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浅析改性尼龙的应用和发展

发布时间:2022-06-14 10:10:26

    01 尼龙的发展

尼龙材料发展至今80年,是五大工程塑胶中产量最大、品种最多、用途最广的品种。1980年我国尼龙材料处于发展阶段,当时一年用量才300吨,如今我国尼龙材料一年总消耗量已经达到2000万吨,广泛应用于医疗、航空、电力设备、机械设备、船舶制造、汽车制造、家用电器、数码产品、纺织器材、生活用品、建筑器材、玩具等领域。

 尽管尼龙材料占据了工程塑料的半壁江山,但改性尼龙材料也占据了重要席位。由于改性尼龙材料具备优异的耐化学性和电气性能,尺寸稳定性好、热稳定性好、耐磨好、强度高、耐油解、耐水解、耐候、手感亲肤、抗疲劳,同时阻燃效果优越、加工工艺简单,可被加工成各种产品,成为各行业中不可缺少结构材料。

尼龙材质的应用涵盖到生活及生产的各个领域中,但是随着对于性能需求的不断提升以及适应工作环境的不同,改性尼龙被越来越多的应用。

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通过对尼龙进行改性,可以完善其性能和增强附加功能并拓展延伸使其应用到更多的领域中,因此改性尼龙具有重要的意

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    改性尼龙的分类

  玻纤增强尼龙

尼龙通过玻纤增强可以根据不同的玻纤的比例,来达到不同的需求,以尼龙加30%玻纤为例,可以使得尼龙的力学性能、尺寸稳定性、耐热以及耐老化等方面有明显的提高,耐疲劳的强度得到成倍的提升。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

 阻燃尼龙

阻燃尼龙的就是在尼龙中加入阻燃剂,使其具备阻燃性能,但是在增强的过程中需要注意的是高温下状态下,阻燃剂易分解,同时在工艺方面需要控制注射速度,避免温度过高而分解引起制品的变色和力学性能下降。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)需镀硬鉻处理。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

 透明尼龙

透明尼龙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。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。 

 耐候尼龙

耐候尼龙则是在尼龙中加入了碳等吸收紫外线的助剂。这些对尼龙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是酰胺基的一类聚合物。


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 改性尼龙的应用

医疗器械领域:尼龙材料拥有普通材料没有的机械强度和亲肤手感,而医疗器材足下垂矫正器、康复轮椅、医用护理床通常需要一定承重能力的部件,所以一般都会选择PA66 15%GF。

汽车领域:汽车PA66 GF材料可应用在发动机进气管、发动机罩盖、汽车底盘、发动机风扇叶、汽车空调蒸发器冷凝器等。汽车底盘挡泥板,发动机风扇叶PA66+PA+30%GF,需要极好的韧性和强度,以及很低的变形量与尺寸稳定性。

汽车空调蒸发器PA66+15%GF+10滑石粉,需要翘曲好、长期耐热、耐水解、尺寸稳定高、很高的强度和韧性。

电子连接器:电子连接器通常需要材料具备高流动性、尺寸稳定性、良好的电气性能及阻燃性能,改性尼龙材料可满足。无卤阻燃PA66 35%GF、PA66 35%GF在各种电子连接器上应用。

电动工具领域:改性尼龙材料应用于切割机、电锯、电钻、角磨机、抛光机、电锤、电镐、热风枪、锂电螺丝批、砂光机、雕刻机等机器的塑料外壳。聚赛龙增强尼龙具有高耐热性、高刚性及高强度,主要应用于电动工具外壳。

尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种,具有很强的生命力,主要在于它改性后实现高性能化,其次是汽车、电器、通讯、电子、机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈,相关产业的飞速发展,促进了工程塑料高性能化的进程

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  改性尼龙发展趋势


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。


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