尼龍66

熔點(diǎn)即結(jié)晶熔解時(shí)的溫度，對(duì)結(jié)晶性高分子尼龍-66，顯示清晰的熔點(diǎn)，根據(jù)采用的測(cè)試方法，熔點(diǎn)在259~267℃的范圍內(nèi)波動(dòng)。通常采用差熱分析(DTA)法測(cè)出的尼龍-66的熔點(diǎn)為264℃。實(shí)際上，尼龍-66的熔點(diǎn)可以根據(jù)結(jié)晶的熔融熱(ΔH)和熔融熵(ΔS)計(jì)算出來:

尼龍-66的ΔH為4390.3J/mol，ΔS為8.37J/kmol，Tm的理論值為259.3℃[ ]。

如果將體積膨脹系數(shù)顯示極大值的溫度當(dāng)作熔點(diǎn)，則尼龍-66的熔點(diǎn)溫度范圍為246~263℃。接近理論熔解溫度259℃。

高分子的比容和比熱容等溫度特性值在某一溫度可出現(xiàn)不規(guī)則的變化，這一溫度就是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，是分子鏈的鏈段克服分子間力開始運(yùn)動(dòng)的溫度。在這一溫度附近，模量、振動(dòng)頻率、介電常數(shù)等也開始發(fā)生變化。

尼龍-66的玻璃化溫度，與測(cè)試方法、試樣中的水分含量、單體濃度、結(jié)晶度等因素有關(guān)。Wilhoit和Dole等從比熱容的溫度變化分析，認(rèn)為尼龍-66的玻璃化溫度為47℃[ ]，而Rybnikar則在低溫下測(cè)定了尼龍-66的比容，發(fā)現(xiàn)在尼龍-66在-65℃也有一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度[ ]。

比重:PA6 1.14克/立方厘米，PA66 1.15克/立方厘米，PA1010 1.05克/立方厘米

成型收縮率:PA6 0.8-2.5% ，PA66 1.5-2.2%

干燥條件:100-110℃/12小時(shí)

堅(jiān)韌、耐磨、耐油、,耐水、抗酶菌、但吸水大

燃燒鑒別方法:火焰上端黃色，下端藍(lán)色，燃燒后塑料熔滴落，起泡，離火后特殊的羊毛，指甲燒焦味和帶芹菜味

尼龍6: 彈性好，沖擊強(qiáng)度，吸水較大

尼龍66: 性能優(yōu)于尼龍6，強(qiáng)度高，耐磨性好

尼龍610: 與尼龍66相似，但吸水小，剛度低

尼龍1010: 半透明，吸水小。耐寒性較好。適于制作一般機(jī)械零件、減磨耐磨零件、傳動(dòng)零件以及化工、電器、儀表等零件

1.優(yōu)良的力學(xué)性能。尼龍的機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好。

2.自潤(rùn)性、耐摩擦性好。尼龍具有很好的自潤(rùn)性，摩擦系數(shù)小，從而，作為傳動(dòng)部件其使用壽命長(zhǎng)。

3.彈性好，耐疲勞性好，可經(jīng)得住數(shù)萬次的雙撓曲

4.耐腐蝕性能佳，不霉，不怕蛀，有耐堿的能力，但不耐酸和氧化劑

5.染色性能良好

6.相對(duì)密度小，僅為1.04-1.14，除聚烯烴纖維外，是纖維中最輕的

中文別名:錦綸66短纖維;聚己二酰己二胺;尼龍-66;尼龍66樹脂;聚酰胺-66;聚已二酰己二胺;錦綸-66。尼龍66疲勞強(qiáng)度和鋼性較高，耐熱性較好，摩擦系數(shù)低，耐磨性好，但吸濕性大，尺寸穩(wěn)定性不夠。通常應(yīng)用于中等載荷，使用溫度<100-120度無潤(rùn)滑或少潤(rùn)滑條件下工作的耐磨受力傳動(dòng)零件。

Bill認(rèn)為，尼龍-66的晶形有α型和β型二種形態(tài)，在常溫下為三斜晶形，在165℃以上為六方晶形。

Bunn等確定了尼龍-66α型的結(jié)晶構(gòu)造，尼龍-66分子中的亞甲基呈鋸齒狀平面排列，酰胺基取反式平面結(jié)構(gòu)，分子鏈被筆直地拉長(zhǎng)。相鄰的分子以氫鍵連成平面的片狀。

表01-68 尼龍-66 穩(wěn)定晶形的晶格常數(shù)

晶體 a b c(纖維軸) α β γ

α型結(jié)晶(三斜晶系) 4.9×10-4μm 5.4×10-4μm 17.2×10-4μm 48&frac12;° 77° 63&frac12;°

計(jì)算密度=1.24g/cm3

圖01-44 尼龍-66的α晶型結(jié)構(gòu) 圖01-45尼龍-66分子中晶片排列模型

線條:鏈狀分子;○:氧原子

尼龍-66的α晶型是一系列晶片沿鏈軸方向一個(gè)接一個(gè)的壘積，而β晶型則每隔一片相互上下偏移壘積。對(duì)未進(jìn)行熱處理的普通成型品，構(gòu)成結(jié)晶的氫鍵平面片的重疊方式，是這種α晶型和β晶型的任意混合。

熔融狀態(tài)的尼龍-66緩慢冷卻時(shí)，在235~245℃急劇生成球晶。球晶不僅包含于結(jié)晶部分，也包含于非結(jié)晶部分，結(jié)晶度為20%~40%。

球晶有在徑向上優(yōu)先取向的正球晶及在切線方向上優(yōu)先取向的負(fù)球晶[ ]。尼龍-66球晶通常為正球晶，但在250~265℃下加熱熔融結(jié)晶時(shí)可以生成負(fù)球晶[ , ]。球晶生成速度和球晶大小，除顯著地受冷卻溫度的影響之外，還受到熔融溫度、分子量等因素的影響。

一般認(rèn)為，普通結(jié)晶形高分子，具有結(jié)晶區(qū)域和非結(jié)晶區(qū)域，結(jié)晶區(qū)域的比例便稱為結(jié)晶度。在很大程度上，結(jié)晶度可以左右尼龍-66的物理、化學(xué)和機(jī)械性質(zhì)。結(jié)晶度可以用X-射線、紅外吸收光譜、熔融熱、密度和體積膨脹率等求得，其中以密度法最為簡(jiǎn)單方便。

綜合考慮尼龍-66的可應(yīng)用性和可加工性，通常將其分子量調(diào)整為15000~30000(聚合度約150~300),若分子量太大，成型加工性能變差。已經(jīng)開發(fā)了一系列方法測(cè)定聚酰胺的分子量，如粘度法(溶液粘度法和熔融粘度法)、末端基定量法(中和滴定法、比色法、電位滴定法、電導(dǎo)滴定法)、光散射法、滲透壓法、熔融電導(dǎo)法等，其中溶液粘度法在實(shí)驗(yàn)室條件較為容易進(jìn)行。

熱分解和水解反應(yīng)

與其它聚酰胺相比，尼龍-66最容易熱降解和三維結(jié)構(gòu)化。當(dāng)尼龍-66發(fā)生熱分解時(shí)，首先表現(xiàn)為主鏈開裂引起分子量、熔體粘度降低;進(jìn)一步降解時(shí)，由三維結(jié)構(gòu)化引起熔體粘度上升而最終變成凝膠，成為不溶不熔物。其機(jī)理尚未完全闡明，但相信主要原因是尼龍-66本質(zhì)造成的，與己二酸殘基容易形成環(huán)戊酮衍生物密切相關(guān)。

在惰性氣體氛圍中，尼龍-66可以在300℃保持短時(shí)間的穩(wěn)定性，但時(shí)間長(zhǎng)后(如290℃5小時(shí))就可看出明顯的分解，產(chǎn)生氨和二氧化碳等。在無氧的條件下，其分解產(chǎn)物為氰基(-CN)和乙烯基(-CH=CH2)。

在有氧和水等存在時(shí)，尼龍-66在200℃就顯示出明顯的分解傾向。在有氧存在時(shí)，加熱還會(huì)引起分子鏈之間的交聯(lián).

尼龍-66對(duì)室溫水和沸水是穩(wěn)定的，但在高溫尤其是在熔融狀態(tài)下則會(huì)發(fā)生水解。另外，尼龍-66在堿性水溶液中也很穩(wěn)定，即使在10%的NaOH溶液中于85℃處理16小時(shí)也觀察不到明顯的變化。但在酸性水溶液中容易發(fā)生水解。

尼龍66針式濾膜是有機(jī)系濾膜，適用于絕大多數(shù)有機(jī)溶劑和水溶液，可用于強(qiáng)酸，70%乙醇，二氯甲烷等有機(jī)溶劑，耐高溫，強(qiáng)度好，化學(xué)性能穩(wěn)定。

尼龍66 由己二酸和己二胺縮聚而成。它的生產(chǎn)工藝主要有單體合成、尼龍66鹽的制備和縮聚三個(gè)工序。

1)己二酸的制備主要有苯酚法、環(huán)己烷法和丙烯腈二聚法。

苯酚法是以苯酚為原料，用雷尼鎳作催化劑，在140到150℃和2到3MPa壓力下，加氫生成環(huán)己醇，然后用60%到65%濃度的硝酸，在銅或釩催化劑存在下，在55到60℃氧化成己二酸。反應(yīng)式如下:

環(huán)己烷法是以環(huán)己烷為原料，在環(huán)烷酸鉆或硼酸催化劑存在下，通入空氣加壓液相氧化，生成環(huán)己酮和環(huán)己醇的混合物，再用60%濃度的硝酸在45到60℃氧化成己二酸。反應(yīng)式如下:

丙烯腈二聚法是以丙烯腈為原料，用電解還原法二聚生成己二腈，然后在稀硫酸水溶液中加熱水解得到己二酸。反應(yīng)式如下:

2)己二胺的制備主要有己二酸法和丁二烯法。

己二酸法是以己二酸為原料，在磷酸三丁酯等脫水催化劑存在下，于280到300℃溫度下氨化脫水，得到己二腈，再在雷尼鎳催化劑存在下，在90℃和2.8MPa壓力下，于乙酸中加氫得到己二胺。反應(yīng)式如下:

丁二烯法是先使丁二烯氯化生成二氯丁烯異構(gòu)體混合物，再與氫氰酸或氰化鈉在酸性水溶液中氰化成丁烯二氰異構(gòu)體，然后用氫氧化鈉處理，使異構(gòu)體全部轉(zhuǎn)化成1，4-二氰基丁烯-2，精制后用鈀炭作催化劑，在300℃下氫化成己二胺。反應(yīng)式如下:

由二元酸和二元胺制取尼龍時(shí)，需要嚴(yán)格控制原料配比為等摩爾比，才能得到分子量較高的聚合物，因此，在生產(chǎn)中必須先把己二酸和己二胺混合制成尼龍66鹽。尼龍66鹽的制備是分別把己二胺的乙醇溶液與己二酸的乙醇溶液在60℃以上的溫度下攪拌混合，中和成鹽后析出，經(jīng)過濾、醇洗、干燥，最后配制成63%左右的水溶液，供縮聚使用。反應(yīng)式如下:

尼龍66鹽的縮聚需在高溫下進(jìn)行，伴隨著水的脫除，生成線型高分子量尼龍66。反應(yīng)式如下:

生產(chǎn)工藝分間歇法和連續(xù)法兩種。連續(xù)法適合大規(guī)模生產(chǎn)，世界上生產(chǎn)尼龍66主要采用連續(xù)法。間歇法僅在兩種情況下采用:一是生產(chǎn)特殊或試驗(yàn)品級(jí);二是在生產(chǎn)能力為4 500t A 以下的小裝置中。

尼龍66主要用于汽車、機(jī)械工業(yè)、電子電器、精密儀器等領(lǐng)域。從最終用途看，汽車行業(yè)消耗的尼龍66占第一位，電子電器占第二位。大約有88%的尼龍66通過注射成型加工成各種制件，約12%的尼龍66則通過擠出、吹塑等成型加工成相應(yīng)的制品。

由于尼龍66優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)藥品性、強(qiáng)度和加工方便等，因而在汽車工業(yè)得到了大量應(yīng)用，目前幾乎已能用于汽車的所有部位，如發(fā)動(dòng)機(jī)部位，電器部位和車體部位。發(fā)動(dòng)機(jī)部位包括進(jìn)氣系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋罩、節(jié)氣門、空氣濾清器機(jī)器外殼，車用空氣喇叭、車用空調(diào)軟管、冷卻風(fēng)扇及其外殼、進(jìn)水管、剎車油罐及灌蓋，等等。車體部位零部件有:汽車擋泥板、后視鏡架、保險(xiǎn)杠、儀表盤、行李架、車門手柄、雨刷支架、安全帶扣搭、車內(nèi)各種裝飾件等等。車內(nèi)電器方面如電控門窗、連接器、保鮮盒、電纜扎線等。

PA66可生產(chǎn)電子電器絕緣件、精密電子儀器部件、電工照明器具和電子電器的零部件等，可用于制作電飯鍋、電動(dòng)吸塵器、高頻電子食品加熱器等。PA66具有優(yōu)良的耐焊錫性，廣泛用作接線盒、開關(guān)和電阻器等的生產(chǎn)。阻燃級(jí)PA66可用于彩電導(dǎo)線夾、固定夾和聚焦旋鈕。

列車客車的門把手、貨車的制動(dòng)器接合盤等可用PA66制作。其它如絕緣墊圈、擋板座、船舶上的渦輪、螺旋槳軸、螺旋推進(jìn)器、滑動(dòng)軸承等也可以用PA66制作。高抗沖擊性尼龍66還可制作管鉗、塑料模具、無線電控制車身等。未增強(qiáng)級(jí)尼龍66通常用于制造低蠕變、無腐蝕的螺母、螺栓、螺釘、噴嘴等;增強(qiáng)級(jí)尼龍66用于生產(chǎn)鏈條、傳送帶、扇葉、齒輪、葉輪和腳手架固定腳扣等。

利用PA66耐蠕變特性和耐溶劑性，可以制造一系列的日用品，如以非增韌的尼龍66注塑成的氣體打火機(jī)和氣霧劑噴嘴、太陽鏡片、梳子、紐扣等。增韌的尼龍66用于制造冰鞋、滑雪板零件、網(wǎng)球拍線套、帆板連接器等耐寒耐磨產(chǎn)品。玻纖增強(qiáng)增韌尼龍66用于自行車輪、刀柄和槍托的生產(chǎn)中。

在家具行業(yè)中，也經(jīng)常采用尼龍66制造的連接件、裝飾品、抽屜滑輪、滑軌等。另外，大量的用品用具也直接以尼龍66來制造，如:齒輪、扇葉、縫紉機(jī)凸輪、洗衣機(jī)腳，一些以汽油為動(dòng)力的機(jī)械，如割草機(jī)。軍事上，刺刀鞘、密件套和火藥帶等。

在建筑業(yè)，PA66用于制作自動(dòng)扶梯欄桿、自動(dòng)門橫欄、窗框架、門滑輪等等。

在包裝業(yè)，PA66可以用于制作膜和多層膜、烘烤食品的容器等。PA66薄膜氧氣透過率小，具有防止內(nèi)裝物氧化變質(zhì)的功能，而且耐油性、耐低溫沖擊性優(yōu)良，可用于肉、火腿、蝦等食品的包裝，市場(chǎng)發(fā)展前景看好。