龙的性能也很好。 在化学性能上，尼龙能耐大多数盐类、耐油、耐芳烃类化合物方面也较好，但不耐强酸和氧化剂。 尼龙的缺点，如热变形温度低，连续使用温度在80～120℃（视不同品种而变化），吸水性较大等。由于吸水性的影响，尼龙材料的机械（强度、蠕变）及电性能皆会变劣，尼龙制品的尺寸会发生变化。从“几种尼龙在大气中的平衡吸水率”中的数据说明，随着酰胺基的密度降低，即比值次甲基数/酰胺基数升高，吸水率变小，尺寸的稳定性也相应地提高。因此在制作精密度要求高，尺寸稳定性好的零件，宜选用尼龙-610、尼龙-1010、尼龙-11等材料。 单体浇铸尼龙（ＭＣ尼龙） 单体浇铸尼龙（ＭＣ尼龙），又称ＭＣ尼龙，是单体已内酰胺在浇模内直接聚合成型所获得的尼龙-6工程塑料。 ＭＣ尼龙的特点如下： 1．所得尼龙-6分子量可高达3.5～7万，而一般聚合的尼龙-6仅为2～3万，故ＭＣ尼龙的物理、机械性能较为优良。 2．工艺、设备和模具都比较简单，易于掌握，可浇铸各种型材，省去单体先聚合，再成型加工等复杂的生产过程。 3．只要模具比较简单，可铸造重量达上百斤的大型机械部件，如大型齿轮、蜗轮和导轨等。 4．吸水率为一般尼龙的一半，长期使用温度为100℃。 摘自《高聚物合成工艺学》 华东理工大学赵德仁张慰盛主编

尼龙6性能表

尼龙6性能表 打印该页返回前页 品种尼龙6 尼龙66 项目 相对密度 1.12-1.14 1.14-1.15 吸水率20°，相对湿度65%，（%） 1.3-0.9 3.8 抗张强度70-84 77-84 伸长率（%）200-300 60-300 抗张弹性模数（MPa）10545-2530 1234-2921 压缩强度（MPa）84-90 100-110 弯曲强度（MPa）120-125 56-97 弯曲弹性模数（MPa）1870-2400 冲击强度（缺口），（KJ/㎡）2014-6.43 2.14-5.36 洛氏硬度R 119 120 熔点（℃）252 热变形温度1.85MPa 68 104 （℃）0.46MPa 185 244 介电常数（106Hz23°，相对湿度50%） 3.4 3.6 击穿电压（kv/mm）15.75 15.75 电阻率（Ω·cm）10 1210 14 表面电阻（Ω）自熄 聚酰胺通称尼龙。 尼龙6 特性：本产品具有高强度、耐油、抗震、灭音等特点。 用途：广泛应用于机床、汽车、机械、化工、纺织、交通运输等工业部门。适合制作各种类型的零部件，如轴套、齿轮、泵叶轮、叶片、密封圈。 尼龙除水母料 2008-7-11 来源：网络文摘 【全球塑胶网2008年7月11日网讯】 产品概述 一部分塑料原料或再生塑料常常会含有微量水分，如不消除，会在所加工的制品表面形成气泡或水纹，对制品的性能和外观造成影响。而利用电热干燥机械消除水分的传统工艺，需要提前干燥原料造成生产不便，存在着延长制品加工时间而导致生产效率低下，电量消耗、加工环境恶化、生产成本增加等不足之处。 尼龙NY316塑料除水母料是专为解决以PA为原材料的塑料制品在加工过程中的水泡问题而开发的一种新

尼龙特性

尼龙材料特性 2010-07-03 14:37 统称为尼龙pa6和pa66为主要的其他比较少 具体 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℃。 合适壁厚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，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。 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

尼龙6聚合工艺

尼龙6聚合工艺

PA6聚合生产技术 本文叙述了国外PA6聚合生产工艺与设备，介绍了几种常用的聚合方法及特点，并进行了对比。德国Zimmer公司，Kart Fischer公司，瑞士 Inventa 公司，意大利Noy公司，德国Aqufil公司等的工艺技术设计合理，所生产的产品质量较好，分子量分布均匀。其设备特点是在聚合管内广泛采用静态混合器或整流器。萃取塔采用狭缝式结构，干燥塔采用热氮气干燥，聚合过程采用DCS集散系统控制，生产过程全部连续化。 关健词：PA6聚合先进工艺比较 1938年，德国的P Schlack发明了已内酰胺聚合制取聚已内酰胺（PA6）和生产纤维的技术，并于1941年投入工业化生产。迄今，已内酰胺聚合工艺在长达半个多世纪的生产过程中，经历了从小容量到大容量，从间歇聚合到连续聚合，设备结构不断改进、完善，工艺技术日趋合理、成熟。本文就国外几个有代表性的公司所设计的PA6聚合工艺及设备的特点作一综合性的介绍。

1、PA6聚合方法 随着新技术的发展，PA6生产装置（包括切片萃取、干燥和废料回收）已进入大型化、连续化，自动化的高科技之列。PA6聚合技术有代表性的公司有德国Zimmer公司，Kart Fischer公司，Didier公司，Aqufil公司，瑞士 Inventa公司，意大利Noy公司，以及日本东丽、龙尼吉卡公司等。其聚合工艺根据产品用途不同而有几种不同的方法，表1列出了德国吉玛公司有关VK管能力、单耗、质量指标及切片用途等参数。 表1Zimmer公司PA6聚合工艺参数

＊不包括回收的已内酰胺 -

1.1常压连续聚合法 该方法用于生产PA6民用丝。NOY公司特点：采用大型VK管（○1440mm×1690mm）连续聚合，聚合温度260℃，时间20h。热水逆流萃取切片中残余单体及低聚物、氮气气流干燥、DCS集散系统控制，单体回收采用萃取水连续三效蒸发浓缩，间断蒸馏浓缩液工艺。具有生产连续化、产量高、质量好、占地面积少的特点。是当前世界普遍采用的生产民用丝PA6切片的典型工艺。 1.2二段聚合法 该法由前聚合与后聚合二个聚合管组成，主要用于生产高粘度的工业帘子布用丝。二段聚合法又分为前聚合高压、后聚合常压；前聚合加压、后聚合减压；前、后聚合均为常压三种方法。在三种方法中从聚合时间及产物中含单体和低聚体量等比较则以加压、减压聚合法最好（但设备投资大，操作费用最高），高压、常压次之，前、后聚合均为常压最差（但设备投资最省，操作费用最低）、巴陵石化

尼龙66的基本性质

聚合过程与工艺 己二酸和己二胺发生缩聚反应即可得到尼龙-66。工业上为了己二酸和己二胺以等摩尔比进行反应，一般 先制成尼龙-66盐后再进行缩聚反应，反应式如下： 在水的脱出的同时伴随着酰胺键的生成，形成线型高分子。所以体系内水的扩散速度决定了反应速度， 因此在短时间内高效率地将水排出反应体系是尼龙-66制备工艺的关键所在。上述缩聚过程既可以连续进 行也可以间歇进行。 在缩聚过程中，同时存在着大分子水解、胺解（胺过量时）、酸解（酸过量时）和高温裂解等使尼龙66 的分子量降低的副反应。 尼龙-66盐的制备 尼龙-66盐是己二酰己二胺盐的俗称，分子式：C12H26O4N2，分子量262.35, 结构式：[+H3N(CH2)6NH3+ -OOC(CH2)4COO-]。 尼龙-66盐是无臭、无腐蚀、略带氨味的白色或微黄色宝石状单斜晶系结晶。室温下，干燥或溶液中的尼 龙-66盐比较稳定，但温度高于200℃时，会发生聚合反应。其主要物理性质列于表01-63中。 表01-63 尼龙-66盐的主要物理性质 （1）水溶液法 以水为溶剂，以等当量的己二胺和己二酸在水溶液中进行中和反应，得到50%的尼龙-66盐溶液。其工艺流程图如图01-40所示。 图01-40 水溶液法生产尼龙-66盐工艺流程 1—己二酸配制槽 2—己二胺配制槽 3—中和反应器 4—脱色罐 5—过滤器 6、9、11、12—贮槽 7—泵 8—成品反应器 10—鼓风机 13—蒸发反应器 将纯己二胺用软水配成约30%的水溶液，加入反应釜中，在40～50℃、常压和搅拌下慢慢加入等当量的纯己二酸，控制pH值在7.7～7.9。在反应结束后，用0.5%～1%的活性炭净化、过滤，即可得到50%的尼龙-66盐水溶液。成盐反应为放热反应，为此必须将反应热以外循环水冷却除去，同时为防止尼龙-66盐与空气接触而被氧化，在生产系统中充以氮气保护。在真空状态下，将50%的尼龙-66盐水溶液经蒸发、脱水、浓缩、结晶、干燥，即可得到固体尼龙-66盐。一般每吨尼龙-66盐（100%）消耗己二胺（99.8%）522.64 kg，己二酸（99.7%）561.9kg。 本法的特点是不采用甲醇或乙醇等溶剂，方便易行，安全可靠，工艺流程短，成本低。但对原料中间体质量要求高，远途运输费用也较高。美国孟山都公司、杜邦公司和法国罗纳-普朗克公司采用本法生产。（2）溶剂结晶法 以甲醇或乙醇为溶剂，经中和、结晶、离心分离、洗涤，制得固体尼龙-66盐。氨基和羧基经中和后形成

尼龙66的主要牌号与性能

尼龙66的主要牌号与性能 01.3.6.1国产尼龙66的主要性能指标 国内生产尼龙66的厂家有：黑龙江省尼龙厂、上海塑料制品十八厂、辽阳化纤工业总公司、太原合成纤维厂、神马集团、浙江衢州化工厂、宜兴太湖尼龙厂、江苏海安化工厂。其产品主要用制造各种机械、汽车、化工、电子电气装置的零部件，特别适合用于高强度或耐磨部件，如各种齿轮、滑轮、辊轴、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、衬套、各种壳体、工具手柄、支撑架、电缆包层、汽车灯罩等。在电子仪器设备、继电器等电气设备中制造零件、电梯导轨、建筑装饰扶手等。在医疗器械、体育用品和日用品上也有广泛应用，如棒球棒、滑雪板等。也可制成薄膜后与铝箔等形成复合膜用于食品包装，如软包装饮料、罐头等。表01-73列出了几家企业的尼龙66产品指标。 表01-73 国产尼龙66的性能指标 01.3.6.2阻燃增强尼龙66的主要性能指标

目前，国内尚有许多厂家从事改性尼龙66树脂的生产。生产阻燃尼龙66和阻燃增强尼龙66的主要厂家有：黑龙江省尼龙厂、黑龙江省化工研究所、上海赛璐珞厂、广州莲花山工程塑料厂、江阴市永建化工有限公司等。阻燃尼龙66主要用于低压电器、机床电器、广播电视工业中，制造各种阻燃零件如调压器开关、仪器仪表外壳和电子电气连接器等；生产玻纤增强尼龙66的主要厂家有：黑龙江省尼龙厂、上海德胜塑料厂、广州莲花山工程塑料厂、苏州塑料一厂等。产品主要应用于低压电器工业，如交流接触器底座、线圈骨架、行程开关等各种要求耐火性能的介电零件中。黑龙江省化学研究所还生产防老化尼龙。其主要指标列于表01-74中。 表01-74 国产改性尼龙66树脂的主要性能指标 01.3.6.3杜邦公司系列尼龙66产品的基本性能指标 杜邦公司是主要的尼龙66生产厂家之一，其产品型号齐全，覆盖面广，满足各行各业对尼龙66树脂的不同性能要求，见表01-75。 表01-75 杜邦公司Zytel? 尼龙66树脂型号与用途

湿度对尼龙机械性能的影响

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.wendangku.net/doc/b615531676.html,） 湿度对尼龙机械性能的影响 近年湿度对高分子材料的影响来受到特别的关注，其背景之一是在微电子和微机电领域中湿度因素对器件的可靠性的影响，如引起材料膨胀变形、引起开黏开裂、引起应力集中等；背景之二是高分子材料在工程应用中的老化问题，老化会降低高分子材料的性能。 1、湿度对塑料的影响 从湿度因素考虑，在相对湿度大于80%条件下，空气中的水分渗透到材料内部或在塑 料表面形成水膜，因而会使塑料的使用性能降低；当空气中相对湿度小于50%时，塑料中 所含的水分会蒸发到空气中，同样会改变塑料的性能，使有的塑料变脆，产生裂纹。 湿度对塑料性能的作用主要是渗透到吸收的过程。目前，关于湿度对塑料结构、力学性能影响的研究主要有两方面，一方面研究湿度引起的膨胀导致的材料变形及残余应力，包括用本构或数值模拟的方法研究湿度的渗透、扩散和水分含量不均匀所导致的结构应力和界面应力；另一方面研究湿度与温度对塑料物理特性的影响，如对强度、密度、模量、寿命等物理性能的影响。 环境湿度对塑料机械性能的影响是显著的。通常可以吸收水分的塑料为极性材料，这些材料通常能够形成一些种类的键，这种键极有可能是氢键，尼龙等材料就是这种材料。从另一个方面来说，水分对聚乙烯或聚四氟乙烯不起任何作用，这些塑料的性能对于环境湿度的改变几乎是惰性的。

2、湿度对尼龙机械性能的影响 尼龙材料是一种具有较好物理性能与机械性能的有高的半晶状的热塑性塑料，并应用于很多工业中。同时，所有的尼龙都具有吸湿性（湿度敏感），这个因素在材料的选择、塑料件的设计、机械性能的预测和优化等环节时需要重视。 有专家对尼龙66吸湿性能进行了广泛研究，发现尼龙66的硬度与吸收水分量成简单的线性关系，并以此确定水分对尼龙的润滑作用主要取决于尼龙薄表层的塑化。 专家提出聚合物的塑化发生于两个极端的条件：剪切强度的减少和高分子材料接触其他表面时接触面积的增加。建议该区域面积的增加对润滑作用减弱起到巨大作用。 湿度与温度的实验表明，吸收水分可增加纯树脂与玻璃纤维增强尼龙6/12的冲击强度。对于经过湿热循环且每次循环后都烘干的玻璃纤维增强尼龙样品，其冲击强度没有明显变化。

尼龙特性

锦纶（俗称尼龙）面料的主要品种有哪些？有什么特点？ （一）锦纶纯纺面料 以锦纶丝为原料织成的各种面料，如锦纶塔夫绸、锦纶绉等。因用锦纶长丝织成，故有手感滑爽，坚牢耐用，价格适中的特点，也存在面料易皱、不易回复的缺点。 1、塔丝隆塔丝隆是锦纶面料的一种，包括提花塔丝隆、蜂巢塔丝隆、全消光塔丝隆等。 （1）提花塔丝隆：经纱采用76dtex锦纶长丝，纬纱采用167dtex锦纶空气变形丝；面料组织采用二重平提花结构在喷水织机上交织。面料坯布幅宽为 165cm，每平方米重为158g，有紫红、草绿、浅绿等不同深浅颜色的品种。面料具有不易褪色起皱，色牢度强等优点。 （2）蜂巢塔丝隆：面料经纱采用76dtex锦纶全拉伸丝（FDY），纬纱采用167dtex锦纶空气变形丝，经纬密度为430根/10cm×200根/10cm，在带龙头的喷水织机上交织而成，基本选用双层平纹组织，布面形成一种蜂巢格状，坯布先经松弛精练、碱减量、染色、后经柔软、定形处理。面料具有透气性好，手感干爽，轻柔飘逸，穿着舒适等特点。 （3）全消光塔丝隆：面料经纱采用76dtex全消光锦纶6FDY，纬纱采用167dtex 全消光锦纶空气变形丝。最突出的优点是穿着比较舒服，保暖性、透气性好。 2、尼丝纺（绸）尼丝纺又称尼龙纺，为锦纶长丝织制的纺类丝面料。经漂白、染色、印花、轧光、轧纹处理的尼龙纺，面料平整细密，绸面光滑，手感柔软，轻薄而坚牢耐磨，色泽鲜艳，易洗快干。 3、斜纹布采用斜纹组织织成的布面具有清晰斜向纹路的面料，包括锦/棉卡其、华达呢、克罗丁等。其中，锦/棉卡其具有布身厚实紧密，坚韧挺括，纹路清晰，耐磨等特点。 4、锦纹绉采用纯锦纶长丝织造。呢身薄，呢面滑爽，配色柔和，花型美观。 5、锦纶牛津布经、纬纱均采用粗旦（167-1100dtex）锦纶长丝织造，平纹组织结构，产品经喷水织机织造而成。坯布经过染整、涂层工艺处理后，具有手感柔软，悬垂性强，风格新颖，防水等优点，布面具锦纶丝光泽效应。 （二）锦纶混纺及交织面料 采用锦纶长丝或短纤维与其他纤维进行混纺或交织而获得的面料，兼具各种纤维的特点。 1、黏/锦华达呢黏/锦华达呢是人们较喜爱的品种之一，黏/锦华达呢有两种混纺比，一种是15%锦纶、85%黏胶纤维；另一种是25%锦纶、75%黏胶纤维。经纬纱均采用混纺纱，属2/2斜纹组织面料。这种面料经密大于纬密近一倍，故呢身质地厚实紧密，坚韧耐穿。呢面平整光滑，富有光泽。缺点是弹性差，易折皱，湿强小，缩水率较大，洗时呢身变硬，穿时易下垂。 2、黏/锦凡立丁黏/锦凡立丁又叫尼龙平纹呢，有15%锦纶、85%黏胶纤维与25%锦纶、75%黏胶纤维的两种配比，混纺成双股线织成的面料。采用平纹组织，正反面外观相同，手感挺爽，但不够柔软，光泽仅次于华达呢。 3、黏/锦哔叽黏/锦哔叽，也称尼龙哔叽，属于2/2斜纹组织，它的外观与华达呢相似，经密比华达呢小40%，纬密接近。由于哔叽表面比华达呢平坦，纹路也宽，交织点清晰可见，但手感不如华达呢，强力和光泽都较差。

最新尼龙6MWNT纳米纤维的形态学和力学性能

尼龙6M W N T纳米纤维的形态学和力学性能

尼龙6/MWNT 纳米纤维的形貌与力学性能 Moncy V. Jose a, Brian W. Steinert b,c,1, Vinoy Thomas a,2, Derrick R. Dean a,*, Mohamed A. Abdalla a, Gary Price d, Gregg M. Janowski a a Department of Materials Science and Engineering, University of Alabama at Birmingham (UAB), 1530 3rd Avenue, South, Birmingham, AL 35294-4461, USA b Department of Physics, Rhodes College, Memphis, TN 38112, USA c Department of Biology, Rhodes College, Memphis, TN 38112, USA d University of Dayton Research Institute, Dayton, OH 45469, USA Received 19 June 2006; received in revised form 8 December 2006; accepted 11 December 2006 Available online 20 December 2006 Abstract 摘要 尼龙6和表面改性后的多壁碳纳米管通过静电纺丝（使用一根旋转的轴柄）处理，成功制备了分散均匀的尼龙6/碳纳米管复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热（DSC）、X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和动态力学分析（DMA）等仪器对纳米复合材料的形貌和性能进行了表征。DSC和XRD表明了复合材料中碳管的存在，且尼龙6从γ晶型转变为α和γ的复合晶型。TEM和WAXD分别用来表征碳纳米管和分子取向。在碳纳米管的添加量较低时(0.1和1.0 wt %)，尼龙6复合材料的储存模量显著的增加，尽管碳纤维管的浓度的相对较低。因此，经表面处理后，碳纳米管/尼龙6复合材料较尼龙6在结构和性能上均有所增强。 关键词：静电纺丝；尼龙6；改性碳纳米管 1.导论 在过去的五年期间，碳纳米管（CNTs）改性的复合材料受到了极大地关注。CNTs的直径只有几个纳米，而它的长度可达到几百个纳米；也就是说CNTs 具有很高的长径比。另外，CNTs还具有高的弹性模量（约1TPa），与钻石的弹性模量(1.2 TPa)相近。小含量下，CNTs的强度是最强钢铁的10~100倍[1-4]。CNTs同时也具有很好的导电性，按照它们的结构不同，可分别呈现为金属和半导体[5]。聚合物/CNTs复合材料的潜在应用包括：航空航天以及汽车材料(高温、光、重量)、光开关、EMI屏蔽、光伏设备,包装(电影、容器)、胶粘剂和

尼龙6改性研究进展

聚己内酰胺又称尼龙6（Nylon6），1938年由德国I.G.Farbon公司的P.Schlach发明，并于1943年由该公司首先实现工业化。普通尼龙6且有良好的物理、机械性能，例如拉伸强度高，耐磨性优异，抗冲击韧性好，耐化学药品和耐油性突出，是五大工程塑料中应用最广的品种。但由于其在低温和干燥状况下易脆化、抗冲击性能差，且吸水性差、尺寸稳定性差，限制了其更加广泛的应用。为此，国内外的研究者对尼龙6进行了大量的改性研究和开发，研制出许多综合性能优越、可满足特殊要求的改性尼龙材料，使普通工程塑料向高性能的工程塑料和功能塑料发展。 尼龙是重要的工程塑料，对其进行改性可以得到性能多样的产品，拓宽其应用领域。尼龙6的改性研究内容丰富，方法多样，增强改性是其中的重要内容。由于尼龙本身的优点以及生产厂商不断开发新品种及新的加工方法以适应新的用途，通过共混、共聚、嵌段、接枝、互穿网络、填充、增强、复合，包括目前日益成为热点的纳米级复合材料技术，赋予了尼龙工程塑料的高性能，从而使尼龙工程塑料在当今激烈的市场竞争中仍能占据五大工程塑料之首。尼龙6的增强改性主要是添加纤维状、片状或其它形状的填料，在保证其原有的耐化学性和良好的加工性的基础上，使其强度大幅度提高，尺寸稳定性和耐热性也得到明显改善。改性后的尼龙6作为一种性能优良的工程塑料广泛应用于机械、电子、交通、建筑和包装等领域。 纤维增强 典型的纤维增强有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维。 用高强度纤维与树脂配合后能提高机体的物理力学性能，其增强效果主要依赖于纤维材料与机体的牢固粘结使塑料所受负荷能转移到高强度纤维上，并将负荷由局部传递到较大范围甚至于整个物体。 玻璃纤维增强尼龙材料是较为常用的纤维增强改性方法。表1列出了玻纤增强尼龙6复合材料和纯尼龙6材料的性能对比。 玻纤与基体之间的结合力起着控制聚合物复合材料力学性能的重要作用，并主要受玻纤表面处理的影响。偶联剂是某些具有特定基团的化合物，它能通过化学或物理作用将两种性质相差很大的材料结合起来。硅烷偶联剂在玻纤表面的应用能起到改善结合力的作用。崔周平等人系统考察了玻纤增强尼龙6复合材料力学性能的影响因素，并通过对比实验表明，用A1100偶联剂处理的玻纤较用A187及其它偶联剂处理的玻纤增强效果好。且玻纤的加入量以30%-40%为宜。 玻纤长度是决定纤维增强复合材料的又一主要因素。短玻纤增强尼龙中，玻纤在混合中逐步被剪碎，最终制品中的玻纤长度一般在0.2-0.4mm范围内。长玻纤比短玻纤具有更加的增强效果，拓宽了尼龙6在汽车、机械、电器和军工领域的应用。高志秋等人采用容体浸滞工艺制备了长玻纤增强尼龙6的预浸料，由表2可以看出，长玻纤增强尼龙复合材料的力学性能明显优于短玻纤尼龙复合材料。这一方面是由于长玻纤在复合材料中是相互交织在一起的无序排列，而不同于短玻纤在复合材料中的流动方向排列；另一方面是因为玻纤长度的增加，使玻纤与尼龙的界面面积增大，玻纤从基体中抽出的阻力增大，从而提高了承受拉伸载荷的能力。 GMT是以热塑性树脂为基体，以玻璃纤维毡为增强骨架的轻质板片状结构材料，因其密度小、强度高、废料可生产利用和可无限起存放的优点而被广泛应用。吴妙生等人通过优化优选研制出玻纤毡增强尼龙6复合片材，该材料是一种轻量化和节能的新型结构材料，可用于汽车发动机油底壳、转矩链条罩和负载地板等。

常用尼龙性能及应用

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。 除透明尼龙外，其它尼龙都属于结晶性塑料，有较高的熔点，熔融温度范围较窄，热稳定性不好。PA较易吸湿，潮湿的尼龙在成型过程中，表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝，所得制品机械强度下降，所以加工前材料必需干燥处理，可在80-110℃干燥6小时，成型时允许含水量尼龙6和尼龙66为0.1%，尼龙11为0.15%，尼龙610为0.1-0.15%，最高不得超过0.2%。注意，PA类塑料在90℃以上干燥易引起变色。 PA流动性好，易溢料，宜用自锁时喷嘴，并应加热。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03，而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感，但对温度更加敏感，降低熔体粘度先从料筒温度入手。成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，变形等。 PA再生料的使用最好不超过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。 开机时应首先开启喷嘴温度，然后再给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放，发生危险。在停机时要清空螺杆，防止下次生产时，扭断螺杆。 使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免造成制品表面缺陷。 尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。 a).热处理常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热处理温度应高于使用温度10-20℃，处理时间视制品壁厚而异，厚度在3mm以下为10-15分钟，厚度为3-6mm时间为15-30分钟，经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。 b).调湿处理调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25:1,沸点121℃）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为80-100℃醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm 为8小时,6mm为16-18小时. 常用尼龙介绍 1、尼龙6 学名：聚已内酰胺{[NH(CN2)5CO]n}，英文名polycaprolactam,简称PA6。化学和物理特性 PA6是半透明或不远明乳白色结晶形聚合物。燃烧成蓝底黄火焰，烧植物味。熔融温度较PA66低，加工性能比其他PA好。制件有较高冲击强率，载荷分散性、柔软性好，热塑性、轻质、韧性好、耐耐环己酮和芳香溶剂和耐久性好工作温度

尼龙材料的性能及PA6, PA66等的区别

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，温度一旦达到就出现流动。 一、 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。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。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。 3. 表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。 4. 耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油等溶剂，对芳香族化合物呈惰性，可作润滑油、燃料等的包装材料。 5. 对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 6. 耐热，使用温度范围宽，可在-450C至+1000C下长期使用，短时耐受温度达120-1500C。 7. 有优良的电气性能。在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。 8. 制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。 二、 PA性能的主要缺点； 1. 易吸水。吸水会在一定程度上影响制件尺寸和精度,特别是薄壁件增厚影响较大；吸水亦会大大降低塑料的机械强度。在选材时，应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。 2. 耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐，继面破碎开裂。 3. 注塑技术要求较严：微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制；制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度；壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形；制件后加工时设备精度要求高。 4. 会吸收水、醇而溶胀，不耐强酸及氧化剂，不能作耐酸材料使用。 PA的品种很多，如今已有几十种，以PA6、PA66、PA610最为常用。

涤纶锦纶尼龙的区别

涤纶、锦纶、尼龙的区别 很多朋友们问价的时候，都会提到尼龙与涤纶的区别，以下是综合各位网友们提供的资料： 1.?涤纶?---?聚脂纤维? 又称POLYESTER，特性是良好的透气性和排湿性。还有较强的抗酸碱性，抗紫外线的能力。??一般75D的倍数的布料为涤沦，如75D，150D，300D，600D，1200D，1800D均为涤沦，布料外表比尼龙暗，较粗糙。 2.?锦纶?---?尼龙? 又称Nylon，聚酰胺纤维。优点是高强度、高耐磨性、高抗化学性及良好的抗变形性，抗老化性。缺点是手感较硬。比较有名的有PERTEX，CORDURA? 。一般70D 的倍数的布料即为尼龙，如70D，210D，420D，840D，1680D均为尼龙材质，布料的光泽度比较亮，手感较滑。 一般来说做箱包的都是尼龙牛津布，尼龙和涤纶的区别最简单就是燃烧法！涤纶的冒很旺的黑烟，尼龙的冒白烟，还有就是看燃烧后的残留物，涤纶的捏会碎，尼龙的成塑！价格来说尼龙的是涤纶的两倍。 尼龙，近火焰即迅速卷缩熔成白色胶状，在火焰中熔燃滴落并起泡，燃烧时没有火焰，离开火焰难继续燃烧，散发出芹菜味，冷却后浅褐色熔融物不易研碎。 涤纶，易点燃，近火焰即熔缩，燃烧时边熔化边冒黑烟，呈黄色火焰，散发芳香气味，烧后灰烬为黑褐色硬块，用手指可捻碎。 另手感也会不同.涤纶手感比较糙,尼龙手感很比较幼滑些.

另外可以用指甲刮，指甲刮后，有明显痕迹的是绦纶，痕迹不明显的是尼龙，但是这种方法不如第一种方法直观易辩。 涤纶:接近火焰--软化，熔融卷缩，在火焰中--熔融，缓慢燃烧，有黄色火焰，焰边程蓝色，焰顶冒黑烟，离开火焰--继续燃烧，有时停止燃烧而自灭。燃烧气味--略带芳香味或甜味。残留物特征--灰烬程硬而黑的圆球状，用手指不易压碎 锦纶—尼龙 :接近火焰--可燃软化收缩。在火焰中--卷缩，熔融，燃烧缓慢，产生小气泡，火焰很小，呈蓝色。离开火焰--停止燃烧而自熄。燃烧气味--氨基味或芹菜味。残留物特征--灰烬程硬而黑的圆球状，用手指不易压碎 ?那么，性能上的差别有哪些呢？简单讲，尼龙的性能优于涤纶，但是成本高于涤纶。尼龙产品的耐磨性，受力，色牢度，光泽度等方面均好于涤纶产品，且不易产生死皱。 在手感上，尼龙软,涤纶硬！ 涤纶做的面料和尼龙做的面料最主要的区别是： 1:尼龙价格比涤纶高1倍左右2:尼龙比涤纶光滑柔软3:耐磨性相差无几4:尼龙有少许弹性.涤纶无弱性5:尼龙染色比涤纶染色难点 1.涤纶 ?（1）机械性质 ??断裂强度较高，伸长率大；初始模量高；弹性回复性好； ??织物挺括，耐磨性较好，尺寸稳定性较好。（2）吸湿染色差 ???? W=%；不能采用常温染色。易起静电，耐污性差（3）热学性质 ?熔点高 255-265°C；耐热性和热稳定性好（4）光学性质，耐光性好，仅次于腈纶（5）耐酸不耐强碱，不霉不蛀（6）密度： g/cm3? ?2.尼龙(锦纶) ??（1）机械性质 ?????断裂强度、屈曲强度较高，伸长大； ?????初始模量较低，断裂功大； ?????弹性好，耐磨性好，织物的保形性和挺 ?? 括性较差。（2）