通用工程塑料（PA）.pptVIP

* * 通用工程塑料 工程塑料的特点是： 工程塑料具有更高的力学强度，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有较高的尺寸稳定性，可在工程中作为结构材料，广泛应用于机械、电子、汽车及航天航空等领域。 工程塑料中开发利用最早的品种是聚酰胺，在20世纪40年代主要用作纤维，50年代后期逐渐用作工程塑料。 聚酰胺 一、聚酰胺的合成与命名 聚酰胺（PA，俗称尼龙）是指大分子链结构单元中含有酰胺基的一类聚合物的总称。 1、由氨基酸或相应的内酰胺合成聚酰胺 这类聚酰胺的通式中X为氨基酸或内酰胺分子中的碳原子数，称为聚酰胺x（PA-x）或尼龙x。该类PA中最常用的是聚己内酰胺，它是己内酰胺开环缩聚的产物，称为聚酰胺6（PA-6）或尼龙6。 什么是氨基酸？ 什么内酰胺？ 2、由二元胺和二元酸缩聚成聚酰胺 这类聚酰胺的结构通式中含有X和Y两个数字 ，其中X表示二元胺中的碳原子数，Y表示二元酸中的碳原子数，称为聚酰胺XY（PA-XY），如由己二胺和己二酸合成的聚酰胺称为聚酰胺66或PA-66，由癸二胺和癸二酸合成的聚酰胺称为聚酰胺1010或PA-1010。 什么是二元胺？ 什么二元酸？ 3、由多种二元胺、二元酸或内酰胺 进行共缩聚制得聚酰胺 PA的共缩聚常指在内酰胺或氨基酸进行的均缩聚中加入第二种单体，以及在二元胺和二元酸进行的混缩聚中加入第三种单体的聚合反应。如尼龙-66/6（60：40），表示由60%的66和40%的己内酰胺所制得；尼龙-66/610（50：50），表示由等质量的66和610所得。 上述共缩聚的产物称为共聚尼龙，具有独特的性能。 共聚尼龙: 破坏了尼龙原有的结构，失去结晶能力，材料具有较好的韧性，是耐磨的弹性材料。 二、聚酰胺的结构特征 1．聚酰胺的分子结构 （1）PA分子链上具有极性酰胺基（—CONH—），大分子链之间形成氢键，使PA分子间的作用力增大，是典型的极性高聚物，具有较高的力学强度。 （2）PA分子链的酰胺基之间嵌有非极性的亚甲基结构，极性和非极性共存的结构使PA宏观上表出坚而韧的性质。 （3）PA虽常用塑料中最易吸水的塑料品种 酰胺基是亲水基团，因而PA的吸湿性大，其吸水率随分子结构中酰胺基的密度增加而增大 。 *吸水后发生尺寸变化，降低制品尺 寸稳定性； *力学性能对吸水率有较大依赖性； *吸水给成型加工带来困难。 （2）共聚尼龙因分子链规整性和氢键遭到较大程度的破坏，结晶能力大大下降，结晶度低，具有较好的韧性和透明性。 PA大分子链中极性的酰胺基团空间排列规整，分子间作用力强，因而具有较高的结晶能力。结晶进一步提高了其强度。 2．聚酰胺的结晶性 （1）PA是典型的结晶塑料品种，结晶度35%左右。 3．相对分子质量 PA相对分子质量不高，一般不超过5万，常用的PA品种在1.5 ～ 3万。 增加PA的相对分子质量可提高其力学强度、耐热性和尺寸稳定性。但过高的相对分子质量会使其合成较困难。 尽管PA的相对分子质量不高，但仍具有工程塑料的优良性能。？ 由于大分子间能形成氢键和结晶 三、聚酰胺的主要性能 1、物理性能 （1）PA无毒、无味、不霉烂，外观为半透明或不透明的乳白色或淡黄色结晶粒料。密度一般在1.02～1.36g/cm3之间。 （2）不易燃烧，离火自熄，燃烧时伴有角质燃烧的味道。 （3）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品种，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸水率下降。 ？ 2．力学性能 （1）PA是典型的硬而韧聚合物，综合性能优于前面介绍的各种通用塑料，是最早使用的工程塑料品种。 几种PA的综合力学性能见表6-1。 （2）不同品种的PA力学性能有较大差异，这主要取决于大分子链中酰胺基团的含量。 如何比较PA66与PA1010及PA6与PA12的力学强度？ 其中尤以PA-1010的耐磨性最佳。它的密度约为铜的1/7，而耐磨性却是铜的8倍。各种PA的摩擦系数差别不大，通常在0.1～0.3之间。因而PA是生产耐磨塑料零件的常用材料。 添加二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末等，可进一步提高PA的耐磨性。 （3） 优良的耐磨性是PA力学性能的一个显著特点，且具有自润滑性。 （4） PA具有良好的耐疲劳性，在12～40MPa交变循环应力作用下的疲劳寿命达l07次，与铸铁和铝合金等金属材料相当，显示了适宜于制做承受循环载荷部件的特性。 若用玻璃纤维增强可以有效地改善其耐疲劳性，增强PA的疲劳强度约为未增强PA的