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工程塑料分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類,與通用塑料相比:
工程塑料具有更高的力學強度,能經(jīng)受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件,具有較高的尺寸穩(wěn)定性,可在工程中作為結構材料,廣泛應用與機械、電子、汽車及航空航天領域。
五大通用工程塑料為:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚苯醚。
這次主要介紹聚酰胺的特點。
一、聚酰胺(PA,俗稱尼龍)大分子鏈中含有酰氨基的一類聚合物的總稱,是工程塑料中開發(fā)利用最早的品種,20世紀40年代主要作纖維,50年代后期逐漸用作工程材料。
常見品種:聚己內(nèi)酰胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一內(nèi)酰胺、聚十二內(nèi)酰胺等。
1.聚酰胺的分子結構:
脂肪族PA如PA-6、 PA-66、 PA-610典型的線型熱塑性聚合物。
PA的分子鏈上具有酰胺基(-CONH-),可以使分子間形成氫鍵,大分子鏈中氫鍵的含量增加,PA的力學性能、吸水率和熔點增大。
吸水率對制品的影響:
(1)吸水后尺寸變化,降低制品尺寸穩(wěn)定性;
(2)影響制品的力學性能。
2.聚酰胺的結晶性(具有較高的結晶能力)
3.相對分子質(zhì)量(力學強度的影響)
二、聚酰胺的性能
1.力學性能
PA是典型的硬而韌聚合物,剛性較低,但它的比拉伸強度大于金屬,比壓縮強度與金屬相當,可代替某些金屬材料。
PA的拉伸強度、彎曲強度和硬度隨溫度和吸水率的增大而降低,沖擊強度則明顯提高。
(1)PA具有優(yōu)良的耐磨性(PA-1010最佳),在PA中添加二硫化鉬、石墨或聚四氟乙烯粉末可進一步提高其耐磨性。
(2)PA具有優(yōu)良的耐疲勞性,添加玻纖可進一步增強其耐疲勞性。
(3)纖維增強PA成為主要手段,可提高其力學強度、沖擊強度、硬度、抗蠕變性以及耐熱性和尺寸穩(wěn)定性也大大提高。
2..成型加工性能
(1)由于PA的吸水性,加工前應在80~100℃下真空干燥6~10h。
(2)PA的熔體黏度對溫度敏感,加工過程中要使溫度和黏度相匹配。
(3)PA的熔程窄,一般在10 ℃左右,故要嚴格控制加工溫度,一般在PA熔點以上5~50 ℃,受熱時間不宜超過0.5h。
(4)PA具有較大的成型收縮率,對于使用溫度高于80 ℃或精度要求較高的制品成型后需進行退火處理。