1、1 1 概述概述 2 2 尼龙尼龙6 63 3 尼龙尼龙66664 4 尼龙的结构与性能尼龙的结构与性能5 5 尼龙的改性尼龙的改性6 6 尼龙的成型加工与应用尼龙的成型加工与应用 1PPT课件聚聚 酰酰 胺胺1 1 概概 述述CNHO 聚酰胺聚酰胺定义：大分子主链中含有重复结构单元酰胺定义：大分子主链中含有重复结构单元酰胺基团（基团（）的聚合物的统称。）的聚合物的统称。英文名英文名Polyamide，简称，简称PAPA，俗称尼龙（，俗称尼龙（Nylon）。）。聚酰胺的聚酰胺的品种品种很多很多,主要有主要有PA6PA6、PA66PA66、PA11PA11、PA12PA12、PA610PA610
2、、PA612PA612、PA1010PA1010、PA46PA46、尼龙、尼龙6T6T、尼龙、尼龙9T9T和和MXD-MXD-6 6等。等。聚酰胺一般可由聚酰胺一般可由氨基酸缩聚氨基酸缩聚，内酰胺开环聚合内酰胺开环聚合或者由或者由相应的二元酸与二元胺缩聚相应的二元酸与二元胺缩聚而成，属而成，属逐步聚合反应逐步聚合反应。2PPT课件聚聚 酰酰 胺胺聚酰胺聚酰胺脂肪族聚酰胺脂肪族聚酰胺半芳香族聚酰胺半芳香族聚酰胺全芳香族聚酰胺全芳香族聚酰胺含杂环芳香族聚酰胺含杂环芳香族聚酰胺脂环族聚酰胺脂环族聚酰胺3PPT课件聚聚 酰酰 胺胺聚酰胺按原料的不同，其命名分为聚酰胺按原料的不同，其命名分为四四种情况种
3、情况 由由内酰胺开环聚合内酰胺开环聚合的尼龙的尼龙,称为尼龙称为尼龙n,n,简写为简写为PAnPAn。通式为：通式为：如如-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6PA6，-氨基十一酸合成的聚合物为氨基十一酸合成的聚合物为PA11PA11。CH2CNHO()n-1pCH2NNCCH2CHHOO()m()n-2p 由由二元胺和二元酸缩聚二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物得到的聚合物,称为尼龙称为尼龙mnmn,简写为简写为PAmnPAmn，m m为重复单元二元胺的碳原子数，为重复单元二元胺的碳原子数，n n为重为重复单元中二元酸的碳原子数，通式为：复单元中二元酸的碳原
4、子数，通式为：如如1,6-1,6-己二胺和己二胺和1,6-1,6-己二酸缩聚所得聚合物称为己二酸缩聚所得聚合物称为PA66 PA66 1,4-1,4-丁二胺和丁二胺和1,6-1,6-己二酸缩聚得到的聚合物称为己二酸缩聚得到的聚合物称为PA46PA464PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 用用重复的二胺或二酸重复的二胺或二酸的简称表示的简称表示 如间苯二甲胺如间苯二甲胺(Metaxylylene diamine)简称为简称为MXDA，间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼龙间苯二甲胺与己二酸合成的聚合物称为尼龙MXD6MXD6；对；对苯二甲酸英文名为苯二甲酸英文名为Terephthalic Acid，己二
5、胺和对苯二己二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为甲酸合成的聚合物称为6T6T，壬二胺和对苯二甲酸合成的，壬二胺和对苯二甲酸合成的聚合物称为聚合物称为9T9T。共聚尼龙是用上述方法命名的共聚尼龙是用上述方法命名的尼龙名称组合尼龙名称组合的，的，主主要成分要成分的尼龙名称放在前面的尼龙名称放在前面 如尼龙如尼龙6 6和尼龙和尼龙6666的共聚尼龙称为的共聚尼龙称为6/666/66；若主要成分；若主要成分为尼龙为尼龙6666，则称为，则称为66/666/6。5PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙的产量在工程塑料中居尼龙的产量在工程塑料中居第一位第一位，成为各行各业中，成为各行各业中不可缺少的结构材料，主要性
6、能特点为：不可缺少的结构材料，主要性能特点为：优良的力学性能优良的力学性能 机械强度高，韧性好。机械强度高，韧性好。自润滑性、耐摩擦性好自润滑性、耐摩擦性好 自润滑性很好自润滑性很好,摩擦系数小摩擦系数小,从而作为传动部件，使用寿命长。从而作为传动部件，使用寿命长。优良的耐热性优良的耐热性 PA46PA46等结晶性尼龙的热变形温度很高等结晶性尼龙的热变形温度很高,可在可在150150下长期使用，下长期使用，PA66PA66经玻璃纤维增强后，热变经玻璃纤维增强后，热变形温度达形温度达250250。优异的电绝缘性能优异的电绝缘性能 尼龙的体积电阻率很高，是优良尼龙的体积电阻率很高，是优良的电气、电
7、器绝缘材料。的电气、电器绝缘材料。优良的耐候性优良的耐候性吸水性大吸水性大 饱和水可达饱和水可达3%3%以上，在一定程度上影响制以上，在一定程度上影响制件的尺寸稳定性。件的尺寸稳定性。6PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的发展提供了丰富、廉价的发展提供了丰富、廉价的原料原料和广阔市场。尼龙主要和广阔市场。尼龙主要用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。7PPT课件聚聚 酰酰 胺胺2 2
8、 尼龙尼龙6 6尼龙尼龙6 6学名是学名是聚己内酰胺聚己内酰胺，英文名为，英文名为Polycaprolactam。结构式结构式己内酰胺全称己内酰胺全称-己内酰胺，是己内酰胺，是PA6PA6的原料。的原料。结构式结构式己内酰胺生产工艺路线有己内酰胺生产工艺路线有五五种方法：种方法：苯加氢苯加氢-环己烷氧环己烷氧化法、苯酚法、甲苯法、硝基环己烷法和己二腈法化法、苯酚法、甲苯法、硝基环己烷法和己二腈法。CH2NH()5nCOCH2CNHO()58PPT课件聚聚 酰酰 胺胺尼龙尼龙6 6的聚合的聚合 水解聚合水解聚合(分子量易于调节；大规模分子量易于调节；大规模)碱性阴离子聚合碱性阴离子聚合 固相聚合
9、固相聚合 插层聚合插层聚合 9PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙尼龙6 6的水解聚合的水解聚合-己内酰胺在水存在下，开环聚合己内酰胺在水存在下，开环聚合 开环反应开环反应(水解作用水解作用)以水为引发剂，水解先以水为引发剂，水解先生成氨基己酸生成氨基己酸 加聚反应加聚反应 己内酰胺和已生成的氨基己酸发生己内酰胺和已生成的氨基己酸发生亲核加亲核加成成反应，使分子链增长。反应，使分子链增长。CH2CNHO()5CH2NH2COOH()5+H2O吸热吸热CH2CNHO()5CH2NH2COOHCH2NH2CONHCH2COOH()5+()5()5放热CH2CNHO+RCOOHNH2CH2NH2CONH
10、RCOOH()5()5放热10PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 缩聚反应缩聚反应 CH2NH2C ONHCH2COOH()5()5CH2NH2C ONHCH2COOH()5()5CH2NH2C ONHCH2COOH()5()5m-1n-1m+n-1+OH2 链交换反应链交换反应 包括包括(A)(A)聚合物链之间交换反应，聚合物链之间交换反应，(B)(B)聚合物聚合物分子链与另一聚合物分子链与另一聚合物氨端基氨端基之间的交换反应，之间的交换反应，(C)(C)聚合物分子链聚合物分子链与另一聚合物与另一聚合物羧端基羧端基间的交换反应。间的交换反应。封端反应封端反应 RHOOCNH2CH3COOHRHOOC
11、NHCOCH3OH2+CORNHRN H-RCORCRONRHNRHCOR+1122334411PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 碱性阴离子碱性阴离子聚合聚合 大致分为三个阶段大致分为三个阶段 阴离子的形成阴离子的形成CH2CNONaCH2CNOHNaOH+OH2()5()5链增长链增长 高温下，阴离子攻击另一己内酰胺分子上的羰高温下，阴离子攻击另一己内酰胺分子上的羰基。基。CH2CNO()5CH2CNOH-()5()5()5CH2CNOCOCH2NH-+()5()5C H2CNOCOC H2N H-CH2CNOH()5CH2CNOCOCH2NH2()5()5+CH2CNO()5-+CH2CNO()
12、5-CH2CNOH()5CH2CNOCOCH2NHH()5()5n+1+综综合合式式 平衡反应与结晶过程平衡反应与结晶过程 由于阴离子聚合反应在聚合物由于阴离子聚合反应在聚合物熔点以下熔点以下进行，聚合后期的进行，聚合后期的反应特征反应特征是是在分子量迅速增长在分子量迅速增长的同时，伴随聚合物结晶和凝固的同时，伴随聚合物结晶和凝固。12PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 固相聚合固相聚合 是制备高质量、高性能、是制备高质量、高性能、高相对分子质量高相对分子质量聚酯、聚聚酯、聚酰胺切片的有效方法。酰胺切片的有效方法。特点特点;(1);(1)聚合温度聚合温度 (2)(2)聚合物相对分子质量明显提高聚合物相
13、对分子质量明显提高 (3)(3)能耗降低能耗降低 (4)(4)聚合过程环境友好聚合过程环境友好 (5)(5)工艺简单、灵工艺简单、灵活活 (6)(6)聚合过程存在反应动平衡。聚合过程存在反应动平衡。将普通将普通PA6PA6切片用水萃取后，在干燥过程中，通过某切片用水萃取后，在干燥过程中，通过某种催化剂作用，在种催化剂作用，在PA6PA6熔点以下熔点以下进行聚合的方法，是进行聚合的方法，是PA6PA6增粘的有效方法。增粘的有效方法。PA6PA6大分子聚集体中存在着大分子聚集体中存在着氨基己酸氨基己酸之间链式的之间链式的两性离两性离子结构排列子结构排列，只要这种结构脱水即可生成大分子链。，只要这种
14、结构脱水即可生成大分子链。13PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 在在-己内酰胺中加入经己内酰胺中加入经有机化处理有机化处理的具有的具有多层层状结构多层层状结构的硅酸盐的硅酸盐（如蒙脱土），在（如蒙脱土），在250250下，下，-己内酰胺插入己内酰胺插入硅酸盐的层间硅酸盐的层间进行聚合反应，生成尼龙纳米复合材料的进行聚合反应，生成尼龙纳米复合材料的聚合方法。聚合方法。技术关键是制备具有一定层间距的离子化离子化粘土复合体粘土复合体。是保证粘土达到纳米级分散的重要条件。插层聚合插层聚合14PPT课件聚聚 酰酰 胺胺3 3 尼龙尼龙66661 1 尼龙尼龙6666学名学名聚亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺聚
15、亚己基己二酸酰胺或聚己二酰己二胺，英文名英文名Polyhexamethyleneadipamide，简写为，简写为PA66PA66，结，结构式为：构式为：CH2NHNHCOCH2CO()6()4n2 PA662 PA66聚合反应机理聚合反应机理 己二酸和己二胺反应己二酸和己二胺反应中和中和成盐：成盐：PA66 PA66盐在盐在200-250200-250以下，进行以下，进行缩聚缩聚。HOOC(CH2)4COOHH2N(CH2)6NH2-OOC(CH2)4COO-+NH3(CH2)6NH3+.+60.C-OOC(CH2)4COO-+NH3(CH2)6NH3+.nCH2CCOHONHOCH2NHH
16、()4()6n(2n-1)H2O+200-250.C15PPT课件聚聚 酰酰 胺胺3 1,6-3 1,6-己二酸的合成（主要由两种合成方法）己二酸的合成（主要由两种合成方法）用丁二烯制备己二酸用丁二烯制备己二酸1,3-1,3-丁二烯加氢羰基甲氧基化丁二烯加氢羰基甲氧基化制备己二酸制备己二酸(BASF(BASF法法)1,3-1,3-丁二烯氧化羰基化丁二烯氧化羰基化制备己二酸制备己二酸 1,3-1,3-丁二烯加氢羰基甲氧基化丁二烯加氢羰基甲氧基化制备己二酸制备己二酸(孟山都法孟山都法)4 1,6-4 1,6-己二胺的合成己二胺的合成己二胺主要以己二腈加氢制备己二胺主要以己二腈加氢制备由由KAKA油
17、（或环己醇）硝酸氧化制己二酸。油（或环己醇）硝酸氧化制己二酸。KAKA油油指指环己醇环己醇和和环己酮环己酮的混合物的混合物16PPT课件聚聚 酰酰 胺胺4 4 尼龙的结构与性能尼龙的结构与性能 尼龙尼龙10101010（PA1010PA1010）学名：聚亚癸基癸二酰胺或聚癸二酰癸二胺学名：聚亚癸基癸二酰胺或聚癸二酰癸二胺 英文名：英文名：Polydecamethylene Sebacamide 结构式：结构式：PA1010PA1010是我国利用是我国利用蓖麻油蓖麻油为主要原料、为主要原料、独创独创的尼龙品的尼龙品种。种。CH2NHNHCOCH2CO()10()8n1.1.其它品种尼龙其它品种尼
18、龙17PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PA1010 PA1010的的最大特点最大特点是具有是具有高的延展性高的延展性，不可逆拉伸能，不可逆拉伸能力高；同时具有优良冲击性能和低温冲击性能，力高；同时具有优良冲击性能和低温冲击性能，-60-60下不脆；但高于下不脆；但高于100100时，长期与氧接触会逐渐变黄，时，长期与氧接触会逐渐变黄，导致机械强度降低，特别是熔融状态下，极易热氧化降导致机械强度降低，特别是熔融状态下，极易热氧化降解。解。PA1010 PA1010是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有一般尼龙的共性。相对密度在一般尼龙的共性。相对密度在1.031
19、.031.051.05之间，之间，对霉对霉菌的作用非常稳定菌的作用非常稳定，无毒，对光的作用也很稳定。，无毒，对光的作用也很稳定。18PPT课件聚聚 酰酰 胺胺尼龙尼龙1111（PA11PA11）学名聚十一内酰胺学名聚十一内酰胺 英文名英文名 PolyundecanoylamidePolyundecanoylamide 结构式为：结构式为：它是以氨基十一酸为原料制备的它是以氨基十一酸为原料制备的长碳链柔软尼龙长碳链柔软尼龙。CH2NHCO()10n19PPT课件聚聚 酰酰 胺胺PA11PA11为白色半透明体，其为白色半透明体，其最大特点最大特点是是耐润滑油、汽油、柴油耐润滑油、汽油、柴油和氟利
20、昂，在低温下弯曲强度、抗震性能优异，并具有良好冲击性和氟利昂，在低温下弯曲强度、抗震性能优异，并具有良好冲击性能。能。PA11PA11的熔融温度低，加工温度宽，吸水性低，可在的熔融温度低，加工温度宽，吸水性低，可在-40-40120120保持良好的柔性；保持良好的柔性；耐耐碱、醇、酮、芳烃、去污剂、润滑油、汽油、柴油等碱、醇、酮、芳烃、去污剂、润滑油、汽油、柴油等性能优良；耐稀无机酸和氯代烃的性能中等；性能优良；耐稀无机酸和氯代烃的性能中等；不耐不耐浓无浓无机酸；机酸；50%50%盐酸对它有很大腐蚀，苯酚对它也有较大的腐盐酸对它有很大腐蚀，苯酚对它也有较大的腐蚀性；蚀性；耐候性中等，加入紫外线
21、吸收剂，可大大提高耐候性。耐候性中等，加入紫外线吸收剂，可大大提高耐候性。20PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙尼龙1212（PA12PA12）学名：聚十二内酰胺学名：聚十二内酰胺英文名：英文名：Polylaurylactam结构式为：结构式为：CH2NHCO()11n21PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PA12 PA12的的最突出特点最突出特点：密度小、熔点低、分解温度高、吸水密度小、熔点低、分解温度高、吸水性小、耐低温性能优良。性小、耐低温性能优良。防噪音效果防噪音效果在工程塑料中是在工程塑料中是最好最好的。的。PA12PA12的相对密度为的相对密度为1.021.02，在尼龙树脂中最小在尼龙树脂
22、中最小，吸水性小，吸水性小 耐耐碱、去污剂、油品和油脂性能优良，耐醇、无机稀碱、去污剂、油品和油脂性能优良，耐醇、无机稀酸，耐芳烃中等，酸，耐芳烃中等，不耐不耐浓无机酸、氯代烃，可溶于苯酚浓无机酸、氯代烃，可溶于苯酚 具有优异的耐低温冲击性能、耐屈服疲劳性、耐磨耗具有优异的耐低温冲击性能、耐屈服疲劳性、耐磨耗性、耐水分解性，加增塑剂可赋予它柔软性。性、耐水分解性，加增塑剂可赋予它柔软性。22PPT课件聚聚 酰酰 胺胺尼龙尼龙4646（PA46PA46）学名：聚己二酰丁二胺学名：聚己二酰丁二胺英文名：英文名：Polytetramethylene Sebacamide结构式为：结构式为：CH2NH
23、NH COCH2CO()4()4n23PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PA46 PA46最突出的性能最突出的性能：熔点高，冲击强度和弯曲模量比其它熔点高，冲击强度和弯曲模量比其它尼龙高得多，耐蠕变性小，吸水性大，但制品尺寸变化小；耐药尼龙高得多，耐蠕变性小，吸水性大，但制品尺寸变化小；耐药品性、染色性能优良。品性、染色性能优良。PA46PA46的分子结构具有高度对称性，在的分子结构具有高度对称性，在已工业化已工业化脂肪族脂肪族聚酰胺中是聚酰胺中是酰胺基浓度酰胺基浓度最高最高的。的。PA46PA46的结晶度高，约为的结晶度高，约为43%43%，结晶速度快，因而耐药，结晶速度快，因而耐药品性能优良，成
24、型循环周期短，吸水性大，密度大；品性能优良，成型循环周期短，吸水性大，密度大；耐热性能优良，熔点高，玻璃化温度高，而且在耐热性能优良，熔点高，玻璃化温度高，而且在150150高温下连续长期使用仍能保持优良的机械性能。高温下连续长期使用仍能保持优良的机械性能。24PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙尼龙610610（PA610PA610）学名：聚癸二酰己二胺学名：聚癸二酰己二胺 英文名：英文名：Polyhexamethylene Sebacamide 结构式为：结构式为：CH2NHNHCOCH2CO()6()8n25PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PA610 PA610的性能在很多方面与的性能在很多方面
25、与PA66PA66相似，不同的是相似，不同的是吸水吸水性较小，制品的尺寸稳定性较好。性较小，制品的尺寸稳定性较好。PA610PA610的相对密度较小，吸水性和低温性能较好；的相对密度较小，吸水性和低温性能较好；耐耐碱和稀无机酸，碱和稀无机酸，不耐不耐浓无机酸，耐去污剂和化学浓无机酸，耐去污剂和化学药品、油脂类；稍耐醇类、酮类、芳烃、氯代烃，并药品、油脂类；稍耐醇类、酮类、芳烃、氯代烃，并能吸收醇、酮、芳烃、氯代烃起增塑作用；能吸收醇、酮、芳烃、氯代烃起增塑作用；耐候性尚好。耐候性尚好。26PPT课件聚聚 酰酰 胺胺尼龙尼龙612612（PA612PA612）和尼龙）和尼龙12121212（PA
26、1212PA1212）PA612PA612学名：聚十二酰己二胺学名：聚十二酰己二胺 英文名：英文名：Polyhexamethylene dodecanamide 结构式为：结构式为：PA1212PA1212学名：聚十二酰十二胺学名：聚十二酰十二胺 英文名：英文名：Polydodecamethylene dodecanamide 结构式为：结构式为：CH2NHNHCOCH2CO()6()10nCH2NHNHCOCH2CO()10n()1227PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PA612 PA612 和和PA1212PA1212的共同点是的共同点是吸水性低吸水性低，故制品尺寸，故制品尺寸稳定性优良。能耐
27、酸、碱和溶剂。稳定性优良。能耐酸、碱和溶剂。尼龙的性能与它的分子结构关系密切。尼龙的性能与它的分子结构关系密切。已大量生产已大量生产和使用的尼龙主要是和使用的尼龙主要是脂肪族尼龙脂肪族尼龙，具有结晶速度快，结具有结晶速度快，结晶度高，有一定耐热性，良好的柔软性、韧性、滑动性和机械晶度高，有一定耐热性，良好的柔软性、韧性、滑动性和机械强度，强度，被广泛应用于各个领域。被广泛应用于各个领域。缺点：缺点：其酰胺基含量高、吸水性大，制品尺寸稳定其酰胺基含量高、吸水性大，制品尺寸稳定性较差，玻璃化转变温度低，耐热性不高。性较差，玻璃化转变温度低，耐热性不高。为克服上述缺点，满足某些特殊需求，在脂肪族尼为
28、克服上述缺点，满足某些特殊需求，在脂肪族尼龙的分子主链段中龙的分子主链段中引入芳环引入芳环，制得芳香族尼龙。，制得芳香族尼龙。28PPT课件聚聚 酰酰 胺胺半芳香族尼龙半芳香族尼龙 在脂肪族尼龙的分子主链段中，在脂肪族尼龙的分子主链段中，部分引入芳环部分引入芳环，即将，即将合成脂肪族尼龙的单体中的二胺或二酸合成脂肪族尼龙的单体中的二胺或二酸用芳香族二胺或二用芳香族二胺或二酸代替。酸代替。尼龙尼龙MDX6MDX6的分子结构式：的分子结构式：CH2NHCH2NHCOCH2CO()4n 尼龙尼龙MDX6MDX6初期主要用于生产纤维，现在主要用作工程初期主要用于生产纤维，现在主要用作工程塑料。其塑料。
29、其特性特性：吸水性小，玻璃化温度高；拉伸强度、弯曲强吸水性小，玻璃化温度高；拉伸强度、弯曲强度和模量高；线膨胀系数小；硬度大；气体阻隔性优良。度和模量高；线膨胀系数小；硬度大；气体阻隔性优良。主要用主要用于电器部件、机械部件、小齿轮、皮带轮；气密性包装于电器部件、机械部件、小齿轮、皮带轮；气密性包装材料，多层极片，多层容器等。材料，多层极片，多层容器等。29PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙尼龙6T6T的化学结构式的化学结构式CH2NHNHCOCOn()6 尼龙尼龙9T9T的化学结构式的化学结构式CH2NHNHCOCO()9n尼龙尼龙6T6T是一种脂肪二胺和芳香族化合物合成的尼龙，制是一种脂肪二
30、胺和芳香族化合物合成的尼龙，制品的拉伸强度，尺寸稳定性好。其品的拉伸强度，尺寸稳定性好。其T Tg g为为180180，T Tm m为为370370，相对密度为，相对密度为1.211.21；仅溶于硫酸和三氯乙酸。仅溶于硫酸和三氯乙酸。主要用于纤维制造，也用于制造机械零件和薄膜。主要用于纤维制造，也用于制造机械零件和薄膜。主要性能特点：主要性能特点：吸水性小，尺寸稳定性好，吸水率仅为吸水性小，尺寸稳定性好，吸水率仅为0.17%0.17%；具；具有优良高温尺寸稳定性和高温刚性，焊接温度有优良高温尺寸稳定性和高温刚性，焊接温度290290。加工成型性优良，结晶度高，结晶速度快，能快速成加工成型性优良
31、，结晶度高，结晶速度快，能快速成型。型。30PPT课件聚聚 酰酰 胺胺透明聚酰胺透明聚酰胺 学名：聚对苯二甲酰三甲基己二胺学名：聚对苯二甲酰三甲基己二胺 英文名：英文名：Polytrimethyl hexamethylene terephthalamide 化学结构式化学结构式CCOONHCH2CCH3CH3CH2CHCH2CH2NHCH3n 通常的通常的PAPA为不透明状态，透明为不透明状态，透明PAPA为一种几乎不产生结晶或结晶为一种几乎不产生结晶或结晶速度非常慢的特殊速度非常慢的特殊PAPA，通常采用向分子链中，通常采用向分子链中引入侧基引入侧基的方法来的方法来破破坏分子链的规整性坏分子
32、链的规整性，抑制晶体的生成，从而获得透明，抑制晶体的生成，从而获得透明PAPA。在一些。在一些应用领域对透明材料的物理机械性能要求很高，如应用领域对透明材料的物理机械性能要求很高，如高压监视窗高压监视窗，透明尼龙能达到要求。透明尼龙能达到要求。透明尼龙还有其它一些品种，如聚（庚二铵透明尼龙还有其它一些品种，如聚（庚二铵3-3-叔丁基己二酸）叔丁基己二酸）和聚（间苯二甲酸和聚（间苯二甲酸2,5-2,5-二甲基己二胺）。二甲基己二胺）。31PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 目前透明尼龙的主导产品仍以目前透明尼龙的主导产品仍以引入引入含侧链和环状结构含侧链和环状结构单体共聚尼龙为主单体共聚尼龙为主，因这类
33、透明尼龙原料易得、耐热性，因这类透明尼龙原料易得、耐热性能、电性能和机械性能优良，透光率高能、电性能和机械性能优良，透光率高(接近有机玻璃接近有机玻璃)，对气体（如，对气体（如O O2 2、N N2 2、COCO2 2）阻隔性能好；除醇类外，对）阻隔性能好；除醇类外，对稀或浓无机酸、氧化酸、酮、脂肪烃、芳烃、卤代烃、稀或浓无机酸、氧化酸、酮、脂肪烃、芳烃、卤代烃、去污剂、脂和油均有优良的化学惰性；去污剂、脂和油均有优良的化学惰性；HDT160HDT160左右，左右，耐水煮，冲击韧性和刚性较好，吸水率低。耐水煮，冲击韧性和刚性较好，吸水率低。透明尼龙可用于制造体育用品（如滑雪靴）、光学仪透明尼龙
34、可用于制造体育用品（如滑雪靴）、光学仪器部件（如观察镜、仪表盘罩、眼镜架）、流量计、包器部件（如观察镜、仪表盘罩、眼镜架）、流量计、包装薄膜、电机部件、汽车部件、电子元器件、同药品和装薄膜、电机部件、汽车部件、电子元器件、同药品和食品接触的容器等。食品接触的容器等。32PPT课件聚聚 酰酰 胺胺全芳香族尼龙全芳香族尼龙 聚对苯二甲酰对苯二胺（聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTAPPTA）的结构式）的结构式NHNHCOCOn 全对位聚芳酰胺由全对位聚芳酰胺由苯撑基苯撑基和和极性酰胺基极性酰胺基交替地组成。二者在分子交替地组成。二者在分子链上都呈高密度分布，酰胺基与苯环又可形成大共轭体系，这些因链上都呈
35、高密度分布，酰胺基与苯环又可形成大共轭体系，这些因素都决定了聚合物分子链会有素都决定了聚合物分子链会有极大的刚性极大的刚性。PPTAPPTA的分子结构具有的分子结构具有高度的高度的对称性和规整性对称性和规整性，分子之间具有很强的，分子之间具有很强的氢键氢键，另外，在分子，另外，在分子链节内还存在链节内还存在内旋位垒内旋位垒。因此，因此，PPTAPPTA具有具有高强度、高模量、耐高温高强度、高模量、耐高温、低密度等优良综合性能、低密度等优良综合性能。它是极难溶解的聚合物。它是极难溶解的聚合物(只能溶于只能溶于浓硫浓硫酸酸之类的强质子酸之类的强质子酸)，即使将聚合物配制成溶液，分子链也不能以，即使
36、将聚合物配制成溶液，分子链也不能以柔韧的卷曲状存在，而是以伸直的棒状存在。因此，柔韧的卷曲状存在，而是以伸直的棒状存在。因此，全对位聚芳酰全对位聚芳酰胺是一种溶致液晶聚合物胺是一种溶致液晶聚合物，正是这种结构特性，可用于湿法纺丝。，正是这种结构特性，可用于湿法纺丝。PPTAPPTA的不足之处是它的耐疲劳性和耐压性能较差。的不足之处是它的耐疲劳性和耐压性能较差。33PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 PPTA PPTA的主要用途是作为合成纤维纺丝的原料，合成的的主要用途是作为合成纤维纺丝的原料，合成的Kevlar纤维可作为橡胶和塑料的增强材料，制备高性能纤维可作为橡胶和塑料的增强材料，制备高性能复合材料
37、，在宇航业领域应用正在扩大。复合材料，在宇航业领域应用正在扩大。Kevlar纤维与纤维与碳纤维混合配用，可充分发挥两者优点，制作对事故和碳纤维混合配用，可充分发挥两者优点，制作对事故和损伤有抵抗力的部件。还可制作各类防护服，代替石棉损伤有抵抗力的部件。还可制作各类防护服，代替石棉材料，各种管、垫片。材料，各种管、垫片。聚对苯甲酰胺（聚对苯甲酰胺（PBAPBA）的结构式）的结构式NHCOn PBA PBA的主要用途是作为合成纤维纺丝的原料，的主要用途是作为合成纤维纺丝的原料，PBAPBA纤维纤维是一种高强度、高模量、低密度的芳核酰胺纤维。广泛是一种高强度、高模量、低密度的芳核酰胺纤维。广泛用于热
38、塑性塑料和热固性塑料的增强，是用于热塑性塑料和热固性塑料的增强，是尖端复合材料尖端复合材料的的高效增强剂。典型应用包括：高效增强剂。典型应用包括：34PPT课件聚聚 酰酰 胺胺1.1.导弹、核武器、宇航等军用复合材料。可大幅度减轻自重，提导弹、核武器、宇航等军用复合材料。可大幅度减轻自重，提高射程和载荷能力。高射程和载荷能力。2.2.利用其超刚性、低密度性能，用其复合材料作雷达罩及天线骨利用其超刚性、低密度性能，用其复合材料作雷达罩及天线骨架。架。3.3.用其复合材料做飞机的地板材料、整流罩、机体门窗、内装饰用其复合材料做飞机的地板材料、整流罩、机体门窗、内装饰等结构材料。等结构材料。4.4.
39、利用其高强度和低伸长率特性作光缆、电缆、海洋电缆等的增利用其高强度和低伸长率特性作光缆、电缆、海洋电缆等的增强骨架材料。强骨架材料。5.5.体育器材。成功地用以制作赛艇、桨、羽毛球拍等。体育器材。成功地用以制作赛艇、桨、羽毛球拍等。6.6.各种高温、耐磨的盘根、刹车片等。各种高温、耐磨的盘根、刹车片等。7.7.橡胶制品。用以制作超高压管、齿型带、三角带等。橡胶制品。用以制作超高压管、齿型带、三角带等。35PPT课件聚聚 酰酰 胺胺NomexNomex是聚间苯二甲酰间苯二胺的商品名。是聚间苯二甲酰间苯二胺的商品名。其分子链骨架由交替排列的其分子链骨架由交替排列的苯环苯环和和极性酰胺基极性酰胺基组
40、成，二组成，二者都呈者都呈高密度分布高密度分布。1)1)苯环苯环的存在使分子链的存在使分子链不能内旋转不能内旋转，2)2)较强的较强的极性酰胺基极性酰胺基在分子链之间又可形成在分子链之间又可形成氢键氢键，增大，增大了分子链之间的作用力，了分子链之间的作用力，3)3)苯环和酰胺基之间又可形成苯环和酰胺基之间又可形成共轭体系共轭体系。这三种因素都赋予这三种因素都赋予聚合物分子链很大的刚性聚合物分子链很大的刚性，决定了材，决定了材料具有优异的耐热性，突出的强度、刚度、高熔点、高料具有优异的耐热性，突出的强度、刚度、高熔点、高粘度。粘度。聚间苯二甲酰间苯二胺聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA)的结构式的结
41、构式NHNHCOCOn36PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 MPIA MPIA主要用作生产合成纤维的原料，其纤维的机械主要用作生产合成纤维的原料，其纤维的机械性能与通用合成纤维差不多，性能与通用合成纤维差不多，特点特点:具有优良的耐热性和具有优良的耐热性和阻燃性。在高温下，机械性能下降少，长时间热老化变化小；阻燃性。在高温下，机械性能下降少，长时间热老化变化小；氧指数、着火点、闪点都高，着火时发烟量少，特别是产生有氧指数、着火点、闪点都高，着火时发烟量少，特别是产生有害气体量少。害气体量少。MPIAMPIA纤维主要用于纤维主要用于工业和防护服、赛车服、耐高温工业和防护服、赛车服、耐高温过滤材料过滤材
42、料如滤布、滤袋如滤布、滤袋，连续使用温度可达，连续使用温度可达200200；电；电器绝缘材料器绝缘材料如绝缘纸、薄膜、复印机粉末清除器如绝缘纸、薄膜、复印机粉末清除器；还可加；还可加工成板、棒，利用它的耐热性、滑动性、耐放射性能工成板、棒，利用它的耐热性、滑动性、耐放射性能优良等特性，用于航空航天、原子能工业、电子和汽优良等特性，用于航空航天、原子能工业、电子和汽车等工业。车等工业。37PPT课件聚聚 酰酰 胺胺2.2.尼龙的化学结构尼龙的化学结构 尼龙的化学结构通式基本有两种：尼龙的化学结构通式基本有两种：由由-氨基酸自缩聚或它的内酰胺开环聚合制得：氨基酸自缩聚或它的内酰胺开环聚合制得：由二
43、元酸和二元胺缩聚制得：由二元酸和二元胺缩聚制得：二元胺和二元酸或二元胺或二元酸中的亚甲基可以被二元胺和二元酸或二元胺或二元酸中的亚甲基可以被环状或芳香族化合物取代，也可以是上述结构尼龙的共环状或芳香族化合物取代，也可以是上述结构尼龙的共聚物。聚物。CH2CNHO()n-1pCH2NHNH COCH2CO()m()np38PPT课件聚聚 酰酰 胺胺由尼龙结构可看出：尼龙分子主链链段单元中都含有由尼龙结构可看出：尼龙分子主链链段单元中都含有酰酰胺基团胺基团-CONH-CONH-，都含有，都含有亚甲基或部分亚甲基亚甲基或部分亚甲基、部分环状部分环状化合物基团化合物基团或或芳香族化合物基团芳香族化合物
44、基团。尼龙的性能与其化学结构关系密切，化学结构不同，性尼龙的性能与其化学结构关系密切，化学结构不同，性能也存在差异。能也存在差异。共性：共性：尼龙的分子之间可以形成尼龙的分子之间可以形成氢键氢键，使结构易发生结晶，使结构易发生结晶化；而且，分子之间互相作用力较大。化；而且，分子之间互相作用力较大。由于酰胺基是由于酰胺基是亲水基团亲水基团，吸水性较大。，吸水性较大。尼龙化学结构中存在的亚甲基或芳基使其具有一定尼龙化学结构中存在的亚甲基或芳基使其具有一定的的柔顺性柔顺性或或刚性刚性。39PPT课件聚聚 酰酰 胺胺3.3.尼龙的一般特性尼龙的一般特性 随尼龙中亚甲基（随尼龙中亚甲基（CH2）的含量）
45、的含量和酰胺基（和酰胺基（NHCO）的含量）的含量，尼龙的结晶度，尼龙的结晶度，密度密度随之随之降低降低。尼龙的密度尼龙的密度 尼龙的结晶度尼龙的结晶度 尼龙是一类尼龙是一类半结晶性半结晶性工程塑料，存在着结晶区和非工程塑料，存在着结晶区和非结晶区。结晶度大小对尼龙的热性能影响较大。加工结晶区。结晶度大小对尼龙的热性能影响较大。加工工艺条件对尼龙的结晶有一定影响，工艺条件对尼龙的结晶有一定影响，注射成型时，模具温注射成型时，模具温度高，熔体冷却时间较长，制品的结晶度较高度高，熔体冷却时间较长，制品的结晶度较高。结晶度高的尼龙具有结晶度高的尼龙具有较大较大的拉伸强度、冲击强度和的拉伸强度、冲击强
46、度和热变形温度。热变形温度。40PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙的分子量、分子量分布和粘度尼龙的分子量、分子量分布和粘度 尼龙的分子量大小对其力学性能影响很大，用作工尼龙的分子量大小对其力学性能影响很大，用作工程塑料的分子量一般应程塑料的分子量一般应大于大于2.02.0万万。分子量分布也是尼龙的一项重要指标，对于膜用、分子量分布也是尼龙的一项重要指标，对于膜用、纤维用尼龙的分子量分布应控制在纤维用尼龙的分子量分布应控制在2 2以下以下。工业上普遍采用溶液粘度法，即用工业上普遍采用溶液粘度法，即用相对粘度相对粘度或或增比粘增比粘度度表示表示分子量的大小分子量的大小。分子量与粘度的关系分子量与粘度
47、的关系由由Mark-Houwink方程表示：方程表示：=KM，在一定分子量范围内，在一定分子量范围内，K K和和是与是与M无关无关的常数。的常数。41PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙的透气性尼龙的透气性 透气性是尼龙的一项重要特征，尼龙对氧气等气体透气性是尼龙的一项重要特征，尼龙对氧气等气体的透过率最小，因此，具有优良的阻隔性，是食品保的透过率最小，因此，具有优良的阻隔性，是食品保鲜包装的优良材料。鲜包装的优良材料。品种品种透气率透气率/（cmcm3 3-NPT/m-NPT/m2 2/mil/24h/atm/mil/24h/atm）氧气氧气氮气氮气二氧化碳二氧化碳PA6PA6404014147
48、575PA66805140PA11PA11360-530360-530535324002400PA12PA12750750200-280200-2802400-52002400-5200表表 尼龙薄膜的透气性尼龙薄膜的透气性注：注：1atm=101325Pa;1mil=0.00254cm42PPT课件聚聚 酰酰 胺胺4.4.尼龙的化学结构与性能的关系尼龙的化学结构与性能的关系尼龙分子化学结构的重要特征尼龙分子化学结构的重要特征 在大分子链段的重复单元中，含有在大分子链段的重复单元中，含有和和(CONH)。尼龙的分子之间能形成。尼龙的分子之间能形成，具有具有，吸水性大。，吸水性大。尼龙的结构与热
49、性能尼龙的结构与热性能评价高聚物耐热性能的主要理论参数：评价高聚物耐热性能的主要理论参数：熔点温度熔点温度(T(Tm m)、玻璃化温度、玻璃化温度(T Tg g)和热分解温度和热分解温度(T(Td d)工业和实际应用中采用的主要参数：工业和实际应用中采用的主要参数：43PPT课件聚聚 酰酰 胺胺 尼龙分子主链结构中大量尼龙分子主链结构中大量极性酰胺基团极性酰胺基团的存在使其分的存在使其分子间有较强作用力，形成氢键，导致分子链排列整齐，子间有较强作用力，形成氢键，导致分子链排列整齐，具有结晶性。具有结晶性。形成形成氢键的多少氢键的多少由尼龙的由尼龙的立体化学结构立体化学结构和所含和所含酰氨基酰氨
50、基多少多少决定。决定。尼龙分子主链结构中的尼龙分子主链结构中的使尼龙具有一定使尼龙具有一定柔顺性柔顺性。柔顺性是影响尼龙。柔顺性是影响尼龙Tm和和Tg的重要因素。的重要因素。原因原因：尼龙熔融时，不仅需要一定能量破坏：尼龙熔融时，不仅需要一定能量破坏分子链段间分子链段间的相互作用力的相互作用力，且还需要一定的能量使，且还需要一定的能量使分子链段作内旋转。分子链段作内旋转。尼龙的柔顺性愈大，尼龙的柔顺性愈大，Tm和和Tg愈低。愈低。44PPT课件聚聚 酰酰 胺胺尼龙的熔点随重复单元长度的尼龙的熔点随重复单元长度的逐渐逐渐。原因原因：随重复单元长度随重复单元长度，主链上的酰胺等极性基团的，主链上的
