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尼龙-610的结构、性能和应用大解析!

信息来源:admin | 发布时间:2016-4-17 | 浏览次数:1594

PA(尼龙)种类繁多,如上图所示,尼龙从结构上分类就至少有11类。其中PA6.10由于其吸水率比PA6、 PA66低,耐热性比PA11、 PA12好;因而受到了汽车、电器等材料工程师的青睐。

PA6.10(尼龙-610),又称聚酰胺-610,即聚葵二酰己二胺。呈半透明奶白色。其强度介于尼龙-6与尼龙-66之间。比重小,结晶性较低,对水、湿度影响较小,尺寸稳定性好,能自熄。主要应用于精密塑料配件,输油管、容器、绳索、传送带、轴承、衬垫、电气电子中的绝缘材料和仪表壳。


PA6.10

PA6.10是一种用于高科技产品且对环境影响很小的聚合物。其部分原料来源于植物,相对其他尼龙对环境更加友好;相信随着化石原料的紧缺,PA6.10将会得到越来越多的应用。

今天,我们主要通过将PA6.10 和PA66、PA12 作比较,来说明PA6.10 存在的优势和应用方向:

一.PA6.10来自哪里?


PA6.10的缩聚反应方程式

如上图反应方程式所示:PA6.10通过己二胺 (来自化石原料) 与癸二酰氯缩聚而成;其中,癸二酰氯由癸二酸得到,己二胺由己二腈得到;己二胺的具体生产流程请查看:

蓖()麻广泛分布在我国的南方地区


蓖()麻籽

癸二酸是一种生物基原料,它从蓖()麻籽中提取,这种植物主要种植于中国和印度的干旱地区,因此不会与人类农作物进行竞争。所以说PA6.10是一种部分原料来自生物材料的聚酰胺。回复“PA”查看更多

二.PA6.10 和PA66、PA12 的分子结构比较


PA6.10的分子式


PA66的分子式



PA12的分子式

 

尼龙分子和水分子形成氢键的机理

如上图,分别是PA6.10 和PA66、PA12 的分子式。酰胺基由于具有极性,易于水分子形成氢键(水为弱极性物质)故尼龙易吸水;尼龙中酰胺基的数量越多,理论上吸水性越强。故吸水性大小应该是:PA66 >PA6.10 >PA12。回复“PA66”查看更多

 

由于分子间的氢键作用,尼龙的耐热性良好。凡单体中含有偶数个亚甲基单体者,其聚合物分子链上酰胺基能够100%形成氢键,其余最多50%能形成氢键;故PA66 、PA6.10的酰胺基能100%形成氢键,PA12只能达到50%。另外,PA66 单位重量的酰胺基数量更多,氢键更“密集”;故耐热性大小应该是:PA66 >PA6.10 >PA12。


二.实际测试中,PA6.10和其他尼龙的比较

1. 原料64%为生物原料

64%原料来源于植物,来源于兰蒂奇(苏州)

PA6.10的原料之一为癸二酸,癸二酸来自于生物原料。癸二酸占到PA6.10所有原料的64%(质量分数)。

 

PA6.10和其他聚合物 (数据来自于文献) GWP比,来源于兰蒂奇(苏州)

图表显示:相比其他聚合物, PA6.10CO2排放最小;这主要原因归功于选用了对环境冲击非常小的生物基原材料。


GWP全称为Global Warming Potential,表示气体在不同时间内在大气中保持综合影响及其吸收外逸热红外辐射的相对作用。简单的来说,GWP是一种物质产生温室效应的一个指数。

按照惯例,以二氧化碳的GWP值为一,其余气体与二氧化碳的比值作为该气体GWP值。其余温室气体的GWP值一般远大于二氧化碳,但由于它们在空气中含量少,我们仍然认为二氧化碳是温室效应的罪魁祸首,温室效应60%由其引发。


2. PA6.10的吸湿性和饱和吸水率较低

尼龙系列的吸湿性和饱和吸水率对比,来源于兰蒂奇(苏州)

脂肪族聚酰胺由于含有酰胺基,易与水分子形成氢键,因此所得到的各种材料在使用时容易吸水,产生增塑效应,导致材料体积膨胀、模量下降,在应力作用下发生明显蠕变。

PA6PA66相比,相同分子量情况下PA6.10单位质量所含有的极性官能团较少;故显示出较低的吸湿性,且PA6.10饱和吸水率与PA12差距不大。回复“吸水”查看更多

3. PA6.10熔融温度和热变形温度较高

 

尼龙系列熔融温度和热变形温度对比,来源于兰蒂奇(苏州)

由图可以看出:PA66的熔融温度和热变形温度最高,PA6PA6.10PA6.12次之,PA11 PA12耐热性最差。

PA6.10的熔点和HDT接近于PA6,但明显高于PA11PA12。这些特性可用来作为评估PA6.10是否可用来替代PA11PA12的参考指标,将其应用于PA11PA12无法满足工作温度要求的产品,比如:柴油管路。


三.PA6.10在要求较高应用上的成功案例

在性能方面,PA6.10 的吸湿性和饱和吸水率显著优于PA6、 PA66,其耐热性能又比PA11、PA12要好。总的来讲,在PA系列中 PA6.10的综合性能稳定。在吸水性和耐热方面都有一定要求的领域,具有很大的优势。下面简单介绍一下 PA6.10的四种应用:

1.气动管

 

气动管

气动管用材料需满足以下五点要求:

1)符合ISO73378尼龙管试验标准

2)良好的耐候性及耐UV

3)易配色

4)可用于挤出加工工艺

5)耐化学腐蚀性好

2.卡车气动刹车管


卡车气动刹车管

卡车气动刹车管需满足以下五点:

1)需要承受强劲的刹车用气压,故耐爆破压力高;

2)低温抗冲性能高;

3)与ZnCl2CaCl2接触条件下,耐应力开裂性能稳定;

4)优异的韧性;

5)良好的尺寸稳定性。

3.燃油蒸汽管


燃油蒸汽管

燃油蒸汽管需满足以下五点:

1)老化前后爆破压力相差不大;

2-40℃低温及热老化后的耐冲击性好;

3)耐ZnCl2CaCl2 (SAEJ844)

4)波纹管严格的尺寸公差要求;

5)优异的挤出加工性能。

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4.燃油管接头


燃油管接头

燃油管接头需满足以下六点:

1)严格的尺寸公差要求;

2)吸湿后及燃油接触后尺寸变化小;

3)优异的低温抗冲性能;

4)长期耐燃油性能好;

5)耐ZnCl2CaCl2

6)耐老化。

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