尼龙(Nylon),化学名称为聚酰胺(polyamide,简称 PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—(NHCO)—的热塑性树脂总称。它是美国杰出的科学家卡罗瑟斯及其领导下的科研小组研制出来的第一种合成纤维,其出现是合成纤维工业的重大突破,也是高分子化学的一个重要里程碑。 尼龙的原材料通常是煤、水和空气,一般通过合成六亚甲基二胺和己二酸这两种基本化学物质,然后将它们混合在一起聚化而形成。常见的尼龙种类有尼龙 6、尼龙 66、尼龙 610 等。 尼龙具有以下特点: - **力学性能优异**:拉伸强度、冲击强度和刚性较好,耐磨性优良,综合力学性能优于通用塑料。 - **自润滑性好**:摩擦系数低,添加二硫化钼、石墨等填料可进一步提高耐磨性。 - **电绝缘性较好**:但电阻值会随温度和吸水率的增加而降低,介电常数和介质损耗会增大。 - **耐化学腐蚀性优良**:能耐烃类、油类及一般溶剂;但水和醇及其类似的化合物能使其溶胀,常温下可溶于极性的酚类化合物和氯化钙的甲醇溶液。 - **热性能方面**:熔融温度范围较窄,热变形温度不高,用玻璃纤维增强后变形温度可提升;热导率很低,线膨胀系数较大。 - **耐环境性**:在室内室温环境下性能稳定,长时间保持不变,但暴露在室外,尤其温度超过 60℃时,性能会逐渐下降。 尼龙的品种繁多,按照聚合机理分类,可分为由内酰胺开环聚合制得的尼龙 l(l 表示重复的内酰胺中的碳原子数),以及由二元胺和二元酸缩合聚合制得的尼龙 mp(m 和 p 分别为重复的二元胺和二元酸中的碳原子数)。常见的尼龙种类如下: - **尼龙 6**:由内酰胺在高温和引发剂的作用下开环聚合而成,是乳白色或微黄色的结晶聚合物,熔点215-225℃,玻璃化温度48℃,长期耐热温度105℃,连续使用温度65℃。它具有自熄性,吸水率较高,有优异的耐磨性、自润滑性,对烃类有机溶剂有强的耐溶性。 - **尼龙 66**:由等摩尔比的己二胺和己二酸在270-275℃下熔融缩聚而制得,是半透明或不透明的乳白色结晶聚合物,熔点260-265℃,玻璃化温度65℃,热变形温度70℃,加入30%玻璃纤维后可跃迁至250℃。其具有良好的绝缘性能,但电气性能会随温度和吸水率的增大而下降,还具有高强度、硬度、刚度和抗蠕变性能,优良的耐疲劳性,对多数的溶剂在高温下具有良好的耐受性,但易受无机酸、氯化溶剂及重金属盐的腐蚀。 - **尼龙 1010**:先将癸二胺和癸二酸合成聚酰胺1010盐,然后加热熔融,经脱水缩聚反应制得。为白色或淡黄色固体,无毒、无味,密度为1.03-1.05g/cm3,熔点195-210℃。它的吸湿性较低,耐寒性好,刚性大、耐磨性和自润滑性优良,富有弹性,抗冲击性好,介电性能较好,耐溶剂性好,能溶于浓硫酸、酚类和甲酸等,但不溶于烃、脂类、低级醇和一般有机溶剂。 尼龙可通过注塑成型、挤出成型、单体浇铸等方法进行加工,被广泛应用于汽车、电子电气、机械、日用品、体育用品等多个领域。例如,在汽车行业,尼龙可用于制造发动机部件、电气部件、车体部件及汽车管材等;在电子电气工业中,可用于制造电饭煲、电动吸尘器、高频电子食品加热器、空调器管、接线柱、开关和电阻器等;在机械工业中,可用于制造齿轮、涡轮、螺栓、螺母、罩壳等大型机械零件;在日用品方面,尼龙薄膜可用于食品包装;在体育方面,可用于制作滑雪板、球拍框、冰鞋、钓鱼竿、钓鱼线等。 然而,尼龙也存在一些缺点,比如吸水性大,尺寸稳定性差;耐热性和耐光性较差,保持性不佳等。但通过改性可以改善这些不足,拓展其应用范围。改性方法包括玻璃纤维增强改性、阻燃改性、透明改性、耐候改性等,以满足不同使用条件或环境下对尼龙性能的特定要求。 尼龙具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性等优点,随着技术的发展和改性研究的深入,其应用领域还在不断扩大。