2.5聚酰胺.ppt

第三章工程塑料 第1节聚酰胺 PA 1 1PA的定义与合成1 2脂肪族PA的结构 重点 1 3脂肪族PA的性能 重点 1 4聚酰胺的应用与改性1 5芳香族和透明PA 1 1聚酰胺的定义和合成方法 定义聚酰胺 俗称尼龙 是指分子主链上含有酰胺基团 NHCO 的高分子化合物 英文为polyamide 缩写为PA 聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料 尼龙 Nylon 的俗称就是来自与此 尼龙的最早发明商 美国杜邦公司曾宣传 尼龙比蜘蛛丝还细 比钢铁还强 1960年左右 聚酰胺开始被用做一种 工程塑料 PA的分类 PA的分类 脂肪族PA 芳香族PA 透明PA p型聚酰胺 mp型聚酰胺 p型与mp型聚酰胺的聚合方法1 p型聚酰胺的聚合可以通过氨基酸的缩聚或内酰胺的开环聚合 缩聚 开环聚合 2 mp型PA是通过二元胺与二元酸缩合而成的 m 二元胺中的碳原子数 p 二元酸中的碳原子数 二元胺和二元酸成盐 mp型聚酰胺的分子结构 1 2脂肪族聚酰胺的结构 链结构脂肪族聚酰胺是线形高分子材料 由亚甲基链段和极性基团 酰胺基 有规律交替链接而成 mp型脂肪族聚酰胺 p型脂肪族聚酰胺 聚集态结构1 氢键的概念氢键是极性很强的X H键上的氢原子 与另外一个键上电负性很大的原子Y上的孤对电子相互吸引而形成的一种键 X H Y 是 一种强力的有方向性的分子间力 2 聚酰胺中的氢键 聚酰胺中的氢键结构对其聚集态结构和最终的性能起到了决定性的作用 3 PA聚集态的特征 PA中的酰胺和亚甲基链段有规律交替排布 链较规整 酰胺基团间的氢键强作用 PA分子间作用力较强 PA分子上交替出现的亚甲基链段提供了较大的分子活动能力 脂肪族聚酰胺是结晶度较高的半结晶性高分子材料 结晶度一般在 30 4 PA的无定形态结构PA的上酰胺基团的吸水性对其Tg有重要的影响 在绝对干燥的条件下 不同PA的Tg相差不明显 但由于吸水率的不同 在潮湿环境下 Tg相差很显著 5 PA的结晶结构结晶度和球晶的类型和尺寸强烈依赖于结晶的条件 PA树脂成型品的结晶度在30 左右 结晶的熔点基本随酰胺基团的密度提高而增大 但也受亚甲基链段中亚甲基数是奇数还是偶数影响 亚甲基是偶数时结晶性更好 1 3脂肪族PA的性能 PA的基本特征PA为白色至淡黄色的颗粒 PA的密度为1 1 16g cm 3 制品坚硬有光泽 PA的吸水率很大 基本随酰胺基团的密度增大而增大 吸水率 PA6 PA66 PA610 PA1010 PA11 PA12 力学性能 软质PVC 硬质PVC PS PA PA具有良好的力学性能 拉伸强度 刚性 抗冲击性 都较好 但收到温度和吸水率的影响 温度和吸水率提高 拉伸强度 硬度下降 冲击强度提高 PA具有很好的耐磨性 是一种自润滑材料 吸水率对尼龙力学性能的影响 硬度 屈服强度 温度对PA力学性能的影响 电性能PA的电绝缘性干燥的条件下良好 但PA容易吸湿 导致绝缘性下降 热性能PA的熔融温度比较高 但热变形温度不高 一般 80oC PA的导热率相对于金属来比较很低 PA的线膨胀系数较大 耐化学药品性PA具有良好的化学稳定性和耐溶剂性 PA溶解于强极性或容易与酰胺基团形成氢键的溶剂或溶液 其他特性PA的耐候性一般 PA无毒 无味 不易燃烧 加工性能PA吸水率大 加工前必须干燥PA的熔体黏度低 流动性好 易成型加工 主要加工方法是注射和挤出成型 PA热稳定性差 加工时应避免高温 长时间 PA的成型收缩率大 1 4PA的应用与改性 PA的优点 机械设备 轴承 轴瓦 齿轮 泵叶轮 螺栓 风扇叶片等 电子设备 各种线圈骨架 机罩 集成线路板等 化工设备 耐腐蚀耐油管道 容器 过滤器等 建筑与民用 窗 门 窗帘导轨滑轮 安全帽 绳索等 PA的缺点 耐热性不高 1 5芳香族和透明PA 芳香族PA1 定义分子骨架上含有芳环的聚酰胺称为芳香族聚酰胺 目前工业化的有两大类 聚间苯二甲酰间苯二胺 Nomex 聚对苯二甲酰对苯二胺芳纶 1414 Kevlax 聚对苯二甲酰胺芳纶 14 B纤维 2 结构特征 苯环自身具有刚性 苯环与酰胺基团共扼作用 在对位芳纶中更强 酰胺基团间的氢键作用 3 性能特点高强 高模 耐高温 耐腐蚀 阻燃 电绝缘 不能热塑性加工 聚间苯二酰间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度 是常温时的60 脂肪族PA 芳香族PA 芳纶纤维制造的防弹衣 芳纶纤维用于制造防刺扎轮胎固特异的安特殊轮胎 防割手套 透明PA造成PA不透明的原因是什么 PA的结晶性 透明PA就是在PA分子链上引入侧基 破坏链的规整性 使其不能结晶 1 聚对苯二甲酰三甲基己二胺 Trogamid T 透明性超过PS和PC 仅此于PMMA综合力学性能优良 热变形温度130oC 2 聚2 2 双 4 氨基环己基 丙烷 壬二酸 己二酸三元共聚物 PACP 9 6 目前光学性能最好的高分子材料 综合力学性能与Trogamid T相当 但耐热性更好 热变形温度160oC 作业 写出尼龙6 尼龙66 尼龙610和尼龙1010的重复链节的结构 查阅