聚酰胺的结构与性能

发布时间：2013-08-08 10:18:16点击率：0

技术类别：塑料行业知识

【塑胶五金网】聚酰胺树脂的外观为白色至淡黄色的颗粒，其制品坚硬，表面有光泽。由于分子主链中重复出现的酰胺基团是一个带极性的基团，这个基团上的氢能与另一个酰氨基团上的羰基结合成牢固的氢键，使聚酰胺的结构发生结晶化，从而使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性等。聚酰胺的吸水率比较大，酰胺键的比例越大，吸水率也越高。不同品种的吸水率为聚酰胺6>聚酰胺66 >聚酰胺610 >聚酰胺1010 >聚酰胺11> 聚酰胺12。

表2-15 几种主要聚酰胺的性能

性能	聚酰胺6	聚酰胺66	聚酰胺610	聚酰胺1010	聚酰胺11	聚酰胺12	浇注聚酰胺
密度/(g/cm³) 吸水率/%	1.13～1.45 1.9	1.08～1.15 1.5	1.8 0.4～0.5	1.04～1.06 0.39	1.04 0.4～1.0	1.09 0.6～1.5	1.14 —
拉伸强度/MPa 伸长率/% 弯曲强度/MPa	74～78 150 100	83 60 100～110	60 85 —	52～55 100～250 89	47～58 60～230 76	45～50 230～240 86～92	77.5～97 - 160
中击强度(缺口)/(kJ/m²)	3.1	3.9	3.5～5.5	4～5	3.5～4.8	10～11.5	—
压缩强度/MPa	90	120	90	79	80～100	-	100
洛氏硬度/HR	114	118	111	—	108	106	—
熔点/℃	215	250～265	210～220	—	—	-	220
热变形温度(1.82MPa)/℃	55～58	66～68	51～56	—	55	51～55	—
脆化温度/℃	-70～-30	-25～-30	-20	60	-60	-70	—
线膨胀系数/×10^-5K^-1 燃烧性介电常数60Hz	7.9～8.7 自熄 4.1	9.0～10 自熄 4.0	9～12 自熄 3.9	10.5 自熄 2.5～3.6	11.4～12.4 自熄 3.7	10.0 自熄至缓慢燃烧 -	7.1 自熄 4.4
击穿强度/(kV/mm) 介电损耗/(60Hz)	22 0.01	15～19 0.014	28.5 0.04	>20 0.020～0.026	29.5 0.06	16～19 0.04	19.1 —

①力学性能聚酰胺具有优良的力学性能。其拉伸强度、压缩强度、冲击强度、刚性及耐磨性都比较好。但是聚酰胺的力学性能会受到温度以及湿度的影响。它的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度随温度与湿度的增加而减小。图2-3和图2-4分别为聚酰胺拉伸屈服强度与温度及吸水率的关系。

图2-3 聚酰胺拉伸屈服强度与温度的关系

图2-4 聚酰胺拉伸屈服强度与吸水率的关系

聚酰胺的冲击性能很好，而且温度及吸水率对聚酰胺的冲击强度有很大的影响。聚酰胺的冲击强度是随温度与含水率的增加而上升的。聚酰胺的硬度是随含水率的增加而直线下降的，如图2-5所示。

聚酰胺具有很好的耐磨耗性能。它是一种自润滑材料，做成的轴承、齿轮等摩擦零件，在PV 值(机械密封的工作能力值) 不高的条件下，可以在无润滑的状态使用。各种聚酰胺的摩擦因数没有显著的差别，油润滑时摩擦因数小而稳定。此外，聚酰胺的结晶度越高，材料的硬度越大，耐磨性能也越好。耐磨性能还可通过加入二硫化钼、石墨等填料来进一步改善。

图2.0.聚酰胺硬度与吸水率的关系

②电性能由于聚酰胺分子链中含有极性的酰胺基团，会影响到它的电绝缘性。聚酰胺在低温和干燥的条件下具有良好的电绝缘性，但在潮湿的条件下，体积电阻率和介电强度均会降低，介电常数和介质损耗也会明显增大。温度上升，电性能也会下降。

③热性能由于聚酰胺分子链之间会形成氢键，因此聚酰胺的熔融温度比较高，而且熔融温度范围比较窄，有明显的熔点。聚酰胺的热变形温度不高，一般为80℃以下，但用玻璃纤维增强后，其热变形温度可达到200℃。

聚酰胺的热导率很低，约为0.18 ～0.4W/(m·K)，相当于金属的几百分之一。因此在用聚酰胺做齿轮和轴承这一类的机械零件时，厚度应尽量减小。聚酰胺的线膨胀系数比较大，约为金属的5～7倍，而且会随温度的升高而增加。

④耐化学药品性聚酰胺具有良好的化学稳定性，由于具有高的内聚能和结晶性，所以聚酰胺不溶于普通溶剂(如醇、酯、酮和烃类)，能耐许多化学药品，它不受弱碱、弱酸、醇、酯、酮、润滑油、油脂、汽油及清洁剂等的影响，对盐水、细菌和霉菌都很稳定。

在常温下，聚酰胺溶解于强极性溶剂(如酚类、硫酸、甲酸) 以及某些盐的溶液，如氯化钙饱和的甲醇溶液、硫氰酸钾等。

在高温下，聚酰胺溶解于乙二醇、冰醋酸、氯乙醇、丙二醇和氯化锌的甲醇溶液。

⑤其他性能聚酰胺的耐候性能一般，如果长时间暴露在大气环境中，会变脆，力学性能明显下降。如果在聚酰胺中加入炭黑和稳定剂后，可以明显地改善它的耐候性。常用的稳定剂还有无机碱金属的溴盐和碘盐、铜和铜化合物以及亚磷酸酯类。

聚酰胺无臭、无味、无毒，多数具有自熄性，即使燃烧也很缓慢，且火焰传播速度很慢，离火后会慢慢熄灭。

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