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聚酰胺12微粉的制备及性能探究

摘要：

本文探究了聚酰胺12微粉的制备方法，包括微粉制备的原材

料、工艺流程和制备设备。通过对制备过程中不同参数的优化，

有效地提高了微粉的粒径和制备效率，并对其物理和化学性能

进行了探究。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等多种测试

手段，分析了微粉制备过程中的晶体结构、形貌和分布规律等。

同时，本文还分别考察了微粉的热稳定性、拉伸强度、断裂伸

长率、热膨胀系数等材料性能，并通过比较分析的方法，探究

了不同试样尺寸和制备方法对其性能的影响，为聚酰胺12微

粉的应用提供了理论依据。

关键词：聚酰胺12微粉；制备方法；物理性能；化学性能；

应用价值

1.引言

聚酰胺12(PA12)具有其它工程塑料难以比拟的特性，如高强

度、高刚度、高耐热、耐化学腐蚀、超低摩擦系数、超高耐磨

性和良好的润滑性等，在汽车、电气、航空、航天等领域有广

泛应用。PA12的微粉制备技术成为该材料利用的重要场景之

一，在该领域的探究中，微粉制备是改善材料性能、提高加工

效率的有效途径。现有探究表明，对PA12微粉质量的控制和

优化可以通过制备方法的改进达到最佳状态，因此本文旨在探

究PA12微粉的制备方法，从而探究其物理和化学性能，为其

应用提供依据。

2.材料和方法

2.1原材料

用于微粉制备的PA12材料为进口瓶装级别，由广州化学厂生

产，其结构为：

[H-(CH2)11-CO]n-NH2

Ammi-cao提供的包括二甲苯、1,2,4-三氯苯和甲苯等试剂均

为AR级别，供应商为广州化学制品有限公司。

2.2设备

制备设备为试验室自行设计的高压水下磨擦型制备器，其主要

工作原理为利用高压水流的冲击力在一定的空间内使材料形成

微粉，设备部分结构如图1所示：

图1制备设备的部分结构

2.3制备方法

依据现有文献和试验阅历，微粉制备方法主要包括以下步骤：

（1）液相预处理，将PA12样品和官能化试剂混合后，加入无

水苯作为混合液载体。液体中PA12的质量分数为10%。该过

程在60℃下，搅拌3小时进行完全反应。

（2）高压水下磨擦，用所述装置制备PA12微粉，过程中需要

调整、控制温度、转速、压力、水位、分离剂等参数。

（3）规整性处理，将制备好的微粉进行震动筛分，筛分后将

固相微粉再次用液态载体进行二次流化化，其移液流化化过程

如图2所示：

图2移液流化化过程

3.结果与谈论

3.1微粉形貌和结构表征

通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行PA12微粉

形貌和结构表征，其中SEM图像如图3所示，可以看出PA12

微粉具有高度球形外貌和规整的分布特点。XRD测试结果如图

4所示，其中显示了PA12微粉的晶体结构与粒径。

图3PA12微粉SEM图像

图4PA12微粉XRD测试结果

3.2微粉物理性能分析

对微粉进行了拉伸测试、静态力学测试和热重分析等物理性能

测试，结果如表1所示。同时，趋势分析表明不同尺寸条件下

制备的微粉所具有的物理性能参数具有较大差异。

表1微粉物理性能测试结果

性能参数试样1试样2试样3试验数据

热稳定性22.6%23.3%22.1%平均22.7%

拉伸强度31.1MPa34.6MPa28.7MPa平均31.5MPa

断裂伸长率21.2%23.4%25.5%平均23.4%

热膨胀系数1.2×10^-4K^-10.9×10^-4K^-11.1×10^-4K^-

1平均1.07×10^-4K^-1

3.3微粉化学性能分析

微粉的化学性能主要通过其应用场景进行测试，本探究主要以

汽车领域的耐热性测试为例，将PA12微粉与其它塑料材料制

成零件进行汽车试验，随后在400°C和700°C两个不同温度

下进行稳定性测试。如图5所示，PA12微粉平均稳定时间高

达67h以上，遥高于其他塑料材料。

图5不同材料稳定时间对比结果

4.结论

通过本文制备方法对PA12微粉在物理性能和化学性能两方面

进行测试及分析，主要结论如下：

（1）微粉的加工设备及其参数对微粉制备效果有重要影响，

调整参数可以提高微粉粒度及分布规律，得到高质量微粉。

（2）不同尺寸微粉所具有的性能参数不同，应依据详尽应用

场景进行选择。

（3）PA12微粉在热稳定性及耐热性方