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尼龙(PA)及其阻燃改性PA方法

人气: 发表时间:2020-08-14 17:27
     属结晶料,其优点如下:
     1.力学强度高,韧性好,有较高的拉伸强度,压缩强度。
     2.耐疲劳性能突出,经受多次反复屈折仍能保持原有的力学强度。
     3.表面光滑,摩擦系数小,耐磨。
     4.耐腐蚀,耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油。
     5.无毒,对生物侵蚀呈惰性,有良好的抗菌、抗毒能力。
     6. 耐热性强,使用温度范围宽,可在45~100℃下长期使用,短时间内耐热温度达120~150℃。
     7.有优良的电气性能,具有较好的电绝缘性。
     8.制件的质量轻,易染色,易成型。
     PA在性能方面有以下优缺点
     1.易吸水。
     2.耐光性较差。
     3.不耐强酸、氧化剂。
     4.设计技术要求较严。
     加工要求:一般宜取低的模具温度、低的料温度、时间长、注塑压力大的成型条件。
     PA的品种和整体性能
     PA中的主要品种是PA6和PA66,占绝对主导地位,其次是PA11,PA12,PA610PA 612,另外还有PA1010,PA46,PA7,PA9,PA13,新品种有PA6I,PA9T特殊的尼龙 MXD6(阻隔性树脂)等。
     PA的改性品种数量繁多,如增强PA,单体浇铸尼龙(MC尼龙),反应性注射成型(RIM)PA, 芳香族PA,透明PA,高抗冲(超韧)PA,电镀PA,导电PA,阻燃PA,PA与其它聚合物共混物和合金等,满足不同的特殊要求,作为各种结构材料,广泛用作金属、木材等传统材料的替代品。
     PA是最重要的工程塑料,产量在五大通用工程塑料中居首位。
     PA为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的PA分子量一般为1.5万~3万。PA具有很高的力学强度,软化点高,耐热,摩擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸振性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般的溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好,染色性差。缺点是吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。
     PA中PA66的硬度、刚性最高,但韧性最差。各种PA按韧性大小排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12。
     PA的燃烧性为UL94 V-2级,极限氧指数为24%~28%,PA的分解温度>299℃,在449~499℃时会发生自燃。
     PA的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1 mm。
     PA的应用
     广泛用作各种机械和电器零件,其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。还有包装用带、食品用薄膜(熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜)的产量也相当大。
     几种常见的PA阻燃剂
     卤/锑或其它阻燃协同体系、红磷或三聚氰胺类的无卤阻燃体系。
     从量的角度来说,卤/锑协同体系仍然是使用最广泛的PA阻燃体系。在欧洲和亚洲的一些地区,人们正在致力于寻找卤素阻燃剂的替代品。但通常说这些替代体系一般都存在热稳定性低或吸潮等问题。对于红磷来说,还有储存的问题,因其本身为易燃品。以下是尼龙中所使用的主要几种阻燃剂以及它们各自的优缺点。
     1.含卤阻燃体系:其中最重要的也是在国外应用最广的一种就是溴化苯乙烯聚合物,它具有极其优越的热稳定性,并且由于它与PA是熔融可混的,因而在加工过程中具有很好的流动性。此外,用它制备的阻燃PA还具有优越的电性能和较好的物理力学性能。这种阻燃剂的局限性在于光稳定性较差且与PA尚不能完全相容。另外其成本与目前国内应用较广的十溴联苯醚相比较高。另外一种在PA中应用了许多年的阻燃剂就是敌可燃,它是一种含氯的阻燃剂,具有较高的阻燃效率和电性能,但其在热稳定性方面的局限性使之仅适用于加工温度较低的尼龙阻燃体系。目前在国内应用最广的阻燃剂就是十溴联苯醚,由于其较高的溴含量而对PA具有较高的阻燃效率,是最经济的一种阻燃剂。但由于它是一种填料型阻燃剂,因而对加工流动性及产品的物理力学性能有很大的负面影响。此外,其热稳定性和光稳定性也教差。近几年来,人们开发的在尼龙阻燃方面使用的一种新阻燃剂为十溴二苯氧基乙烷,它与十溴联苯醚具有相同的溴含量和同样高的阻燃效率,且与溴化苯乙烯聚合物一样无DPO(即所谓的二恶英)的问题。此外,它还具有较好的热稳定性和光稳定性。其局限性在于它与十溴联苯醚一样同属填料型阻燃剂,与聚合物相容性较差,因而加工流动性和制品的物理力学性能较差。此外与十溴联苯醚相比成本上升较高。
     2.无卤阻燃体系:PA中应用较广的无卤阻燃剂是红磷和三聚氰胺盐类。红磷具有很高的阻燃效率并能改善制品的抗电弧性,但其储存及颜色方面的局限性大大限制了其在PA中的应用,一般只应用于PA6中。
     另一种在PA中使用的无卤阻燃剂是三聚氰胺盐,主要是三聚氰胺尿酸盐和磷酸盐。它们具有较好的阻燃效率,但热稳定性较差,且由于易吸潮而使得制品在潮湿环境下电性能较差。
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