星易迪
您好!欢迎光临常州星易迪塑化科技有限公司官方网站!

会员中心|收藏本站|在线留言|新浪微博

星易迪18年专业“工程塑料” “阻燃尼龙”研发生产厂家!江苏省质量信得过企业 · 常州大学产学研基地

咨询热线:400-0519-757
专注工程塑料研发生产18年!
当前位置:首页 » 行业新闻 » 浅析工程塑料聚酰胺物理性能与分子结构关系

浅析工程塑料聚酰胺物理性能与分子结构关系

文章出处:网责任编辑:作者:PA改性工程师-李超人气:-发表时间:2013-07-08 17:36:00

聚酰胺(PA)是主链中含有酰胺基团(—NHCO—)的杂链聚合物,分为脂肪族和芳族两类。脂肪族PAPA6PA66?PA610,芳族PAPA-6TPPD-T(聚对苯二甲酰对苯二胺)均为线性结构,属于典型的热塑性聚合物。目前塑料工业常用的是脂肪族PAPA的种类繁多但是合成原理及工艺基本相似。

聚酰胺的合成方法主要有熔融缩聚法和氨基酸自缩聚法。PA-6由己内酰胺开环聚合,通式为—[—NH-(CH2)x-1-CO—]n其中x为氨基酸或内酰胺分子中的碳原子数,尼龙-xPA66由己二酸和己二胺通过熔融缩聚的方法制备,通式为—[—NH-(CH2)x-NHCO-(CH2)y-2-CO—]n其中x为二元胺中的碳原子数,y为二元酸中的碳原子数。聚酰胺的特殊微观分子结构决定了其宏观表现的优异物理性能。

PA具有优异的机械性能和较高的熔点。这主要是因为分子链中具有极性酰胺基,一个分子链上酰胺基中与氮原子相连的氢与另一个分子链上酰胺基中与碳原子相连的氧之间相互吸引形成氢键,氢键的键能较大导致分子间作用力增大,内聚能达到700J/cm3,约为聚乙烯的3倍,聚苯乙烯的2.4倍,同时聚酰胺分子结构较规整,易于结晶,所以使得聚酰胺宏观表现出较高耐弯曲疲劳强度和高熔点性能。

高抗拉伸强度和抗冲击强度、韧性好也是PA的优良特性。主要是由于分子链中的酰胺基之间嵌有非极性的亚甲基结构,在晶区和非晶区同时存在这种结构单元,构成了结晶与非结晶共存、极性与非极性共存的结构,导致聚酰胺在宏观上表现良好的韧性和抗拉强度。

耐油性优良是PA的一个重要特性,能耐烃类、油类,如乙酸甲酯、环己酮、苯、四氢呋喃、四氯化碳等溶剂,对矿物油、植物油和油脂呈现惰性。这主要是因为聚酰胺分子结构端基为极性基团与非极性溶剂不相容,但是水和醇类可以使其产生溶胀现象。

PA具有无毒,抗静电。聚酰胺分子结构中存在非极性基团亚甲基和极性基团酰胺基团,极性基团部分从空气中吸收水分,可以在材料表面形成薄薄的导电层,起到消除静电的作用。

耐磨性好,摩擦系数低,优异的自润滑性。由于分子结构的酰胺基形成氢键,增强了分子间的作用力,内能增大,显示出优良的耐疲劳性。但是由于极性基团的存在,耐疲劳寿命随着吸水率的增大而降低。常州星易迪塑化科技有限公司采用玻璃纤维增强有效改善耐疲劳性能的同时,提高了冲击强度、硬度、抗蠕变性、耐热性以及尺寸稳定性。

1 PA 增强前后性能比较

项目

PA-6

30%增强

PA-66

30%增强

密度/g/cm3

1.13

1.435

1.14

1.578

拉伸强度/MPa

78

124.75

83

157.8

伸长率/%

70

2.7

60

2.8

弯曲模量/MPa

2700

3330

3000

5647

缺口冲击强度/KJ/m2

3.3

10

3.9

10.5

热变形温度/

63

188

60

236.9

PA-66氧指数(OI)为24.3%氧指数<22属于易燃材料,氧指数在22---27之间属可燃材料,氧指数>27属难燃材料。为取得阻燃效果,需对高分子材料进行改性处理,但是市场上的阻燃材料玲琅满目。常州星易迪塑化科技有限公司采用无卤阻燃材料对尼龙进行改性,制备了无卤环保阻燃增强材料。主要性能见表2

PA-6无卤阻燃增强材料性能

项目

测试标准

测试条件

数据

密度/g/cm3

ASTM D-792

23

1.257

收缩率%

ASTM D-955

23,湿度50%24h

0.8

拉伸强度/MPa

ASTM D-638

10mm/min

73

断裂伸长率%

ASTM D-638

10mm/min

5.2

弯曲强度/MPa

ASTM D-790

2mm/min

106.34

弯曲模量/MPa

ASTM D-790

2mm/min

2835.40

悬臂梁缺口冲击强度/KJ/m2

ASTM D256

23

7.85

热变形温度/

ASTM D648

1.82MPa

127

燃烧性能

ASTM UL-94

 

V-0

聚酰胺具有优异的力学性能和物力性能,但是随着科技进步和物质水平的提高对材料的性能也提出了更高的要求,对聚酰胺高分子材料的改性技术越来越受到人们的关注,通过对高分子材料的改性以满足不同行业领域的需求,从而大大拓展了应有范围。

此文关键字:工程塑料 PA PA6 PA66 聚酰胺