尼龙66研究与应用毕业设计论文(编辑修改稿)

尼龙66研究与应用毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

方法对尼龙 66进行改性，开发出一系列高性能、高功能化、性能各异、用途专一等改性尼龙 66 新品种，以满足市场的需求。 改性的基本方法 尼龙 66 的改性包括物理改性和化学改性两个方面。 凡是能通过机械、物理、化学等作用使尼龙 66 原有的性能得到改善都可称为尼龙 66 的改性。 尼龙 66改性的应用范围也很广泛，几乎所有的尼龙 66 树脂的性能都可以通过改性的方法得到改善，如外观、耐老化性能、耐磨性、阻燃性及成本等方面。 所谓物理改性是指在整个改性过程中不发生化学变化或者只发生极小程度 的化学反应的一类改性方法。 物理改性主要靠不同组分之间物理作用，如吸附、络合或氢键等作用以及整个组分本身的力、形变及形态变化而实现改性目的的方法。 物理改性是一种简单、快捷、经济的改性方法，可以在加工过程中自行实现，因而被广泛采用。 化学改性是指在改性过程中聚合物大分子链的主链、支链、侧键及大分子链之间发生化学反应的一种改性方法。 尼龙 66 的化学改性包括不同单体之间的共聚反应、大分子链的接枝反应、大分子链之间的交联反应等。 共聚合改性 通过选择合适的单体，采用与普通尼龙 66 基本相同的聚合方法 ，以达到改善普通尼龙 66 某些特性如透明性、柔软性、结晶性、溶解性等为目的的改性方法。 1. 尼龙 66 与己内酰胺共缩聚 聚合过程中加入一定量的己内酰胺进行共聚，使其相对分子质量及其分洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 子量分布更加趋于合理，破坏了尼龙 66 分子链排列的规整性，适当降低其结晶度，增加了端胺基含量，从而降低了尼龙 66 的熔点，改善了流动性和染色，提高了产品的韧性、可纺性 [3]。 2. 尼龙 66 与二聚酸共缩聚 尼龙 66 聚合过程中添加具有 C 36 长的主链和 2 个大的烷基支链的二聚酸进行共缩聚，可降低 其密度、熔点、吸水率，显著提高柔性和缺口冲击强度。 二聚酸的存在可促进共聚物的α 、β 相减少和细化，还可抑制酰胺基团的活性有利于改善尼龙 66 的热稳定性 [4]。 3. 尼龙 66 与聚烯烃接枝共聚 尼龙 66 接枝共聚纯净无杂质的聚烯烃可得超韧尼龙 66 ，其加工性能优异、韧性非常好。 该产品可用于生产耐温、耐冲击、自润滑的工程塑料制品，如发动机排气罩、汽车塑料件、机器零件等 [5]。 共混改性 1. 填充 /增强改性 通过添加长度 /直径比较大的纤维类材料，以提高尼龙 66 塑料拉伸 强度为主要目的的改性方法称为增强改性；通过添加合适的廉价无机填料，以降低成本为主要目的的改性则称为填充改性。 在尼龙 66 树脂中加入玻璃纤维增强材料，通过挤出机挤出成型、切粒。 其改性切片不仅可保持尼龙 66 树脂的耐化学药品性、加工性等优点，而且其力学性能、强韧性能、自润滑性、耐溶剂性、耐磨、耐寒、易成型均得到大幅度提高，尺寸稳定性也得到明显的改善。 这类改性树脂有很大的应用范围和市场，比如电钻和电机外壳、手柄、和梭子等，也可加工成管、棒等型材 [6]。 2. 增韧改性 通过添加合适的增韧材料，以提高尼龙 66 的冲击强度为主要目的的改性方法。 常见的增韧方法是共混弹性体 /塑性体增韧和刚性非弹性体增韧。 (1)采用熔融拉挤工艺制备长玻璃纤维增强增韧尼龙 66 切片。 该改性切片具有拉伸强度大、弯曲强度大、冲击强度高、成型收缩率小等优异性能，其力学性能超过短玻璃纤维增强增韧尼龙 66 的性能，已达到了汽车专用料标准 [7]。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 (2)尼龙 66 与橡胶弹性体共混。 目前最常用的方法是将橡胶弹性体与马来酸酐进行熔融接枝，使所制备的接枝共聚物带有二酸酐官能团。 由于两者界面间化学键的形成显著提高了弹性体与尼龙的界面相容性，从而大大提高 了共混物的韧性。 (3)尼龙 66 与聚苯醚的共混改性 [8]。 此共混物属非相容性聚合物合金，自20世纪 70 年代开发以来逐步受到人们的重视。 这类合金的主要特点是：冲击强度高，即使在 20~30 ℃下也不呈现脆性破坏；刚性随温度变化无明显下降，抗蠕变性、尺寸稳定性、耐药性优良并且吸湿性低。 其最大的优点是具有约 160 ℃以上的在线喷涂的耐热性。 该共混物可作为汽车外板材料、车轮罩盖等。 3. 尼龙 66 阻燃改性 通过添加合适的阻燃材料，用以提高尼龙 66 阻燃性能为主要目的的改性方法。 尼龙 66 是结晶性 聚合物，如不加阻燃剂，其阻燃性较差。 随着电子电气工业及其它特殊行业的迅速发展，尼龙 66 面临的使用环境也越来越苛刻，如高温、高湿、高电压和高负荷等。 因此，对尼龙 66 的性能提出了更高的要求，需要其在保持高力学性能的前提下，阻燃性能得到进一步提高。 尼龙 66 常用的阻燃剂有卤系、 氮系、磷系以及无机阻燃剂等。 目前对尼龙 66 阻燃改性的研究越来越受到人们的关注 [9]。 增塑和润滑改性 通过添加合适的增塑剂，以提高尼龙 66 塑料的柔韧性为主要目的的改性方法，称为增塑改性；通过添加合适的润滑剂，以提高材料 的润滑性能、降低系数为目的的改性，则称为润滑改性。 1. 尼龙 66 增塑改性 尼龙 66 在室温下干燥时，其玻璃化温度将降低；当温度超过玻璃化温度时，尼龙 66 的韧性、柔性将随温度的升高而增加。 但在正常或者较低的温度下，尼龙66的柔韧却不能满足某些特殊的需要。 常用增塑剂甲醇、乙醇、丙醇、磺酰胺等对尼龙 66 进行增塑改性。 其改性切片具有耐油性、耐磨性和耐热性等特点。 2. 尼龙 66 润滑改性 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 尼龙 66 集强度、硬度、韧性和好的耐磨特性于一体，可用作齿轮和轴承材料。 但与金属、陶瓷材料相比其性能仍然有待提 高。 为了进一步提高其性能，通常对尼龙进行润滑改性 [ 910 ]。 所用的润滑剂一般有聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼和金属粉末等。 尼龙 66 热稳定改性 应用于尼龙 66中的热稳定剂与一般意义上塑料热稳定剂不同，主要是指抗氧化剂。 所谓抗氧化剂也称“防老剂”，是一类化学物质，当其在聚合物体系中少量存在时，可以延缓或迎制聚合物的氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命 [11]。 纳米改性尼龙 采用无机填料填充改性可降低成本 但研究结果表明：在 PA66 中加入刚性粒子时 ,通 常在提高材料刚性的同时 ,降低了材料的韧性填充量越高 ,其作用越显著 , 近年来聚合物基有机 /无机纳米复合材料作为材料科学的一支新秀，已引起人们的 广泛关注这类材料具有有机和无机材料的特点，并通过两者之间的耦合作用产生出许多优异的性质，有着广阔的发展前景，是探索高性能复合材料的一条重要途径。 [12] 纳米硫酸钡增强增韧尼龙 66 将纳米级的填料通过共混、插层、原位聚合等方法均匀地分散到聚合物基体中 ,利用填料的纳米尺寸效应 ,大的比表面积以及强的界面作用力 ,将填料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及 介电性完美地结合起来 ,可望获得优异的综合性能。 通过熔融共混法制备了纳米硫酸钡增强增韧尼龙 66 复合材料 ,尼龙 6 6 复合材料的韧性、刚性和强度均有所提高。 纳米硫酸钡对尼龙 6 6 有显著的增强增韧作用 ,在质量分数为 3% 时 ,增强增韧尼龙 66 的力学性能最优 ,对比空白样 ,缺口冲击强度提高了 %,弯曲强度和模量分别提高了 %和 %,拉伸强度和模量稍有增加。 【 13】 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 研究展望 从以上综述可以看出，国内外在该聚酰胺改性技术领域的研究有了较大的发 展，但大都停留在试验阶段，其中纳米填充以及纳米 和晶须复合填充的方法得到综合性能优异的合金材料具有较好的工业化前景，但合金制备和改性的加工工艺还有待进一步研究。 相容性问题的解决仍然是共混改性的关键。 聚酰胺带有极性较强的酰胺基团， 与非极性的聚烯烃类弹性体共混时，两相之间的相容性较差相分离现象严重，的开发研制成为合金性能提高的主要制约因素。 采用纳米填充以及纳米和晶须复合填充的方法，对合金改性来弥补共混后降低的性能期望得到综合性能优异的合金材料。 在共混过程中熔体粘度增大，流动性降低使加工难度加大在获得高韧性材料的同时不损失流动性的问题还有待于解决。 尼龙采 用无机填料填充改性可降低成本，但在尼龙中加入刚性粒子通常在提高材料刚性的同时，降低了材料的韧性，填充量越高其作用越显著而采用弹性体增韧尼龙，使材料提高了韧性，改善了低温冲击性能，但又使刚性和耐磨性能下降。 为了提高材料的综合性能，降低成本，可采用弹性体刚性体三元共混复合的办法，以获得增韧耐磨尼龙。 无机物如晶须纳米材料等填充改性合金时，两组份界面之间较好的结合以及无机填充材料的无损加工是仍未解决的问题，对于填料的表面处理及加工工艺还需要进一步的探索。 【 14】 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 第 4 章 PA66 应用现状与前景 PA66 应用现状 国外现状 １９３５年美国杜邦公司的卡罗瑟斯等人在实验室中用己二酸和己二胺制成了尼龙６６，发现这是一种具有重大意义的工业原料。 １９３７年公布了第一个专利，制得尼龙纤维（尼龙丝）样品。 １９３８年建立了试验工厂．１９３９年建立工业化生产装置并投入运营。 当时尼龙６６主要用于生产纺丝纤维、绳索和包覆材料 等。 在第二次世界大战中，这些材料在军事方面的应用也得到了很大发展。 战后在其它领域的应用被逐渐 开发出来，出现了尼龙６６薄膜和尼龙６６塑料等其它品种。 国外的尼龙 ６６ 生产商比较集中，主要有 美国的杜邦、英威达和首诺，德国的巴斯夫，法国的罗地亚，意大利的兰蒂奇和日本的旭化成等公司。 他们都有成熟的生产技术，特别是都有配套的原材料生产技术加工工厂，生产规模也比较大，因此在长期的竞争中具备成本领先优势。 国内状况 我国尼龙６６的发展是从７０年代后期才开始的，先是辽阳石油化纤公司从法国罗地亚引进了己二腈、 己二胺、６６盐以及聚合等技术，开始了中国式的尼龙６６产业化生产。 之后神马又从日本旭化成引进了尼 龙６６工业丝的生产技术，进行尼龙６６产品的后加工生产。 到９０年代，神马又分别引进意大利 和日本的 生产技术，建设了己二胺、己二酸、６６盐和聚合等系列配套项目，使中国的尼龙６６生产日渐规范化和技术领先化。 近几年，随着国内市场对尼龙６６需求的快速增加，神马又投资了大量资金，迅速将系列产品 进行了规模化扩建。 目前已拥有尼龙６６盐２０万吨，尼龙６６树脂１２ .５万吨，工业丝和帘子布１０万吨的 生产能力，在规模上位居亚洲第一、世界第五的水平。 另外，在国内尼龙６６行业的发展过程中，辽化公司由于在前几年的激烈竞争中退出市场，现在又有 三家民营企业相继投产了尼龙６６聚合装置，他们分别是江苏华洋、江苏鹏发和泉洲 世腾等。 国内尼龙６６行业的飞速发展结束了汽车行业以前依赖进口原洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 料的历史，推动了汽车工业的快速进步。 同时，随着尼龙６６材料不断在国防科技和航空航天领域的应用，也填补了该行业自主研制的空白，为振兴民族科技事业作出了巨大贡献。 【 15】 市场预测 为了提高 PA 同其它材料 (包括工程塑料 )的竞争力扩大应用范围 ,提高市场占有份额 ,通常从提高制品性能、降低成本和有利于环境这三个方面改进产品品级和性能 ,如 DuPoni、 D S M、 Rhodia、东丽公司等 PA 树脂生产厂家都先后推出了快速成型品级 ,缩短了成型周 期 ,降低了生产成本。 采用茂金属聚烯烃如聚烯烃弹性体(PoE)增韧改性比用普通弹性体改性以更方便 ,可调范围更大。 同时能生产阻燃 (特别是无卤阻燃 )PA 品级的厂家增多 ,可供用户选择的产品也增多。 另外 ,值得提及的是 PA 纳米复合材料是目前产量最大的工业化聚合物基纳米复合材料 ,纳米粒子填充量小 ,改性产品的密度几乎与基体树脂相同 ,其优越性是显而易见的。 工业家和咨询家普遍对以工程塑料的未来市场持乐观态度 ,有的认为 2020 一2020 年其用量将以年均 7% 的速率递增 ,也有报道预计 2020 一 20 06 年间世界PA 工程 塑料市场的年均增长率为 5%一 6 %。 亚洲地区生产商的占有份额将有所提高。 P A 工程塑料市场应用的热点和未来潜在市场为 : (l) 汽车发动机吸气歧管 汽车厂为降低生产成本 ,要求采用一体化部件 ,选用高性能材料和简化设计。 制作 PA 吸气歧管可使制品轻量化 ,降低成本 40%一 50%,并有减振效果。 目前欧洲汽车厂应用 PA 吸气歧管走在前列 ,预计美国和其它地区会很快跟上。 (2) 耐热性 (特别是焊接耐热性 )品级 该品级在电器工业上应用将十分活跃 ,无卤阻燃 PA 的开发和应用将受到人们的更大关注。 (3) 以 PA6 为主的食品包装膜 该产品 应用前景看好 ,双向拉伸 PA 薄膜具有良好的抗穿刺性、对氧和二氧化碳的阻隔性及耐蒸煮性 ,用作共挤出多层膜的芯膜 ,可延长食品的保质期 ,需求量会稳步增长 ,并从最初开发、应用的日本扩大到其它国家和地区【 16】。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 结 论 目前。