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尼龍-610的結構、性能和應用大解析!

信息來源:admin | 發布時間:2016-4-17 | 瀏覽次數:1131

PA(尼龍)種類繁多,如上圖所示,尼龍從結構上分類就至少有11類。其中PA6.10由於其吸水率比PA6、 PA66低,耐熱性比PA11、 PA12好;因而受到了汽車、電器等材料工程師的青睞。

PA6.10(尼龍-610),又稱聚酰胺-610,即聚葵二酰己二胺。呈半透明奶白色。其強度介於尼龍-6與尼龍-66之間。比重小,結晶性較低,對水、濕度影響較小,尺寸穩定性好,能自熄。主要應用於精密塑料配件,輸油管、容器、繩索、傳送帶、軸承、襯墊、電氣電子中的絕緣材料和儀表殼。


PA6.10

PA6.10是一種用於高科技產品且對環境影響很小的聚合物。其部分原料來源於植物,相對其他尼龍對環境更加友好;相信隨著化石原料的緊缺,PA6.10將會得到越來越多的應用。

今天,五月天堂主要通過將PA6.10 和PA66、PA12 作比較,來說明PA6.10 存在的優勢和應用方向:

一.PA6.10來自哪裏?


PA6.10的縮聚反應方程式

如上圖反應方程式所示:PA6.10通過己二胺 (來自化石原料) 與癸二酰氯縮聚而成;其中,癸二酰氯由癸二酸得到,己二胺由己二腈得到;己二胺的具體生產流程請查看:

蓖()麻廣泛分布在我國的南方地區


蓖()麻籽

癸二酸是一種生物基原料,它從蓖()麻籽中提取,這種植物主要種植於中國和印度的幹旱地區,因此不會與人類農作物進行競爭。所以說PA6.10是一種部分原料來自生物材料的聚酰胺。回複“PA”查看更多

二.PA6.10 和PA66、PA12 的分子結構比較


PA6.10的分子式


PA66的分子式



PA12的分子式

 

尼龍分子和水分子形成氫鍵的機理

如上圖,分別是PA6.10 和PA66、PA12 的分子式。酰胺基由於具有極性,易於水分子形成氫鍵(水為弱極性物質)故尼龍易吸水;尼龍中酰胺基的數量越多,理論上吸水性越強。故吸水性大小應該是:PA66 >PA6.10 >PA12。回複“PA66”查看更多

 

由於分子間的氫鍵作用,尼龍的耐熱性良好。凡單體中含有偶數個亞甲基單體者,其聚合物分子鏈上酰胺基能夠100%形成氫鍵,其餘最多50%能形成氫鍵;故PA66 、PA6.10的酰胺基能100%形成氫鍵,PA12隻能達到50%。另外,PA66 單位重量的酰胺基數量更多,氫鍵更“密集”;故耐熱性大小應該是:PA66 >PA6.10 >PA12。


二.實際測試中,PA6.10和其他尼龍的比較

1. 原料64%為生物原料

64%原料來源於植物,來源於蘭蒂奇(蘇州)

PA6.10的原料之一為癸二酸,癸二酸來自於生物原料。癸二酸占到PA6.10所有原料的64%(質量分數)。

 

PA6.10和其他聚合物 (數據來自於文獻) GWP比,來源於蘭蒂奇(蘇州)

圖表顯示:相比其他聚合物, PA6.10CO2排放最小;這主要原因歸功於選用了對環境衝擊非常小的生物基原材料。


GWP全稱為Global Warming Potential,表示氣體在不同時間內在大氣中保持綜合影響及其吸收外逸熱紅外輻射的相對作用。簡單的來說,GWP是一種物質產生溫室效應的一個指數。

按照慣例,以二氧化碳的GWP值為一,其餘氣體與二氧化碳的比值作為該氣體GWP值。其餘溫室氣體的GWP值一般遠大於二氧化碳,但由於它們在空氣中含量少,五月天堂仍然認為二氧化碳是溫室效應的罪魁禍首,溫室效應60%由其引發。


2. PA6.10的吸濕性和飽和吸水率較低

尼龍係列的吸濕性和飽和吸水率對比,來源於蘭蒂奇(蘇州)

脂肪族聚酰胺由於含有酰胺基,易與水分子形成氫鍵,因此所得到的各種材料在使用時容易吸水,產生增塑效應,導致材料體積膨脹、模量下降,在應力作用下發生明顯蠕變。

PA6PA66相比,相同分子量情況下PA6.10單位質量所含有的極性官能團較少;故顯示出較低的吸濕性,且PA6.10飽和吸水率與PA12差距不大。回複“吸水”查看更多

3. PA6.10熔融溫度和熱變形溫度較高

 

尼龍係列熔融溫度和熱變形溫度對比,來源於蘭蒂奇(蘇州)

由圖可以看出:PA66的熔融溫度和熱變形溫度最高,PA6PA6.10PA6.12次之,PA11 PA12耐熱性最差。

PA6.10的熔點和HDT接近於PA6,但明顯高於PA11PA12。這些特性可用來作為評估PA6.10是否可用來替代PA11PA12的參考指標,將其應用於PA11PA12無法滿足工作溫度要求的產品,比如:柴油管路。


三.PA6.10在要求較高應用上的成功案例

在性能方麵,PA6.10 的吸濕性和飽和吸水率顯著優於PA6、 PA66,其耐熱性能又比PA11、PA12要好。總的來講,在PA係列中 PA6.10的綜合性能穩定。在吸水性和耐熱方麵都有一定要求的領域,具有很大的優勢。下麵簡單介紹一下 PA6.10的四種應用:

1.氣動管

 

氣動管

氣動管用材料需滿足以下五點要求:

1)符合ISO73378尼龍管試驗標準

2)良好的耐候性及耐UV

3)易配色

4)可用於擠出加工工藝

5)耐化學腐蝕性好

2.卡車氣動刹車管


卡車氣動刹車管

卡車氣動刹車管需滿足以下五點:

1)需要承受強勁的刹車用氣壓,故耐爆破壓力高;

2)低溫抗衝性能高;

3)與ZnCl2CaCl2接觸條件下,耐應力開裂性能穩定;

4)優異的韌性;

5)良好的尺寸穩定性。

3.燃油蒸汽管


燃油蒸汽管

燃油蒸汽管需滿足以下五點:

1)老化前後爆破壓力相差不大;

2-40℃低溫及熱老化後的耐衝擊性好;

3)耐ZnCl2CaCl2 (SAEJ844)

4)波紋管嚴格的尺寸公差要求;

5)優異的擠出加工性能。

回複“汽車”查看更多

4.燃油管接頭


燃油管接頭

燃油管接頭需滿足以下六點:

1)嚴格的尺寸公差要求;

2)吸濕後及燃油接觸後尺寸變化小;

3)優異的低溫抗衝性能;

4)長期耐燃油性能好;

5)耐ZnCl2CaCl2

6)耐老化。