發(fā)展趨勢
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改性PA產(chǎn)品的zi新發(fā)展
前面提到,玻璃纖維增強PA在20世紀50年代就有研究,但形成產(chǎn)業(yè)化是20世紀70年代,自1976年美國杜邦公司開發(fā)出超韌PA66后,各國大公司紛紛開發(fā)新的改性PA產(chǎn)品,美國、西歐、日本、荷蘭、意大利等大力開發(fā)增強PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市場。
20世紀80年代,相容劑技術(shù)開發(fā)成功,丙綸單絲的用途,推動了PA合金的發(fā)展,世界各國相繼開發(fā)出PA/P的、PA/PP、PA/ABS、PA/PC的PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS/PA/I.CP(液晶高分子)、PA的PA等上千種合金,廣泛用于汽車、機車、電子、電氣械、紡織、體育用品、辦公用品、家電部件等行業(yè)。
20世紀90年代,改性尼龍新品種不斷增加,這個時期改性尼龍走向商品化,磷丙綸單絲濾布,形成了新的產(chǎn)業(yè),并得到了迅速發(fā)展,20世紀90年代末,世界尼龍合金產(chǎn)量達110萬噸/年。
在產(chǎn)品開發(fā)方面,主要以高性能尼龍PPO/PA6,PPS/PA66、增韌尼龍、納米尼龍、無鹵阻燃尼龍為主導方向;在應(yīng)用方面,汽車部件、電器部件開發(fā)取得了重大進展,如汽車進氣歧管用高流動改性尼龍已經(jīng)商品化,這種結(jié)構(gòu)復雜的部件的塑料化,除在應(yīng)用方面具有重大意義外,更重要的是延長了部件的壽命,促進了工程塑料加工技術(shù)的發(fā)展。
結(jié)構(gòu)
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聚酰胺俗稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide(簡稱PA),密度1.15g/cm3,是分子主鏈上含有重復酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱,包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中脂肪族PA品種多,產(chǎn)量大,應(yīng)用廣泛,其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。由美zhu名化學家卡羅瑟斯和他的科研小組發(fā)明的。
尼龍是聚酰胺纖維(錦綸)的一種說法,可制成長纖或短纖。錦綸是聚酰胺纖維的商品名稱,又稱耐綸(Nylon)。英文名稱Polyamide(簡稱PA),其基本組成物質(zhì)是通過酰胺鍵—[NHCO]—連接起來的脂肪族聚酰胺。
分子結(jié)構(gòu)
常用的錦綸纖維可分為兩大類。
一類是由二胺和二酸縮聚而得的聚己二酸己二胺,鹽城丙綸單絲,其長鏈分子的化學結(jié)構(gòu)式為:
H—[HN(CH2)XNHCO(CH2)YCO]—OH
這類錦綸的相對分子量一般為17000-23000.根據(jù)所用二元胺和二元酸的碳原子數(shù)不同,可以得到不同的錦綸產(chǎn)品,并可通過加在錦綸后的數(shù)字區(qū)別,其中前一數(shù)字是二元胺的碳原子數(shù),后一數(shù)字是二元酸的碳原子數(shù)。例如錦綸66,說明它是由己二胺和己二酸縮聚制得;錦綸610,丙綸單絲布,說明它是由己二胺和癸二酸制得。
另一類是由己內(nèi)酰胺縮聚或開環(huán)聚合得到的,其長鏈分子的化學結(jié)構(gòu)式為:
H—[NH(CH2)XCO]—OH
根據(jù)其單元結(jié)構(gòu)所含碳原子數(shù)目,可得到不同品種的命名。例如錦綸6,說明它是由含6個碳原子的己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得。
錦綸6、錦綸66及其他脂肪族錦綸都由帶有酰胺鍵(—NHCO—)的線型大分子組成。錦綸分子中有—CO—、—NH—基團,可以在分子間或分子內(nèi)形成氫鍵結(jié)合,也可以與其他分子相結(jié)合,所以錦綸吸濕能力較好,并且能夠形成較好的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
錦綸分子中的—CH2—(亞jia基)之間因只能產(chǎn)生較弱的范德華力,所以—CH2—鏈段部分的分子鏈卷曲度較大。各種錦綸因今—CH2—的個數(shù)不同,使分子間氫鍵的結(jié)合形式不完全相同,同時分子卷曲的概率也不一樣。另外,有些錦綸分子還有方向性。分子的方向性不同,纖維的結(jié)構(gòu)性質(zhì)也不完全相同。
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