揭秘尼龙改性设计思路，应用与趋势
2023-07-12 17:12:07 点击数： 来源：http://www.zhongjunyi.com
聚酰胺（PA、俗称尼龙）具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，目前聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。
为了提质增效，一些生产厂家依据不同需求进行改性制作的改性尼龙出现在人们的视野中。作为工程塑料的一种，改性尼龙大致包括：增强尼龙，增韧尼龙，耐磨尼龙，无卤阻燃尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙等。
几种尼龙改性案例
玻璃纤维增强PA
在PA加入30% 的玻璃纤维，PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。
阻燃PA
由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需镀硬铬处理。工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。
透明PA
具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近，加工温度为300-315 ℃，成型加工时，需严格控制机筒温度，熔体温度太高会因降解而导致制品变色，温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些，模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。
耐候PA
在PA中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂，这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强，成型加工时会影响下料和磨损机件。因此，需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。聚酰胺分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物。
改性尼龙发展趋势：
改性尼龙未来发展趋势如下：
①高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大，新的增强材料如无机晶须增强、碳纤维增强PA将成为重要的品种，主要是用于汽车发动机部件，机械部件以及航空设备部件。
②尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙、尼龙专用料、提高尼龙性能的主要手段。通过掺混其他高聚物，来改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性，以及低温脆性、耐热性和耐磨性。从而，适用车种不同要求的用途。
③纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展。纳米尼龙的优点在于其热性能、力学性能、阻燃性、阻隔性比纯尼龙高，而制造成本与普通尼龙相当。因而，具有很大的竞争力。
④用于电子、电气、电器的阻燃尼龙与日俱增，绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视。
⑤抗静电、导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。
⑥加工助剂的研究与应用，将推动改性尼龙的功能化、高性能化的进程。
⑦综合技术的应用，产品的精细化是推动其产业发展的动力。
改性尼龙的优点
概括起来，主要在以下几方面进行改性。
①改善尼龙的 吸水性，提高制品的尺寸稳定性。
②提高尼龙的 阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。
③提高尼龙的 机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属
④提高尼龙的 抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。
⑤提高尼龙的 耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。
⑥提高尼龙的 抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。
⑦提高尼龙的 耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。
⑧降低尼龙的 成本，提高产品竞争力。
其它诸如耐化学药品性、耐候性、尺寸安定性佳等等性质，都是依据一些生产厂家所需求的不同而进行改性制作的，改性尼龙具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。总之，通过上述改进，我们可以实现尼龙复合材料的高性能化与功能化。
