尼龙(聚酰胺,Polyamide简称PA)是五大工程塑料之首,它是由重复的酰胺基团(-CO-NH-)构成的长链聚合物。具有良好的机械性能、耐磨性、自润滑性和化学稳定性。尼龙家族根据分子结构的不同,分为多种类型,每种类型都有其独特的性能和应用领域。
本文是塑料从业者认识尼龙启蒙篇,塑料君少讲概念,也不刷专业知识,不会单调而乏味,本文涉及尼龙家族、15品类商用PA点评、先讲PA6/PA66、讨论其他PA过程,以这两款基础尼龙为参考点,高温尼龙以PA46为参考,塑料君做全网最全、最系统的尼龙初步认知,老规矩,先上图:
入门塑料人眼里的尼龙:
PA66/PA6
PA6(聚己内酰胺)和PA66(聚己二酰己二胺):这两兄弟是最常见的尼龙材料,产能用量占了尼龙产量规模的90%,而全球尼龙产能才1千多万吨!而PA6超过600万吨,PA66超过300万吨,PA6是最便宜的尼龙,其次PA66!
PA6/PA66原料颗粒
那么PA6和PA66区别在哪里?有什么不同?
1.PA6(聚己内酰胺):常用于需要良好韧性、加工成型多样性,经济实惠:
汽车零部件(如齿轮、轴承、风扇叶片),电子电器产品(如外壳、连接器),日用品(如餐具、工具把手),纺织品和纤维(如地毯、绳索)
2.PA66(聚己二酰己二胺): 更倾向于用于需要高强度、高刚性、耐热和耐磨性的场合,如:
汽车工业(如引擎盖下的部件、刹车系统组件),工业机械(如齿轮、滑轮、泵体部件)
电气和电子行业(如接插件、开关),高性能纤维(如安全气囊、工业丝)
加工注意事项:PA6和PA66都容易吸收水分,加工前通常需要进行干燥处理,以减少水分对最终产品性能的影响。
PA6/PA66比较
总结:PA6、PA66都是常规尼龙,主要区别点PA66更耐热,如汽车发动机舱的PA加纤阻燃料多是PA66,由于结晶快PA66加工性相比更好,比如尼龙扎带,要求加工速度快,润滑性PA66更好,对于耐磨要求链接器件,其他方面半斤八两!应用领域有所不同,选择哪一种尼龙取决于具体的应用需求,包括所需的强度、韧性、耐热性、耐磨性以及是否需要在潮湿环境中保持尺寸稳定性,PA6的核心竞争力就是成本低5-8K/吨。
老练塑料人眼里的尼龙:
专业塑料人眼里的尼龙:
尼龙大家族合影
3.PA46(聚酰胺46,聚己二酰丁二胺):由荷兰DSM在其Stanyl品牌下首次商业化,塑料君把PA46放C位,主要原因①高温尼龙届的急先锋!PA46产业化,拉开了高温尼龙研发应用的高潮。此后,新品种如 PA6T、PA9T 等不断应运而生并走向市场成熟化。②未增强树脂里面最耐热,不加纤熔点295度热变形干到280,即使1.8Mpa也能上180度,③最优的流动性、好加工,④高温尼龙里面最耐磨,润滑性好,应用:轴承、齿轮、高温应用。价格不便宜。
PA46原料
其他高温尼龙:PA6T、PA9T、PA10T,PA4T等各种 PA+数字+T,也可以直接统称叫他们PPA,半芳香族尼龙,长碳链尼龙等:耐热性好,加纤增强跟PA46一样高,甚至个别PA6T、9T改性后,热变形温度达到290+,但树脂耐热性最好还是PA46,在PAXT系列高温尼龙,耐化学性优秀、尺寸稳定性高。主要应用:电子元件、连接器、LED封装。先看图:
4、PA6T(聚对苯二甲酰己二胺):由三井化学、杜邦、索尔维等生产,熔点 320+℃,玻璃化温度 180℃,热变形温度(玻纤增强)290℃,优势:①比PA46吸水率低!耐焊接性优异,耐化学品性优异,②比PA46尺寸稳定性优异,高温刚性优异,吸水率低,好加工韧性一般。高温尼龙里面性价比的王者,全新料加纤做到3W+一吨。
PA6T原料
5、PA9T(聚癸二酰壬二胺): 由可乐丽生产,熔点 306℃,优势:①相比PA46高温刚性优异,②尺寸稳定性比PA46优异,可以做PA46不适合做的精密连接件,流动性也可以,韧性优异,适用于电气电子、汽车、纤维等行业。
PA6T/9T原料
6、PA10T (聚对苯二甲酰癸二胺)由EMS、Arkema 等生产,熔点 316℃,优势:①相比PA46高温刚性优异,②尺寸稳定性优异,流动性也可以,③韧性优异、超高冲击强度,高温尼龙里面最佳!在汽车、电子电气、LED、饮水系统等领域有所应用。
EMS PA10T改性树脂
7、PA4T (聚对苯二甲酰丁二胺):由于以上PA6-9-10T不断对标PA46开始各种摩擦后,DSM推出了PA4T熔点高达325°C,加纤改性后,热变形温度(HDT)甚至高达300+°C,在室温和高温下均表现出高机械强度和刚性,PA4T不仅继承了自家PA46部分优势,还几乎综合了以上PA**T的所有优点。搬回一局!不过价格也感人,动不动上百的价格!
以上是塑料君通过4种高温尼龙PA**T与PA46简单对比,这四种材料在耐高温、机械性能和化学稳定性方面表现出色,但各自性能存在差异。实际选用时应依据具体使用场景和需求来决定。
高温尼龙应用1
高温尼龙应用2
8、MXD6尼龙 (间苯二甲胺与己二酸的聚合物)尼龙MXD6具有非常突出的气体阻隔性能、综合物性优于PA66接近于PPA,良好的耐热性和尺寸稳定性。耐温稍微低于PPA体系,具有高强度和刚性。阻隔尼龙就是它了,MXD6有良好的阻隔性、耐热性和机械强度!MXD6尼龙以其出色的气体阻隔性能在包装和汽车应用中脱颖而出。在很多耐水解、耐气体阻隔要求的高温需求产品中得到很好的应用。
以上常规尼龙、耐高温尼龙点评完,下面进入低温尼龙、韧性尼龙,如PA11、PA12透明尼龙弹性材料!低比重、耐寒抗冲!
9、PA11(聚十一内酰胺):由蓖麻油提炼,是一种生物基材料,因此被认为更环保和可持续。优异的冲击强度、熔点约为200°C,耐热低于PA6,低温韧性好很多、良好的化学稳定性。应用:管材、油箱、包装材料、电缆护套。
阿科玛PA11原料
10、PA12(聚十二内酰胺):通过丁二烯线性化制备石化基材料,高透明,记忆尼龙就是说PA12,眼镜框树脂材料,熔点175°C到185°C之间,但改进后的PA12在热性能方面与PA11接近,耐低温冲击,良好的耐化学性和耐油性,较低的吸湿性,尺寸稳定性优秀,尼龙中缩水率最低。应用:燃油系统、液压系统、电子元件,眼镜等。
EMS透明PA12
PA11和PA12两种尼龙性能接近,选择通常取决于具体应用的需求,包括成本、性能要求(如温度范围、化学稳定性、强度)、加工便利性以及环境考量。PA11环保属性使其成为优选;而在其他情况下,PA12的成本效益和良好的综合性能可能更适合。
10、PA610(聚癸二酰己二胺):是一种半透明或不透明的乳白色结晶型聚合物,参考PA6,熔点225,耐热性但略高于PA6、对比普通尼龙PA6/PA66两兄弟,优势:①PA610具有较好综合机械强度,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都较为出色。②吸水率相对较低,尺寸稳定性高,常用于刷子的尼龙丝。应用:电气部件、齿轮、轴承。
PA610原料
11、PA612(聚十二酰己二胺):相比普通PA6/66,①有更低的吸水率和密度,②尺寸稳定性好的优点,这点可以参考PA610,③有较高的拉伸强度和冲击强度,透明度高。尼龙612耐磨性好、耐化学性佳,耐温接近PA6,主要用于制高级牙刷和其它工业用鬃丝,也可用于输油管、耐油绳索、传送带、轴承、衬垫等电子元件。
PA612应用于尼龙刷
12、PA1010(尼龙 1010):是中国在 1958年研制,由蓖麻油做原料提取癸二胺及癸二酸再缩合而成。它的两种主要单体均来自蓖麻籽,是一种可再生的生物基尼龙材料。熔点205-210、耐热、强度、密度略小于PA6。对比PA6在应用上,优势:尼龙 1010 侧重吸水率低,尺寸稳定。和韧性。耐磨损性能出色。跟上面PA612和PA610有类似性能和应用。由于价格也不美丽、产能低很难推广开来。
13、PA1212(尼龙 1212):是一种长碳链尼龙,P熔点通常在 178 - 180℃,长期使用温度一般在 140 - 150℃左右,这个与PA12重合。对比PA6、PA66具有吸水率低,尺寸稳定性好。耐磨损性能较好。适用于需要高精度和耐磨损的场合配件,具有良好的柔韧性和低温韧性,耐低温非常出色。但价格也不美丽,参考PA12!
14、PA56(聚酰胺56)是一种新型的生物基尼龙,前面提到的PA11也是生物基尼龙,PA56由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成。熔点大约在260℃左右,强度、柔软度、吸湿性、回弹性和耐低温性能接近于PA66,优势:生物基更环保,柔韧性略优于PA66,纺丝手感柔韧性好,缺点:生物基尼龙价格都不给力,PA56接近PA66的性能,却要承受两倍的价格,推广极难。
生物基PA56原料
15、PA尼龙弹性体:也称为热塑性聚酰胺弹性体(Thermoplastic Polyamide Elastomers, TPAE),是一种尼龙如PA11、PA12基础上改性,由聚酰胺硬链段和脂肪族聚酯或聚醚软链段构成的嵌段共聚物。这种材料结合了尼龙的强度和弹性体的柔韧性,可以理解性能为PA11/12+TPU的组合,从高拉伸强度、耐低温、弹性恢复性、耐磨性和耐化学性展现出一系列优异的性能,是塑料弹性体里面钻石段位。主要生产公司产品有阿科玛pebax、赢创TPAE等,这个在高端运动鞋、运动器材上等领域有增长的趋势。
TPAE尼龙弹性体
专业跑鞋如特步减震旋pro就采用了尼龙弹性体
由于篇幅受限,先讲到这,如果大家喜欢,往后一年里塑料君将会把每一种尼龙材质拆分出来,每一个品类做一个专题,从发展、性能、详细到具体应用。
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