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聚酰胺塑料的典型特点

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:若原料中含水量大,则会严重降低材料的性能。因酰胺基对氧敏感,易发生氧化降解,加热温度低于300℃,熔料滞留时间不宜超过30min。

聚酰胺塑料的典型特点

1.一般性能

多数PA塑料为极性、结晶型、牛顿流体型塑料,结晶度可达50%~60%。

外观呈半透明乳白色或淡黄色,或透明粒料。密度在1.02~1.20g/cm3,制品表面有角质感,坚硬光泽,无毒,无味,易着色。

吸水率高、吸湿性大,且随酰胺基比例增大而变大。按吸水性大小排序:PA46>PA6>PA66>PA610>PA1010>PA11>PA12>PA1212。塑料中含水量大或长期受潮会发生溶胀,在230℃左右会促使水与酰胺基发生化学反应,即常称为水解反应,使制品变色失去光泽,降低机电性能及尺寸精度。所以尼龙为水敏性塑料,加工前必须预干燥,并防止再吸湿,制品应进行调湿处理。

由于PA吸湿后对机电性能影响较大,因此在查阅性能指标时应注意测试条件,大多数厂商提供的数据常为DAM状态,即含水0.2%的模塑状态或相对湿度50%状态时的性能指标值。

PA成型收缩率大,且范围宽,与其他塑料相比:PP、PE>PA>PS、ABS。在PA系列中结晶度大的塑料收缩大,取向性大。通常,PA塑料只宜用作MT3级的制品。

PA透光率为50%~80%,是半透明塑料,薄膜及薄壁制品有透明性,但透明性不及PP、PE。当然,改性品种中也有透明的尼龙。

PA为中等阻隔性材料,对气体阻隔性强。其中,PA6的阻隔效果最好,对O2透过系数为25~40cm3·mm/(m2·d·MPa);PA66为15~30cm3·mm/(m2·d·MPa),对CO2透过系数:PA6为150~200cm3·mm/(m2·d·MPa),PA66为50~70cm3·mm/(m2·d·MPa);对H2O的透过系数:PA6为150g·mm/(m2·d·MPa)。另外,PA可与PE组成复合材料,用于真空保鲜防腐包装。

2.力学性能

PA的力学性能与结晶度有关,一般结晶度高,则强度高,刚性强。其中,PA6、PA66的强度最好,在常温下与其他塑料相比,强度排序:PC>PA66>PA6>POM>ABS。但随着温度的升高,其吸水量增大会迅速下降。

PA的冲击强度较高,但不及PC、POM,大于ABS。其冲击韧性会随温度及吸水率升高而增大,尤其湿度影响较大。通常,干燥状态及低温时韧性较差,对金属嵌件制品易发生应力开裂。在0℃缺口冲击试验时出现脆性断裂

PA耐磨性和耐摩擦性优异,主要表现在摩擦因数小而稳定,且各品种差别不大,在无润滑状态下对钢的静摩擦因数为0.6,动摩擦因数为0.1~0.3。PA有良好的自润滑性,PA塑料互相摩擦时摩擦因数仅为0.07。其耐磨性优异,磨损系数K=1.02×10-8mm3/(N·mm),小于RPVC、HDPE、PC及POM的。其中,PA1010耐磨性最好。此外,PA还有极好的耐油性,是一种常用的耐磨性塑料,尤其是用石墨、二硫化钼、F4等填料配制的填充料耐磨性更好。无润滑条件下,pv值达0.93MPa·m/s,极限pv值大于PC、F4、F46。因此,常用其作中等负荷,较高温度下工作的轴承等摩擦零件。一般PA只宜作摩擦热较小的制品。

PA的疲劳强度较高,一般可达拉伸强度的20%~30%,PA6、PA66的疲劳强度均可达22MPa左右,仅次于POM的(35MPa)高于PC的(10~14MPa)。以疲劳强度大小排序:POM>PBT、PET>PA66>PA6>PC>PSF>PP。

PA的硬度高,PA66的硬度为108~120HRR,PA6的硬度为120HRR;大于HPVC、PC的,但小于POM的。

PA抗蠕变性差,且抗蠕变性随湿度、温度的升高而迅速下降。其耐蠕变性稍优于PE、PP,但逊于ABS、POM,是塑料中抗蠕变性较差的品种,但其增强等改性品种可显著提高抗蠕变性能。

PA的耐应力开裂性差,由于PA塑料加工时体积变化大,冷却速度快慢对制品结晶度及均匀性影响敏感,因此易产生内应力,加工后制品宜进行退火处理或调湿处理。

3.热性能(www.xing528.com)

PA塑料的热性能特点如下:

1)耐热性一般,耐低温性良好。PA塑料热变形温度一般为50~75℃,最高使用温度为80~100℃,低于PC、PPO、POM的,高于PBT的;脆化温度为-40~-30℃。

2)属结晶型塑料,熔点明显。PA系列品种的熔点在180~280℃,玻璃化温度在60℃左右,分解温度>300℃,但在250℃以上会发生水解反应。若原料中含水量大,则会严重降低材料的性能。

3)PA为缓燃自熄性塑料,OI值24%~26%,发烟密度为1,是低发烟性塑料,耐燃等级为UL94V-1或V-2级。

4)热稳定性差。因酰胺基对氧敏感,易发生氧化降解,加热温度低于300℃,熔料滞留时间不宜超过30min。其热稳定性远比PP及PS差。

5)PA塑料热导率很小,仅为0.16~0.4W/(m·K);线胀系数大,但随结晶度增大而下降,随温度升高而增大。PA610的线胀系数最高,可达13×10-5K-1;PA6的较小,只有6×10-5K-1

4.电性能

PA塑料为极性材料,在室温时电绝缘性能良好,其体积电阻率为1013~1014Ω·cm与POM(共聚)、PET、PMMA的相似,但小于PVC、PP、PE、ABS等大多数塑料的。介电强度可达20~22kV/mm,与ABS、POM及绝缘PVC的相当,低于PE、PP、PS等。介电常数介电损耗正切值均较大。PA耐电弧性较好,达130~140s,低于POM、F4、PI、EP等高耐弧性材料,高于PE、PVC、ABS、PC等塑料。其绝缘耐热等级可达Y级。

电性能随酰胺基的比例增大而变化,酰胺基含量大,材料随温度及湿度增大电绝缘性会迅速下降,尤其吸水率对其影响更大。其中,PA6对此最为敏感,PA12受影响较小。故PA塑料只宜在常温或低温、湿度不大、中低频率的条件下制作电气制品。

5.耐蚀性

PA塑料耐蚀性良好,类似于酚醛及PVC,优于PC,但不及聚烯烃、聚甲醛等塑料。

在化学溶液中,PA可耐稀(弱)酸、碱、盐溶液,但长期浸泡会发生溶胀,不耐强酸、强碱和氧化剂,如浓硝酸、发烟硫酸、强盐酸甲酸,尤其氯化锌(钙)等无机盐对其腐蚀性很大。

在有机溶剂中,PA在常温下可耐大多数非极性溶剂,如醇、卤化或碳氢化物、酮、润滑油油脂汽油显影液、清洁剂等,尤其耐油性突出,对汽油、润滑油、动植物油都有很好的耐蚀性,但煤油松节油可侵蚀其外观。在常温下PA不耐酚、氯化钙饱和的甲醇溶剂,在高温下能溶解于乙二醇、冰醋酸、氟化醇、丙二醇三氯乙烯等。此外,PA塑料不宜长期接触有着色剂的介质,如果汁、咖啡、茶、唇膏等。

水溶液对PA有较大的侵蚀作用,因为水分子很容易侵入PA的分子间隙中,其氢原子会攻击酰胺基团,使大分子断裂,从而降低各项性能指标。这种水解反应在PA塑料熔融加工状态时反应速度更快,对性能破坏作用更大。对增强PA塑料,水分子还可使纤维与树脂结合界面脱粘,因此对PA塑料而言,水介质是不可忽视的腐蚀剂。

6.耐候性

PA塑料耐光照、耐湿性较差,在阳光下强度会下降,会变脆。PA的耐候性不及PC、PBT、HDPE、PPO,但优于POM、PP、PMMA,故通常作户外制品时需加入炭黑或胺类、酚类等抗氧化、抗光照等助剂。

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