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與常規(guī)尼龍(PA6、PA66)不同,通過(guò)引入新的合成單體,可以得到一系列有不同特性、可滿足不同使用場(chǎng)合的特種尼龍,主要分為高溫尼龍、長(zhǎng)碳鏈尼龍、透明尼龍、生物基尼龍以及尼龍彈性體等。
01.耐高溫——高溫尼龍
高溫尼龍是指可以長(zhǎng)期在150℃以上環(huán)境使用的尼龍材料。
高溫尼龍的耐高溫性能一般是通過(guò)引入剛性的芳香族單體得到。例如全芳香族尼龍,最為典型的就是杜邦的凱夫拉,其由對(duì)苯二甲酰氯與對(duì)苯二胺或?qū)Π被郊姿岱磻?yīng)制備,簡(jiǎn)稱PPTA,可以在 280℃ 的高溫下經(jīng) 200h仍保持良好強(qiáng)度。
但是全芳香族高溫尼龍加工困難,難以實(shí)現(xiàn)注射成型,所以脂肪族和芳香族結(jié)合的半芳香性高溫尼龍更受青睞。目前大部分高溫尼龍品種,如PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等等,基本都是直鏈脂肪族二胺和對(duì)苯二甲酸聚合而成的半芳香性高溫尼龍。
高溫尼龍廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零件,機(jī)械零件以及電氣/電子零件等。
02.高韌性——長(zhǎng)碳鏈尼龍
長(zhǎng)碳鏈尼龍一般是指分子鏈中亞甲基數(shù)目在10個(gè)以上的尼龍材料。
長(zhǎng)碳鏈尼龍一方面由于具有更多的亞甲基基團(tuán),因此具有高韌性及柔軟性。另一方面,分子鏈上酰胺基團(tuán)的密度減少使得吸水性大大降低,提高了其尺寸穩(wěn)定性,其品種有PA11、PA12、PA610、PA1010、PA1212等。
作為工程塑料中的重要品種,長(zhǎng)碳鏈尼龍具有吸水率低、耐低溫性能好、尺寸穩(wěn)定、韌性好、耐磨減震等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、通訊、機(jī)械、電子電器、航空航天、體育用品等領(lǐng)域。
03.高透明——透明尼龍
常規(guī)尼龍通常是半透明外觀,透光率在50%-80%之間,而透明尼龍的透光率一般在90%以上。
透明尼龍可由物理法和化學(xué)法改性得到。物理法是加入成核劑,使其晶粒尺寸減小到可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍,得到微晶態(tài)透明尼龍?;瘜W(xué)法是引入含側(cè)基或環(huán)結(jié)構(gòu)的單體,破壞分子鏈規(guī)整性,得到非晶態(tài)透明尼龍。
透明尼龍可用于飲料和食品包裝,還可制造光學(xué)儀器和計(jì)算機(jī)零件,工業(yè)生產(chǎn)用監(jiān)視窗,X射線儀的窺窗,計(jì)量?jī)x表,靜電復(fù)印機(jī)顯影劑貯囂,特種燈具外罩,食具和與食品接觸的容器等。
04.可持續(xù)性——生物基尼龍
目前大部分尼龍品種的合成單體都來(lái)自石油煉制路線,而生物基尼龍的合成單體是來(lái)自生物原料提取路線,比如阿科瑪通過(guò)蓖麻油提取路線得到氨基十一酸再合成尼龍11。
相較于傳統(tǒng)的石油基尼龍,生物基尼龍不僅具有顯著的低碳、環(huán)保優(yōu)勢(shì),還可以滿足不同性能需求的解決方案,比如山東凱賽生物基PA5X系列、阿科瑪Rilsan系列在汽車(chē)零部件,電子電器和3D打印行業(yè)等多方面已成功應(yīng)用。
05.高彈性——尼龍彈性體
尼龍彈性體是指有高回彈、輕質(zhì)等特性的尼龍品種,但值得一提的是尼龍彈性體的分子鏈組成并不全是聚酰胺鏈段,還有聚醚或聚酯鏈段,最常見(jiàn)的商業(yè)化品種是聚醚嵌段酰胺(PEBA)。
PEBA的性能特點(diǎn)主要有拉伸強(qiáng)度高、彈性恢復(fù)性好、低溫抗沖擊強(qiáng)度高、耐低溫性優(yōu)異、優(yōu)異額抗靜電性能等,被應(yīng)用于登山鞋、滑雪靴、消音齒輪以及醫(yī)用導(dǎo)管等。