1、一 . PA11 和 PA12 的区别 ,目前这两种材质是做 尼龙管 的主要用料 . 自 20 世纪 80 年代以来, 尼龙 11( PA11) 气制动塑胶管以其质量轻、耐腐蚀、不易疲劳开裂、便于安装、密封性好等优点开始替代金属管在国内汽车制造厂得以大量应用。 PA11 树脂来源单一、价格较高,为降低生产成本,国外许多汽车公司自 20 世纪 80、 90 年代开展了 PA11 替代 材料的研究,于是分子结构和基本性能与PA11 非常接近的 PA12 成为关注的焦点。尼龙瓦 PA12 可采用 石油裂解产物进行合成,随着合成技术、改性技术及制管工艺的不断进步, PA12 原来相比于 PA11较弱的
2、耐低温性能得到改善,由此大大加快了其在汽车上的应用步伐。目前, PA12材料已用于世界许多著名品牌汽车产品的制动管路系统中。 1、原料的不同 PA12 是从丁二烯线性,半结晶 -结晶热塑性材料。它的特性和 PA11 相似 ,但晶体结构不同。 PA12 是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能 。它有很好的 抗冲击性机化学稳定性 。 PA12 有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和 PA6 及 PA66 相比,这些材料有较低的熔点和密度,具有非常高的回潮率。PA12 对 强氧化性酸无抵抗能力 。尼龙套 PA12 的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流 动性很好。收
3、缩率在 0.5%到 2%之间,这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。 2、 PA11 和 PA12 的差异性分析 ( 1) .来源及供应商 PA11 是由蓖麻油提炼并经一系列反应而得到的高聚物,其价格和质量多少会受到农作物产量及收割季节的影响,而 PA12 来源于石油产品,更容易制备、提纯、聚合。 目前,全球仅法国 ARKEMA 一家公司生产 PA11,而 PA12 全球共有 4 家供应商(法国 ARKEMA、德国 DEGUSSA、瑞士 EMS、日本 UBE)。 PA12 不存在材料市场垄断背景,由此带来的材料技术、质量、价格的竞争有利于用户降低相关制品生产成本。 ( 2) .基本性能 P
4、A11 的分子结构式为: PA12 的分子结构式为: 这两种材料酰胺基中碳原子的数目分别为 11 和 12。 早期相关技术文献提供的 PA11 和 PA12 由于分子结构上的不同,导致两者 在材料及制品特性上的差别在于, PA11 熔点高出近 10 ,其较高的抗冲击强度以及管制品较小的硬度、环向应力和最小弯曲半径均使其表现出更为优秀的柔韧性。与 PA11相比,虽然 PA12 的高刚度及高强度提供了更高的爆破压力 , 但是其较低的抗冲击强度却会对相应软管制品的应用带来不利影响 。 在很长一段时间里, 尼龙瓦低温抗冲击性能被认为是 PA11 管和 PA12 管的最大区别 。以前只有 PA11 管
5、才能满足 SAE J844 对低温抗冲击性能的要求,这是因为当时的材料改性技术、周边技术(真空度设计、管体在线处理等)和挤出设备控制技术相对落后。随着工程技术人员对影响管子性能的成型条件及过程的深入研究, PA12 应用于气制动管的瓶颈已 被突破。目前,改性 PA12 的低温抗冲击性能完全可以达到 SAEJ844 的相关规定。 2001 年,在戴姆勒克莱斯勒公司作为最后一家认证并全部改用 PA12 管 的商用车主机厂之后,尼龙套欧洲几乎所有商用车主机厂都只使用 PA12 管 尼龙管的价格因为原料的不同差异也特别大,所以不能只是一味的看价格,一定要根据自己的实际用途来学则适合的尼龙管。 以上分析
6、表明,在推广 PA12 应用于气制动管的过程中,考核其低温柔韧性将是研究试验重点关注的内容之一。 二 PA12 PA11 PA66 PA6 具体有什么不同,各用在哪些地方 ? 尼龙 (Nylon,Polyamide,简称 PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得,也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得,与 PS、 PE、PP 等不同, PA 不随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化,熔点很明显,熔点: 215-225 。温度一旦达到就出现流动。 PA 的品种很多,主要有 PA6、 PA66、 PA610、 PA11、 PA1
7、2、 PA1010、 PA612、 PA46、PA6T、 PA9T、 MXD-6 芳香醯胺等。以 PA6、 PA66、 PA610、 PA11、 PA12 最为常用。 尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色(或乳白色)或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂,它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3 万。它们的密度均稍大于 1,密度: 1.14-1.15g cm3。拉伸强度: 60.0Mpa。伸长率: 30%。弯曲强度: 90.0Mpa。缺口冲击强度: (KJ m2) 5。尼龙的收缩率为 1%2%。需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率 100% 相对吸湿饱和时能
8、吸 8%.使用温度可 40105 之间。熔点: 215-225 。合适壁厚 2-3.5mm。 PA 的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变,所以水相对是 PA 的增塑剂,加入玻纤后,其抗拉抗压强度可提高 2倍左右,耐温能力也相应提高, PA 本身的耐磨能力非常高,所以可在无润滑下不停操作,如想得到特别的润滑效果,可在 PA 中加入硫化物。 PA 性能的主要优点有 : 1.机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属,比压缩强度与金属不相上下,但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度,比 ABS 高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优
9、于缩醛树脂。 2.耐疲劳性能突出,制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等 周期性疲劳作用极明显的场合经常应用 PA。 3.软化点高,耐热 (如尼龙 46 等 ,高结晶性尼龙的热变形温度高 ,可在 150 度下长期使用 .PA66 经过玻璃纤维增强以后 ,其热变形温度达到 250 度以上 )。 4.表面光滑,摩擦系数小,耐磨。作活动机械构件时有自润滑性,噪声低,在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用;如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热,则水油、油脂等都可选择。从而 ,做为传动部件其使用寿命长 . 5.耐腐蚀,十分耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油
10、,耐芳烃类化合物和一般溶剂,对芳香族化合物呈惰性, 但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱碱等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。 6.有自熄性,无毒,无臭,耐候性好 ,对生物侵蚀呈惰性,有良好的抗菌、抗霉能力。 7.有优良的电气性能。电绝缘性好 ,尼龙的体积电阻很高 ,耐击穿电压高 ,在干燥环境下,可作工频绝缘材料,即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。 8.制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度,能快速流动。易于充模,充模后凝固点高,能快速定型,故成型周期短,生产效率高。 PA 性能的主要缺点; 1.易吸水。吸水性大,饱和水可以达到 3%以上 .一
11、定的程度上影响尺寸稳定性和电性能,特别是薄壁件增厚影响较大;吸水亦会大大降低塑料的机械强度。在选材时,应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等。无毒性,但不可长期与酸碱接触。值得注意的是 ,加入玻纤后 ,尼龙的抗拉强度可提高 2 倍左右 ,耐温能力也相应得到提高 . 2.耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用 ,开始时颜色变褐,继面破碎开裂。 3.注塑技术要求较严:微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害 ;因热膨胀作用使制品尺寸稳定
12、性较难控制;制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度;壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形;制件后加工时设备精度要求高。 4.会吸收水、醇而溶胀,不耐强酸及氧化剂,不能作耐酸材料使用。 用途 尼龙主要用于汽车工业 ,电气电子工业 ,交通运输业 ,机械制造工业 ,电线电缆通讯业 ,薄膜及日常用品 .制造各种轴承 ,齿轮 ,圆齿轮、凸轮、伞齿轮、输油管 ,储油器 ,保护罩 ,支撑架 ,车轮罩盖 ,导流板 ,风扇 ,空气过滤器外壳 ,散热器水室 ,制动管 ,发动机罩 ,车门把手 .轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈
13、、电缆接头各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带,纺织机械工业设备零雾料,以及日用品和包装薄膜等。等。还有包装用带、食品用薄膜( 熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜)的产量也相当大。 成型及后处理 除 透明尼龙 外,其它尼龙都属于结晶性塑料,有较高的熔点,熔融温度范围较窄,热稳定性不好。 PA 较易吸湿,潮湿的尼龙在成型过程中,表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝,所得制品机械强度下降,所以加工前材
14、料必需干燥处理,可在 80-110 干燥6 小时,成型时允许含水量尼龙 6 和尼龙 66 为 0.1%,尼龙 11 为 0.15%,尼龙 610 为0.1-0.15%,最高不得超过 0.2%。注意, PA 类塑料在 90 以上干燥易引起变色。 PA 流动性好,易溢料,宜用自锁时喷嘴,并应加热。同时由于溶体冷凝速度快,应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值 0.03,而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感,但对温度更加敏感,降低熔体粘度先从料筒温度入手。成型收缩范围及收缩率大,方向性明显,易发生缩孔,变形等。 PA 再生料的使用最好不超过三次,以免引起制品变色或机械物理性
15、能的急剧下降,应用量应控制在 25%以下,过多会引起工艺条件的波动,再生料与新料混合必须进行干燥。 开机时应首先开启喷嘴温度,然后再给料筒加温,当喷嘴阻塞时,切忌面对喷孔,以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放,发生危险。在停机时要清空螺杆,防止下次生产时,扭断螺杆。 使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等,也可以混合成糊状使用,使用时必须量少而均匀,以免造成制品表面缺陷。 尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有 热处理法和调湿 法两种 。 a).热处理常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点
16、液体中,热处理温度应高于使用温度 10-20 ,处理时间视制品壁厚而异,厚度在 3mm 以下为 10-15 分钟,厚度为 3-6mm时间为 15-30 分钟,经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温,以防止骤冷引起制品中应力重新生成。 b).调湿处理调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的,其办法有两种:一沸水调湿法,二醋酸钾水溶液调湿法(醋酸钾与水的比例为 1.25:1,沸点 121 ) ,沸水调湿法简便 ,只要将制品放置在湿度为 65%的环境下 ,使其达到平衡吸 湿量即可 ,但时间较长 ,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为 80-100 醋酸钾水溶液调湿法 ,处理时间主要取决制品壁厚 ,当壁
17、厚为 1.5mm 时约 2 小时 ,3mm 为 8 小时 ,6mm 为 16-18 小时 . 常用商品尼龙介绍 尼龙 6,学名:聚已内酰胺 NH ( CN2)5 CO n ,英文名 polycaprolactam,简称 PA6。 化学和物理特性 PA6 是半透明 或不远明乳白色结晶形聚合物。燃烧成蓝底黄火焰,烧植物味。熔融温度较 PA66 低,加工性能比其他 PA 好。制件有较高冲击强率,载荷分散性、柔软性好,热塑性、轻质、韧性好、耐耐环己酮和芳香溶剂和耐久性好工作温度 80-1000C,低温脆化温度-20 至 -300C,熔点: 215 。热分解温度: 300 。密度: 1.13g cm3。
18、平衡吸水率:3.5。适于轻载荷条件下使用,具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性。有较好的消振,降噪能力。可作机器仪表、仪器零件、电线电缆的绝缘;用玻纤增强后可制作齿轮、泵叶。但 PA6 吸水性很大 ,饱和吸水率高达 10%左右,影响性能;又因介电常数较大,不宜用作高频低损耗材料。 PA6 的化学物理特性和 PA66 很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比 PA66 要好 ,但吸湿性也更强。弹性比 PA66 大,疲劳强度钢性,耐热性低于尼龙 66,因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用 PA6 设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高 PA6 的机
19、械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如 EPDM 和 SBR 等。对于没有添加剂的产 品, PA6 的收缩率在 1%到 1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到 0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。 典型应用范围: : 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。轻载荷,中等温度 (80-100)无润滑或少润滑情况。由于有很好的耐磨损特性,还 用于制造轴承。 尼龙 66 学名:聚亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺 N
20、H ( CN2)6 NH CO(CH2)4 CO n , 英文名 : polyhexamethyleneadipamide 简称 PA66。 化学和物理特性 PA66 在聚酰胺材料中 有较高的熔点 。它是一种半晶体 -晶体材料。 PA66 在较高温度也能保持较强的强度和刚度。 PA66 在成型后仍然具有吸湿性,其程度主要取决于材料的组成、壁厚以及环境条件。在产品设计时,一定要考虑吸湿性对几何稳定性的影响。尼龙 66 提供了各种特性 的最佳平衡性,并且是所有尼龙中最强状的。 同 PA6 相比, PA66 更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。 PA66 是 PA
21、 系列中机械强度最高、应用最广的品种。 其结晶度高,故刚性、硬度、耐热性都高,屈服强度较 PA6 和 PA66 大,摩擦系数小,耐应力开裂性良好,尤其是抗蠕变性是热塑性塑料中最强的品种之一;吸水率为 7%,工作温度 100-1200C。适于在中等载荷条件下使用,可制作盛载化学药物的瓶、管,其他用途类似于 PA6。 PA66 疲劳强度和钢性较高,耐热性较好,摩擦系数低,耐磨性好,但吸湿性大,尺寸稳定性不够。 为了提高 PA66 的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如 EPDM 和 SBR 等。 PA66 的粘性较低,因此流动性很好(但
22、不如 PA6)。这个性质 可以用来加工很薄的元件。它的粘度对温度变化很敏感。 PA66 的收缩率在 1%2%之间,加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到 0.2%1% 。收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上的相异是较大的。 PA66 对许多溶剂具有抗溶性,但对酸和其它一些氯化剂的抵抗力较弱 . 采用 PA6 材料 , 可以达到半透明效果 , 但耐温不理想 , 如采用 PA66, 则达不到半透明效果, PA66 比 PA6 的耐热性能要好, PA66 的刚性好, PA6 的韧性好,尼龙 66 的价格比尼龙 6 的贵,手感较尼龙 6 柔软,可做超细纤维,做高档服装面料 ,现在市场上质量好的羽绒面
23、料都用尼龙 66,手感滑腻,轻薄柔软,并有防羽效果。但染色较困难,不易上色,需要高温染色,色牢度也不是很好。 尼龙 66 和尼龙 6 同属聚酰胺纤维, 尼龙 66 是由己二酸己二胺缩聚而成;而尼龙 6 则是由己内酰胺缩聚而成。从分子结构上看,这两种纤维是非常相似的,所以两者的物理及化学性能也基本近似。所不同的是尼龙 66 相邻分子间的氢键结合得更加牢固,因此它的熔点高达 260 ,比 尼龙 6 要高出 40 左右,耐热性能比较优越。两者的织造和缝纫性能都还不错,但尼龙 66 的熔点较高,耐 热性能较好,弹性模量也更好,更适合制造耐热应变的产品, 如轮胎帘子线和耐热水洗涤织物以及梭织物。不过这都
24、是从细微的方面来区别的,实际上两者在服装用纺织品上的差别是不大的,主要用途差异在工业应用上,特别是在帘子线的用途上,尼龙 66 更加优秀。 典型应用范围: 应用:中等载荷,使用温度 100-120 度无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件。 PA12 聚酰胺 12 或 尼龙 12 特性及应用 PA12 是从丁二烯线性,半结晶 -结晶热塑性材料。它的特性和 PA11 相似,但晶体结构不同。 PA12 是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性机化学稳定性。 PA12 有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和 PA6及 PA66 相比,这些材料有较低的熔点和密度,具有非常 高的回潮率。 PA12 对强氧化性酸无抵抗能力。 PA12 的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流动性很好。收缩率在0.5%到 2%之间,这主要取决于材料 TodayHot品种、壁厚及其它工艺条件。常用于水量表和其他商业设备,电缆套,机械 凸轮,滑动机构及轴承等。 典型应用范围: 水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。