§5.2.2概述

聚酰胺定義：大分子主鏈中含有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元酰胺基團(tuán)（）的聚合物的統(tǒng)稱。簡(jiǎn)稱PA，俗稱尼龍（Nylon）。聚酰胺的品種很多,主要有PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA46、尼龍6T、尼龍9T和MXD-6等。聚酰胺一般可由氨基酸縮聚，內(nèi)酰胺開環(huán)聚合或者由相應(yīng)的二元酸與二元胺縮聚而成，屬逐步聚合反應(yīng)。一、定義聚酰胺-1010聚酰胺-6聚酰胺-66聚酰胺-11種類聚酰胺-12聚酰胺-610產(chǎn)量最大69%其次29%品種聚酰胺按原料的不同，其命名分為四種情況⑴由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合的尼龍,稱為尼龍n,簡(jiǎn)寫為PAn。通式為：

如ε-己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合得到的聚合物，稱為PA6，ω-氨基十一酸合成的聚合物為PA11。二、命名⑵由二元胺和二元酸縮聚得到的聚合物,稱為尼龍mn,簡(jiǎn)寫為PAmn，m為重復(fù)單元二元胺的碳原子數(shù)，n為重復(fù)單元中二元酸的碳原子數(shù)，通式為：如1,6-己二胺和1,6-己二酸縮聚所得聚合物稱為PA661,4-丁二胺和1,6-己二酸縮聚得到的聚合物稱為PA46⑶用重復(fù)的二胺或二酸的簡(jiǎn)稱表示

如間苯二甲胺(Metaxylylenediamine)簡(jiǎn)稱為MXDA，間苯二甲胺與己二酸合成的聚合物稱為尼龍MXD6；對(duì)苯二甲酸英文名為TerephthalicAcid，己二胺和對(duì)苯二甲酸合成的聚合物稱為6T，壬二胺和對(duì)苯二甲酸合成的聚合物稱為9T。⑷共聚尼龍是用上述方法命名的尼龍名稱組合的，主要成分的尼龍名稱放在前面如尼龍6和尼龍66的共聚尼龍稱為6/66；若主要成分為尼龍66，則稱為66/6。尼龍的產(chǎn)量在工程塑料中居第一位，成為各行各業(yè)中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料，主要性能特點(diǎn)為：⑴優(yōu)良的力學(xué)性能機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好。⑵自潤(rùn)滑性、耐摩擦性好自潤(rùn)滑性很好,摩擦系數(shù)小,從而作為傳動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)。⑶優(yōu)良的耐熱性

PA46等結(jié)晶性尼龍的熱變形溫度很高,可在150℃下長(zhǎng)期使用，PA66經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，熱變形溫度達(dá)250℃。三、尼龍的性能及應(yīng)用1、性能

石油化學(xué)工業(yè)和其它工業(yè)的發(fā)展為尼龍工程塑料的發(fā)展提供了豐富、廉價(jià)的原料和廣闊市場(chǎng)。尼龍主要用于汽車工業(yè)、電子電器工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)、電線電纜通訊業(yè)、薄膜及日常用品。⑷優(yōu)異的電絕緣性能尼龍的體積電阻率很高，是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。⑸優(yōu)良的耐候性⑹吸水性大飽和水可達(dá)3%以上，在一定程度上影響制件的尺寸穩(wěn)定性。2、尼龍系列品種的應(yīng)用汽車工業(yè)是聚酰胺工程塑料最大的消費(fèi)市場(chǎng)。PA具有較好的機(jī)械性能和耐熱穩(wěn)定性，是制造強(qiáng)度高、耐熱性好零件的理想材料。PA具有較好的耐熱性，可經(jīng)受汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)等產(chǎn)生的高溫和環(huán)境產(chǎn)生的高、低溫變化；有優(yōu)良的耐油性，可以經(jīng)受汽車上使用的汽油、機(jī)油、齒輪油、制動(dòng)油和潤(rùn)滑油；耐化學(xué)藥品腐蝕，不受汽車?yán)鋮s液、蓄電池液等的腐蝕；具有高強(qiáng)度，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件及受力結(jié)構(gòu)部件的理想材料。⑴汽車工業(yè)部位部件名稱材料及特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)部件氣缸蓋、進(jìn)氣岐管、進(jìn)氣消聲器、散熱器、空氣濾清器外殼、同步皮帶、燃料過(guò)濾器、加油器蓋、高壓代碼保護(hù)器、電機(jī)電刷、沉淀器、操縱桿套、貯油缸、冷卻風(fēng)扇GPA6、PA66、PA6高強(qiáng)度、耐溫、耐環(huán)境變化車身部件車門、前后蓋板、把手、門鎖、安全帶固定鉸鏈、儀表板、擋泥板、遮光板夾具PP/PA6、PE/PA66、PPO/PA6、PA66、EPDM/PA6合金抗沖擊、耐穩(wěn)定、可涂飾性電氣部件電氣配線、接插件、熔斷器、保險(xiǎn)盒、電線包覆、電線夾及固定卡套、接線柱、按鈕、開關(guān)PA6、阻燃PA驅(qū)動(dòng)控制部件齒輪、車輪蓋板、扣釘、油門、踏板、制動(dòng)管、輸油管增強(qiáng)PA6、PA66填充PA66PA11、PA12、PA46⑵電子電氣工業(yè)電子電氣行業(yè)是PA的消費(fèi)第二領(lǐng)域，是應(yīng)用開發(fā)較早的領(lǐng)域。主要用途是空調(diào)、彩電、程控交換機(jī)、復(fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)的線圈骨架、接插件、接線柱、高壓包、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、小型變壓器等部件；移動(dòng)電話外殼、電器電源裝置的高低壓開關(guān)、繼電器外殼等。⑶機(jī)械工業(yè)也是PA應(yīng)用的主要領(lǐng)域。機(jī)械工業(yè)包括礦山機(jī)械、造紙機(jī)械、橡塑機(jī)械、紡織機(jī)械、軋鋼機(jī)械、食品加工機(jī)械、機(jī)加工機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械等眾多產(chǎn)業(yè)。工程塑料為產(chǎn)業(yè)機(jī)械小型化、高精度化提供了高性能材料。機(jī)械用工程塑料的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：機(jī)械的小型化、低噪聲、抗腐蝕、壽命長(zhǎng)。對(duì)材料的要求是高強(qiáng)度、耐沖擊、耐磨損。這正是尼龍所具備的優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)齒輪軸套、密封墊圈、軸承骨架、滾輪、紡織棱。⑷辦公和家用電器用于制造打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)備的零件。家用電器是：電視機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、空調(diào)、電熨斗等電器的零件。洗衣機(jī)甩干桶剎車片、吸塵器內(nèi)部構(gòu)件和空調(diào)壓縮機(jī)接線端子護(hù)蓋等。電工照明用具、裝飾燈的燈頭、燈座等。⑸包裝工業(yè)包裝工業(yè)(保鮮、貯存)使用PA是近年開發(fā)的一個(gè)熱門領(lǐng)域。消費(fèi)品市場(chǎng)中需求最大的是PA6薄膜。PA薄膜的氣體阻隔性好，氧氣透過(guò)率低，透明性好，且耐油、耐高溫、耐蒸煮、抗刺穿性能強(qiáng)，非常適合各種肉制品、海產(chǎn)品和乳制品的冷凍包裝。PA6的成膜性能優(yōu)于PA66，所以薄膜市場(chǎng)中PA6占有優(yōu)勢(shì)。雙向拉伸PA6膜由于其耐破裂性良好，而且具有抗沖擊、耐刺穿以及柔順性、耐溫性和對(duì)氣體的阻透型等優(yōu)勢(shì)，它作為高檔、耐蒸煮食品包裝材料得到越來(lái)廣泛的應(yīng)用。⑹交通運(yùn)輸在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中，鐵路上鐵軌絕緣墊板、軌撐、弧形板座、轍叉扣板座、擋板座等許多非金屬部件都可以用改性PA制作，列車車廂內(nèi)的部分小型結(jié)構(gòu)部件也可使用PA6。用于船舶上的PA制品有螺旋漿軸、螺旋推進(jìn)器等。此外，在自行車制造行業(yè)也用PA制造一些較小的結(jié)構(gòu)件。發(fā)動(dòng)機(jī)裝飾蓋板

15%玻璃纖維增強(qiáng)PA6車門鎖傳動(dòng)器玻璃纖維增強(qiáng)PA6燃料供給泵25%玻璃纖維增強(qiáng)尼龍網(wǎng)

扣具

尼龍螺絲

拉鏈

尼龍滑輪

尼龍布

尼龍手套

尼龍網(wǎng)帽

尼龍過(guò)濾袋

尼龍軸瓦

尼龍梳子

尼龍軟管

尼龍廚具

尼龍毛刷輥

尼龍放線滑車

尼龍掛繩

尼龍單絲

尼龍起動(dòng)拉繩

尼龍腰帶

尼龍制動(dòng)管

尼龍絕緣塊聚酰胺-6

由己內(nèi)酰胺開環(huán)或ω-氨基己酸經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的合成纖維錦綸-6尼龍-6卡普隆四聚酰胺-6的生產(chǎn)（一）主要原料已內(nèi)酰胺在室溫下為白色結(jié)晶體，熔點(diǎn)為68-70℃，沸點(diǎn)為292.5℃，手觸有潤(rùn)滑感，易溶于水、乙醇、乙醚、氯仿和苯等。（二）聚酰胺-6的生產(chǎn)原理與工藝1、聚合機(jī)理：聚酰胺-6的聚合機(jī)理分為：尼龍6的聚合水解聚合(分子量易于調(diào)節(jié)；大規(guī)模)堿性陰離子聚合固相聚合插層聚合⑴尼龍6的水解聚合ε-己內(nèi)酰胺在水存在下，開環(huán)聚合①開環(huán)反應(yīng)(水解作用)以水為引發(fā)劑，水解先生成氨基己酸吸熱1、聚合機(jī)理：

1、聚合機(jī)理：②加聚反應(yīng)己內(nèi)酰胺和已生成的氨基己酸發(fā)生親核加成反應(yīng)，使分子鏈增長(zhǎng)。放熱放熱③縮聚反應(yīng)④鏈交換反應(yīng)包括(A)聚合物鏈之間交換反應(yīng)，(B)聚合物分子鏈與另一聚合物氨端基之間的交換反應(yīng)(C)聚合物分子鏈與另一聚合物羧端基間的交換反應(yīng)。

1、聚合機(jī)理：⑤封端反應(yīng)

1、聚合機(jī)理：⑵堿性陰離子聚合大致分為三個(gè)階段①陰離子的形成②鏈增長(zhǎng)高溫下，陰離子攻擊另一己內(nèi)酰胺分子上的羰基。

1、聚合機(jī)理：

1、聚合機(jī)理：③平衡反應(yīng)與結(jié)晶過(guò)程由于陰離子聚合反應(yīng)在聚合物熔點(diǎn)以下進(jìn)行，聚合后期的反應(yīng)特征是在分子量迅速增長(zhǎng)的同時(shí)，伴隨聚合物結(jié)晶和凝固。綜合式⑶固相聚合是制備高質(zhì)量、高性能、高相對(duì)分子質(zhì)量聚酯、聚酰胺切片的有效方法。特點(diǎn);(1)聚合溫度(2)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量明顯提高(3)能耗降低(4)聚合過(guò)程環(huán)境友好(5)工藝簡(jiǎn)單、靈活(6)聚合過(guò)程存在反應(yīng)動(dòng)平衡。將普通PA6切片用水萃取后，在干燥過(guò)程中，通過(guò)某種催化劑作用，在PA6熔點(diǎn)以下進(jìn)行聚合的方法，是PA6增粘的有效方法。

1、聚合機(jī)理：在ε-己內(nèi)酰胺中加入經(jīng)有機(jī)化處理的具有多層層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽（如蒙脫土），在250℃下，ε-己內(nèi)酰胺插入硅酸鹽的層間進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成尼龍納米復(fù)合材料的聚合方法。技術(shù)關(guān)鍵是制備具有一定層間距的離子化粘土復(fù)合體。是保證粘土達(dá)到納米級(jí)分散的重要條件。⑷插層聚合

1、聚合機(jī)理：1聚酰胺-6（錦綸-6）的生產(chǎn)常壓高壓常減壓固相縮聚

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝主要原料:己內(nèi)酰胺生產(chǎn)原理:高溫；惰性氣體保護(hù)；水作引發(fā)劑；Mn=15000～23000

主要設(shè)備:直形VK管和U形VK管聚酰胺-6

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝1常壓法1（1）聚合原理

已內(nèi)酰胺在高溫下，微量水存在時(shí)的聚合反應(yīng)如下：反應(yīng)的溫度：250~260℃引發(fā)劑的用量：已內(nèi)酰胺的0.5%～5%；分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑：乙酸（0.07%～0.14%）或己二酸（0.2%～0.3%）；反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率：一般為85%～90%

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝總的聚合平衡反應(yīng)1常壓法1常壓法

主要用于生產(chǎn)相對(duì)粘度較低（ηr＝2.2～2.7，相對(duì)分子質(zhì)量為13000～14000）的聚酰-6樹脂，所用的反應(yīng)器為直形VK管和U形VK管。直形VK管高為9m左右，以聯(lián)苯-聯(lián)苯醚為載熱體，采用分段加熱的方式進(jìn)行加熱變。一段溫度為230～240℃；第二段溫度為（265±2）℃；第三段溫度為（240±2）℃。投料前用氮?dú)庵脫Q反應(yīng)器中的空氣后，再將熔融的（90～100℃）的己內(nèi)酰胺經(jīng)過(guò)濾后，用齒輪泵送入熔體貯罐，并將引發(fā)劑和相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑送入助劑計(jì)量槽，然后按比例將物料從VK管頂部加入，使其慢慢從管內(nèi)多孔擋板間曲折流下。單體在第一段被引發(fā)劑開環(huán)并初步聚合；經(jīng)過(guò)第二段和第三段完成平衡聚合反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的水份不斷從反應(yīng)器頂部排出。單體物料在管內(nèi)的平均停留時(shí)間約20h。聚合后熔融的產(chǎn)物用齒輪泵從直形VK管底部送出，可以直接紡絲、也可以鑄帶切片。

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝U形VK管是兩根并列的雙層夾套直管，下端連通，并通過(guò)旋塞控制兩管之間物料的通過(guò)速度，熔融的已內(nèi)酰胺和助劑通過(guò)助劑計(jì)量槽進(jìn)入第一管，經(jīng)過(guò)第一段（220±1）℃和第二段（260±1）℃聚合反應(yīng)，經(jīng)旋塞進(jìn)入第二管，保持保持（260±1）℃下反應(yīng)。第二管內(nèi)有內(nèi)管，熔融的聚合物溢流通過(guò)內(nèi)管形成膜層以保證充分混合，質(zhì)量均勻和較好地排除水汽和氣泡。聚合時(shí)間根據(jù)樹脂的用途來(lái)確定，單絲用樹脂為35h左右，簾子線用樹脂為40～70h。聚合好的熔體用齒輪泵送出，可直接紡絲，也可以鑄帶切片。

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝●影響聚合及工藝控制的各種因素a.原料純度：可能殘留的酸性或堿性雜質(zhì)，或還原性、氧化性雜質(zhì)，皆不利于聚合，必須提純。b.引發(fā)劑(活化劑)：水解聚合所用的引發(fā)劑水，一般用量為己內(nèi)酰胺量的1~3％。c.聚合溫度：己內(nèi)酰胺水解聚合是一個(gè)平衡反應(yīng)，隨聚合溫度上升，平衡向生成低分子物的方向移動(dòng)。

2、聚酰胺-6的生產(chǎn)工藝溫度高，起始時(shí)聚合速度快反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，溫度越高，聚合物生成量越低，而低分子物含量上升第一段230-240oC，使己內(nèi)酰胺開環(huán)。第二段260-265oC，使反應(yīng)加速。第三段240-250oC，使低分子物的含量降低。聚合溫度分段控制d.分子量調(diào)節(jié)劑(穩(wěn)定劑)：最常用為醋酸或己二酸。反應(yīng)轉(zhuǎn)化率一般為85-90%，尼龍-6中含有單體及環(huán)狀低聚物，其含量與聚合溫度有關(guān)，這些水溶性低分子化合物存在下會(huì)影響紡絲過(guò)程及成品纖維的強(qiáng)度等性能。e.尼龍-6樹脂中單體及低聚物的處理低分子化合物一般在纖維紡絲過(guò)程中或高聚物成粒后用水