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主讲教师：杨晓莉. 第三章 工程塑料. 博 士. 副教授. 3 .2 聚酰胺类塑料的结构性能 (重点). 3 .3 聚酰胺类塑料的成型加工. 3 .4 聚酰胺类塑料的应用. 3 .1 聚酰胺类塑料简介. 3 .5 其它品种尼龙. 第一节 聚酰胺塑料. Polymer materials. 3 .1 聚酰胺类塑料简介. Polymer materials. （1） 聚酰胺类塑料简介. 聚酰胺为大分子链上含有酰胺基团重复结构单元的一类聚合物，主要由二元胺和二元酸缩聚或由氨基酸内酰胺自聚合而成，（Polyamide,PA），俗称尼龙。.
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主讲教师：杨晓莉 第三章 工程塑料 博 士 副教授
3.2 聚酰胺类塑料的结构性能(重点) 3.3 聚酰胺类塑料的成型加工 3.4 聚酰胺类塑料的应用 3.1 聚酰胺类塑料简介 3.5 其它品种尼龙 第一节 聚酰胺塑料 Polymer materials
3.1 聚酰胺类塑料简介 Polymer materials （1）聚酰胺类塑料简介 聚酰胺为大分子链上含有酰胺基团重复结构单元的一类聚合物，主要由二元胺和二元酸缩聚或由氨基酸内酰胺自聚合而成，（Polyamide,PA），俗称尼龙。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials （2）聚酰胺类塑料的结构性能
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials PA的结构
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials PA中的酰胺基排列规整，在适当的条件下可以结晶。结晶度可达40％－60％。 PA分子链上酰胺基之间的亚甲基赋予PA以柔性和冲击性能。 亚甲基/酰胺基的比例越大，分子中氢键数越少，分子间作用力越小，柔性增加，吸水越小。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials PA的性能 一般性能 PA外观为透明或不透明乳白或淡黄色的粒料，表观角质、坚硬，制品表面有光泽。吸水率较大，具有自熄性，燃烧时烧焦有羊毛或指甲味。 PA属于中等阻隔性塑料，阻隔性随酰胺基/亚甲基的比例增大而提高，以PA6的阻隔性最好。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials 力学性能 PA在室温下拉伸强度（70-210MPa）和冲击强度都较高。随温度和湿度的升高，拉伸强度急剧下降，而冲击强度则明显提高。玻璃纤维增强的PA的强度受温度和湿度的影响不大。 PA的耐疲劳性较好，玻璃纤维增强后还可以提高50％左右。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials PA的抗蠕变性能不好，不适于制造精密的受力制品，但玻璃纤维增强后可以改善。 PA具有优良的耐磨性和自润滑性，无油摩擦系数为0.1-0.3，约为合金的1/3，为酚醛树脂的1/4，是一种常用的耐磨性塑料品种。加入二硫化钼、石墨、F4及PE等还可进一步改进其摩擦性和耐磨性。在所有PA品种当中以PA1010耐磨性最佳。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials • 热学性能 PA的热变形温度不太高；有明显熔点 。PA的热性能受亚甲基的奇偶效应影响，当亚甲基的数目为偶数时比奇数的熔点高。如PA7（230℃）的熔点高于PA6（215℃），因为亚甲基为偶数时的氢键密度大。 PA的耐寒性较好；PA的线膨胀系数较大；PA的热导率为中等水平。
3.2聚酰胺类塑料的结构性能 Polymer materials • 电学性能 PA在低温和低湿条件下为极好的绝缘材料，但绝缘性随温度和湿度的升高而急剧恶化；并以分子中含酰胺基比例大者最敏感。 环境性能 PA具有良好的化学稳定性，常温下可耐大部分有机溶剂如醇、芳烃、酯及酮等，尤其是耐油性突出。但酸、碱、盐类水溶液可导致其溶胀，危害最大的无机盐为氯化锌。PA可溶于甲酸及酚类化合物。 PA的耐光性不好，在阳光下强度显著下降并变脆，因此不宜用于户外。
3.3聚酰胺类塑料的成型加工 Polymer materials (3) 聚酰胺类塑料的成型加工 PA的加工特性 PA的吸水率高，加工前必须干燥处理，使含水量小于0.1％，干燥温度80－90℃。 PA熔体接近牛顿流体，粘度对温度更敏感。 PA的流动性好，粘度低，热稳定性较差，热降解倾向严重，应加入二苯胺改善，并严格控制温度。
3.3聚酰胺类塑料的成型加工 Polymer materials PA的流动性好，粘度低，热稳定性较差，热降解倾向严重，应加入二苯胺改善，并严格控制温度。 PA的熔融粘度低、易流动，容易产生“流涎现象”，在注射成型时应采用自锁式喷嘴。 PA熔体冷却速度对制品性能影响很大，如PA6，快速冷却时，制品的韧性好；缓慢冷却时，制品不透明，刚度大，耐磨性好，拉伸强度高。
3.3聚酰胺类塑料的成型加工 Polymer materials PA制品在冷却过程中容易结晶，成型收缩率大，结晶度高低受加工条件的影响较大。 PA制品成型后需要进行调湿处理，以降低吸水性对性能的影响，提高尺寸稳定性。调湿处理在水、液化石蜡、矿物油或聚乙二醇中进行，温度高于使用温度10－20℃，时间30－60min。 PA制品中易产生内应力，需对制品进行退火处理。退火处理条件：缓慢升温至160－190℃，停留15min，然后缓慢冷却到室温。
3.3聚酰胺类塑料的成型加工 Polymer materials • PA的加工方法 PA可用注塑，挤出，吹塑，压制等方法成型。 注塑 注塑成型为PA最主要的成型方法。PA的粘度低、易流动，应采用自锁喷嘴， 模具要考虑排气。 可用于注塑的尼龙主要有PA6、PA66、PA1010，其余用量相对较少。
3.3聚酰胺类塑料的成型加工 Polymer materials • 挤出 挤塑主要采用单螺杆成型，近年来双螺杆技术也已成型，选用排气式挤出机，主要用来生产尼龙管和尼龙棒。如PA11/12软管（主要用作汽车输油管）。 尼龙棒是PA1010的特色产物，也是我国的特色产品，广泛用作机械部件，如齿轮、密封件、轴套等。
3.4 聚酰胺类塑料的应用 Polymer materials （4） 聚酰胺类塑料的应用 PA作为工程塑料中最大最重要的品种，广泛应用于汽车、机械、包装、电子/电器及日用等领域。 汽车工业 在车用塑料材料中，PA因为具有较好的刚性、优越的力学性能和耐化学腐蚀性而在汽车的发动机系统、车灯系统和空调系统中得到广泛应用，如发动机的冷却风扇和冷却风扇支架、空调的风门、车灯装饰框等。
3.4 聚酰胺类塑料的应用 Polymer materials • 机械工业 利用PA的高力学性能、耐磨性和自润滑性，可以广泛用于制造齿轮、涡轮、垫片、螺栓、螺母和轴承等。 电子/电器 主要用于电饭煲、吸尘器、高频食品加热器以及接线柱、开关和电阻器等。 包装材料 利用PA的气体阻隔性，与HDPE共混和复合，主要用于肉、火腿等冷冻食品的包装。
3.4 聚酰胺类塑料的应用 Polymer materials • 日用品 PA为第一代拉链材料，目前仍大量使用。此外用于一次性打火机壳体、头盔、管钳、扳手等。 • 体育用品 主要有滑雪板、球拍线及框、冲浪板、钓鱼杆和线等。 • 医疗器械 可用于输血管、输液器、手术缝合线及假发等。
3.4 聚酰胺类塑料的应用 Polymer materials Polyamides or Nylons (PA) 降落伞 齿轮 旅游帐篷 胶带 绳索
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials （5）其它品种尼龙 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PA的需求将更高更大。 聚酰胺的优点与缺点: 优点：优良的耐磨性、耐磨擦和自润滑性，较好的力学性能，耐油性、气体阻隔性、耐疲劳性好。 缺点：吸湿性大，耐酸性差，在潮湿环境中尺寸变化率大，且对力学和电学性能影响大。
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials • 增强尼龙 玻璃纤维增强PA在20世纪50年代就有研究，但形成产业化是20世纪70年代。以玻璃纤维为增强材料，PA的力学性能、硬度、蠕变性、尺寸稳定性和耐热性都有明显提高。 用金属纤维增强PA，不仅获得高模量，还具导电性。 用矿物也有很好的增强效果，并且使加工成型更容易，成本降低。 二硫化钼和聚四氟乙烯也是聚酰胺的增强材料，且可提高耐磨性。
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials • 单体浇铸尼龙（MCPA） 单体浇铸尼龙（MCPA）又称为MC尼龙或铸型尼龙。以己内酰胺或戊内酰胺为单体，采用碱聚合法在模具中边聚合边成型。 MCPA的分子量比PA6大一倍，其力学性能、尺寸稳定性、耐疲劳性、耐磨性、冲击强度、耐热性、吸水性及电性能等都比PA6高约一倍以上。
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials • 透明尼龙 化学法制备透明尼龙是通过引入立体障碍组分来抑制尼龙的结晶，产生非结晶或难结晶的结构，仍可保持原有的强韧性。 如对苯二甲酰三甲基己二胺（Trogamid-T），透光率可达90％以上，吸水率为0.41％，不易擦伤，热稳定性好，冲击性能突出，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀性好。 • 芳香尼龙 芳香尼龙为20世纪60年代开发的耐高温、耐辐射、耐腐蚀的新型PA品种。目前应用的主要品种有聚间苯二甲酰间苯二胺和聚对苯酰胺两种。
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials • 聚间苯二甲酰间苯二胺（MPIPA），俗称芳纶1313
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials MPIPA具有优异的力学性能和耐热性,可在200℃下连续使用，熔点为410℃； MPIPA电绝缘性一般，但在较高温度或湿度下仍能保持较好的电性能； MPIPA难燃，具有自熄性； MPIPA耐老化性和耐辐射性优异，耐光性较差； MPIPA主要用于纤维和耐高温膜、耐高温装饰板、防火墙、H级绝缘材料及耐辐射材料等。
3.5 其它品种尼龙 Polymer materials • 聚对苯酰胺（MPTPA），俗称芳纶1414 MPTPA拉伸强度为200MPa，软化温度为280℃，耐候性、耐疲劳性和尺寸稳定性好，线膨胀系数低，是近年来开发最快的高强度、高模量、高耐温纤维，也可制成薄膜或层压材料。
热塑性塑料的一般成型方法都适用，都有哪些？热塑性塑料的一般成型方法都适用，都有哪些？ 聚酰胺的应用都有哪些优点？ 由于聚酰胺优良的性能，都在哪些工业上有所应用？ 作业
