聚酰胺polyamide
聚酰胺為韌性角質狀半透明或乳白色結晶性樹脂，常制成圓柱狀粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般為1.5萬～2萬。各種聚酰胺的共同特點是耐燃，抗張強度高(達104kPa），耐磨，電絕緣性好，耐熱（在455kPa下熱變形溫度均在150℃以上），熔點150～250℃，熔融態(tài)樹脂的流動性高，相對密度1.05～1.15(加入填料可增至1.6)，大都無毒。但樹脂中的單體含量過高時，不宜長期與皮膚或食物接觸，各國對此常有食品衛(wèi)生方面的規(guī)定。缺點是吸濕性強，貯運中要避免受潮，加工前常需將樹脂烘干，否則制品易產生氣泡或表面缺陷。此外，在特殊需要光(熱)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性和沖擊強度的場合，純聚酰胺滿足不了要求，通常用改性的方法加以解決。
沿革 最早工業(yè)化生產的聚酰胺品種叫做聚酰胺66(即尼龍66)， 美國杜邦公司W.H.卡羅瑟斯于1937年公布第一個專利，制得聚酰胺纖維（尼龍絲）樣品，1938年建立了試驗工廠，1939年工業(yè)化生產裝置投入運轉。當時聚酰胺主要用于生產纖維、繩索和包覆材料。第二次世界大戰(zhàn)中這些材料在軍事方面的應用得到很大發(fā)展，戰(zhàn)后生產了薄膜和塑料。1941年，聚酰胺 6在德國投入生產，隨后又開發(fā)了聚酰胺 610。1950年法國開發(fā)了聚酰胺11。1958年中國試制成功聚酰胺1010，蘇聯(lián)試制成功共聚酰胺。1966年，在聯(lián)邦德國赫斯化學公司大規(guī)模生產聚酰胺12。1972年，美國杜邦公司又實現(xiàn)了芳香族聚酰胺的工業(yè)生產。70年代以后，聚酰胺的改性引起人們的極大興趣，特別是石油化工的發(fā)展，聚酰胺的原料路線轉向石油，成本逐年下降，產量逐年增長，使聚酰胺發(fā)展成為一類品種多、能夠適應于多種用途的高分子材料。
主要品種 聚酰胺品種的名稱，工業(yè)上習慣用單元鏈節(jié)所含碳原子數(shù)來表征，可以大體上按聚合物單體分為p型和mp型兩種。p型聚酰胺是由氨基酸H2N(CH2)p-1COOH（或內酰胺）制成的。 單元鏈節(jié)結構為:[-HN(CH2)p-1CO-]， 如聚酰胺6[-HN(CH2)5CO-]n；聚酰胺11[-HN(CH2)10CO-]n等。它們的名稱中 6和11分別表示單元鏈節(jié)中的碳原子數(shù)。mp型聚酰胺是由二元酸HOOC(CH2)m-2COOH與二元胺 H2N(CH2)pNH2制成的，單元鏈節(jié)結構為：
?、儆啥岷投穬煞N單體制成的聚酰胺 例如：尼龍66的生產，在聚合前先制成相應的鹽(尼龍鹽)，以便于嚴格控制兩種單體的等當量比，提高樹脂的分子量。尼龍鹽在加壓釜中于250～300℃下發(fā)生縮聚反應， 不斷排除水而降低壓力，最后根據(jù)用途不同，控制生成樹脂的粘度和分子量。將粘流態(tài)的熔體樹脂從釜中卸出，或經鑄帶冷卻、切粒即得到樹脂產品(或再送去紡絲)。連續(xù)法生產時，常采用預聚、前縮合、后縮合三個聚合釜的串聯(lián)流程。少數(shù)直接抽絲的方法(如尼龍 610鬃絲)采用界面聚合。
②由氨基酸或內酰胺一種單體制成的聚酰胺 例如:尼龍 6的生產單體在溫度約240～280℃，有催化劑存在下進行間歇式或連續(xù)式反應，反應過程包括水解、開環(huán)、加成，乃至最后的縮聚。未反應的單體分離出來返回反應系統(tǒng)。達到要求的樹脂由聚合釜卸出后，或送去切片，或去紡絲。間歇法與①法工藝類似，采用釜式反應器，成品樹脂還要用沸水萃取幾次，使低分子物含量降至1％～15％。連續(xù)法在管式反應器中進行。當物料自上而下流動時，大部水分被蒸發(fā)，管底是樹脂熔體，它流經鑄帶模，進入水槽中冷卻、切粒。此法設備簡單，生成的樹脂粘度均勻，生產率高，多用于尼龍6纖維生產。
此外，尚有單體澆鑄法（見澆鑄），即內酰胺單體在催化劑和助催化劑作用下，在塑料加工用模具中直接聚合成型。所得型坯稱澆鑄尼龍，經修整加工，即得制品。此法聚合速度快，樹脂分子量及機械強度、耐熱性等均高，宜用于生產大型制品，如軸瓦。亦可生產粒料或泡沫塑料或增強澆鑄尼龍。
?、鄯枷阕寰埘０贰∮煞枷阕宥柞Ｂ群头枷阕宥吩诘蜏叵陆浫芤壕酆线M行生產(見芳香族聚酰胺纖維)。例如：單體間苯二甲酰氯是由間苯二甲酸經氯化亞砜酰氯化制得的；單體間苯二胺可由苯硝化制得的間二硝基苯再經還原制得。間苯二甲酰氯和間苯二胺在低溫下的溶液聚合反應式為：
聚酰胺改性 主要方法是在聚合過程或加工過程中加入適量的添加劑，以賦于樹脂多種不同的特性，使之適于多種不同的使用場合。常用的添加劑有：①穩(wěn)定劑，包括熱穩(wěn)定劑和光穩(wěn)定劑（見塑料助劑），它們分別能提高聚酰胺的抗氧化性和耐光性，制得防老化尼龍。若加入細分散的炭黑2％（質量），聚酰胺便可在室外長期使用。②常用玻璃纖維增強材料，制成增強尼龍以提高剛性，降低蠕變性（見圖），
在有些情況下，把聚酰胺加工成質地柔軟的制品，如軟管、電纜、接頭等，也要加入增塑劑（如脂肪族二元醇和芳香族氨磺?；衔铮Ｄ猃?6中留存的少量單體，也起到調節(jié)剛性的作用，為改善聚酰胺在模壓和注塑時的充模性能，常加入少量蠟和金屬皂類，作為潤滑劑。
另一種改性的方法是共聚，共聚尼龍是良好的包覆材料和襯墊密封材料;聚酰胺與聚烯烴嵌段接枝共聚，可大幅度提高沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性，降低吸濕性，甚至可制成易加工、低成本的塑料制品。這種解決聚酰胺缺陷的有效途徑，是近年來發(fā)展改性品種的方向之一（見多組分聚合物體系）。
在提高性能、發(fā)展品種方面，還有透明尼龍、尼龍彈性體等具有特殊性能的新品種問世。
成型加工 主要方法是注射成型和擠出成型，聚酰胺熔體流動性高，易于充滿模腔，也易于溢料，所以噴嘴處常設有單向閥。常見的注塑制品是機械和電器用零件。擠出成型時，常采用電熱圈加熱的長機筒，螺桿分成計量段和驟壓縮段。擠出制品有管、膜、包覆線，擠出的聚酰胺管上還可再敷一層尼龍單絲，制成優(yōu)于橡膠管的高壓尼龍管。制品的設計一般與金屬件相同。但需考慮到長時間的載荷會使聚酰胺發(fā)生蠕變；還應盡量避免應力集中的尖角。裝配時，可用熱封、超聲焊，各種機械連接方法，以及用含水量12％的水溶性酚醛樹脂或間苯二酚樹脂的乙醇溶液作膠粘劑，進行膠接。
用途 聚酰胺塑料制品廣泛用作各種機械和電器零件，其中包括軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、襯套、輸油管、貯油器、繩索、傳動帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭等。還有包裝用帶、食品用薄膜（熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜）的產量也相當大。美國孟山都公司開發(fā)適用于反應注射成型的聚酰胺塑料，又稱RIM尼龍， 很受各國注目，一些國家制成了玻璃增強RIM尼龍大型汽車殼件，使聚酰胺在與金屬材料的競爭中，在汽車制造業(yè)減輕重量、節(jié)能和降低成本等方面找到了又一途徑。
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