五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

​工程塑料是一类可以作为结构材料和功能性材料,在较宽的温度范围内承受机械压力,在较为苛刻的化学和物理环境下使用的高性能高分子材料。它是一类强度、韧性、耐热性、硬度、以及抗老化性能均衡的高性能材料。五大通用工程塑料是指:PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PBT/PET(聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯)、PPO(聚苯醚,也称作PPE)、POM(聚甲醛)。

那么,尼龙工程塑料为什么会是五大工程塑料之首呢?今天带着这个问题,小维和大家一起来走近尼龙。

 

聚酰胺又称作尼龙(Nylon),是指大分子主链重复基团中含有酰胺基团(—NHCO—)的高聚物的总称;尼龙是工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广的品种。英文名Polyamide,简称PA,聚酰胺的品种繁多:主要有PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA46、尼龙6T、尼龙9T、MXD-6等。聚酰胺合成:一般可由氨基酸缩聚,内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元胺缩聚而成。

 

尼龙优点:

 

1、机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度高于金属,比压缩强度与金属不相上下,但它的刚性不及金属。抗拉强度接近于屈服强度,比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强,冲击强度比一般塑料高了许多,并优于缩醛树脂。

 

2、耐疲劳性能突出,制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。

 

3、软化点高,耐热(如尼龙46等,高结晶性尼龙的热变形温度高,可在150度下长期使用.PA66经过玻璃纤维增强以后,其热变形温度达到250度以上)。

 

4、表面光滑,摩擦系数小,耐磨。作活动机械构件时有自润滑性,噪声低,在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用;如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热,则水油、油脂等都可选择。从而,做为传动部件其使用寿命长。

 

5、耐腐蚀,十分耐碱和大多数盐液,还耐弱酸、机油、汽油,耐芳烃类化合物和一般溶剂,对芳香族化合物呈惰性,但不耐强酸和氧化剂。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蚀和有很好的抗老化能力。可作润滑油、燃料等的包装材料。

 

尼龙缺点:

 

1. 易吸水。吸水会在一定程度上影响制件尺寸和精度,特别是薄壁件增厚影响较大;吸水亦会大大降低塑料的机械强度。在选材时,应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。

 

2. 耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐,继面破碎开裂。

 

3. 注塑技术要求较严:微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制;制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度;壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形;制件后加工时设备精度要求高。

 

4. 会吸收水、醇而溶胀,不耐强酸及氧化剂,不能作耐酸材料使用。

 

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

苏州维本Wintone ZG6工程塑料,在各类直流无刷电机水泵外壳罩盖上的成功应用。

 

尼龙的工艺特性

 

1.尼龙的流变特性:尼龙大多数为结晶性树脂,当温度超过其熔点后,其熔体粘度较小,熔体流动性极好,应防止溢边的发生。同时由于熔体冷凝速度快,应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03,而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感,但对温度更加敏感,降低熔体粘度先从料筒温度入手。

 

2.尼龙的吸水性与干燥:尼龙的吸水性较大,潮湿的尼龙在成型过程中,表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝,所得制品机械强度下降,所以加工前材料必需干燥。

 

3.结晶性:除透明尼龙外,尼龙大都为结晶高聚物,结晶度高,制品拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等项性能有所提高,热膨胀系数和吸水性趋于下降,但对透明度以及抗冲击性能有所不利。模具温度对结晶影响较大,模温高结晶度高,模温低结晶度低。

 

4.收缩率:与其他结晶塑料相似,尼龙树脂存在收缩率较大的问题,一般尼龙的收缩同结晶关系最大,当制品结晶度大时制品收缩也会加大 ,在成型过程中降低模具温度\加大注射压力\降低料温都会减小收缩,但制品内应力加大易变形.比如非玻纤增强的PA6和PA66收缩率在1.5-2%,加入玻璃纤维后可以使收缩率降低到0.3%~0.8%。

 

5.成型设备:尼龙成型时,主要注意防止“喷嘴的流涎现象”,因此对尼龙料的加工一般选用自锁式喷嘴。另外最好选择塑化容量适当大些的注塑机。

 

6.制品与模具

 

*制品的壁厚:尼龙的流长比为150-200之间,尼龙的制品壁厚不底于0.8mm一般在1-3.2mm之间选择,而且制品的收缩与制品的壁厚有关,壁厚越厚收缩越大。

 

*排气:尼龙树脂的溢边值为0.03mm左右,所以排气孔槽应控制在0.025以下。

 

*模具温度:制品壁薄难成型或要求结晶度高的模具加温控制,要求制品有一定的柔韧性的一般采用冷水控温。流道和浇口浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。

 

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

​在微型电机水泵外壳罩盖的应用上,苏州维本Wintone ZG6工程塑料,可以帮助解决传统的玻纤增强尼龙66和PPS材料会遇到的一些问题:

1.玻纤增强尼龙66的机械性能受水分的影响比较大、耐磨和尺寸稳定性不够、耐水解性不够(特别是耐热水解性不够)、耐腐蚀性有局限等问题。

2.玻纤增强PPS的脆性较大的问题;PPS螺丝孔有时会开裂等问题。

苏州维本工程塑料Wintone ZG6材料的特点是:优异的机械性能并且不受水份影响(兼顾良好的刚性和韧性)、优异的抗蠕变性和吸震性、优异的耐磨性和尺寸稳定性、优异的耐腐蚀性(包括耐冷热水解、耐酸碱、耐汽车冷却液以及各类化学溶液)。Wintone ZG6工程塑料在汽车电子水泵、智能马桶水泵、热水器水泵、医疗器械水泵等各类微小型电机水泵上都有成功应用。

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

尼龙的种类:

 

1.尼龙-6(PA6)

 

尼龙-6,又称聚酰胺-6,即聚己内酰胺。呈半透明或不透明的乳白树脂。

 

2.尼龙-66(PA66)

 

尼龙-66,又称聚酰胺-66,即聚己二酰己二胺。

 

3.尼龙-1010(PA1010)

 

尼龙-1010,又称聚酰胺-1010,即聚葵二酰葵二胺。尼龙-1010是以蓖麻油为基础原料而制得的,是我国特有的品种。其最大的特点是具有高度延展性,可牵伸至原长的3~4倍,而且拉伸强度高,冲击性和低温性优良,-60℃下不脆。

 

4.尼龙-610(PA-610)

 

尼龙-610,又称聚酰胺-610,即聚葵二酰己二胺。呈半透明奶白色。其强度介于尼龙-6与尼龙-66之间。比重小,结晶性较低,对水、湿度影响较小,尺寸稳定性好,能自熄。用于精密塑料配件,输油管、容器、绳索、传送带、轴承、衬垫、电气电子中的绝缘材料和仪表壳。

 

5.尼龙-612(PA-612)

 

尼龙-612,又称聚酰胺-612,即聚十二烷酰己二胺。尼龙-612是一种韧性较好的尼龙,熔点比PA66低而柔软,其耐热性和PA6差不多,但耐水解性和尺寸稳定性优良,吸水率低。最主要的用途是做牙刷的单丝刚毛。

 

6.尼龙-11(PA-11)

 

尼龙-11,又称聚酰胺-11,即聚十一内酰胺。呈白色半透明体。其突出的特点是熔融温度低而加工温度宽,吸水性低,低温性能良好,可在-40℃~120℃保持的良好柔韧性。主要用于汽车输油管、制动系统软管、光纤电缆包覆、包装薄膜、日用品等。

 

7.尼龙-12(PA-12)

 

尼龙-12,又称聚酰胺-12,即聚十二酰胺。它类似尼龙-11,但其密度、熔点和吸水率比尼龙-11低。由于其含有较大量的增韧剂而具有聚酰胺和聚烯烃相结合的性能。其突出的特点是分解温度高,吸水性低,耐低温性能优良。主要用于汽车输油管、仪表板、油门踏板、刹车软管,电子电器的消声部件、电缆护套。

 

8.尼龙-46(PA-46)

 

尼龙-46,又称聚酰胺-46,即聚己二酰丁二胺。其突出的特点是具有高结晶度,耐高温、高刚性,高强度。主要用于汽车发动机及周边部件,如缸盖、油缸底座、油封盖、变速器。

 

电气工业中用作接触器、插座、线圈骨架、开关等对耐热性、抗疲劳强度要求很高的领域。

 

9.尼龙-6T(PA-6T)

 

尼龙-6T,又称聚酰胺-6T,即聚对苯二甲酰己二胺。其突出的特点是耐高温(熔点为370℃,玻璃化温度为180℃,可在200℃下长期使用),高强度、尺寸稳定,耐焊接性好。主要用于汽车部件,油泵盖、空气滤清器,耐热电器部件如电线束接线板、熔断器等。

 

10.尼龙-9T(PA-9T)

 

尼龙-9T,又称聚酰胺-6T,即聚对苯二甲酰壬二胺。其突出的特点是:吸水性小,吸水率为0.17%;耐热性好(熔点为308℃,玻璃化温度为126℃),其焊接温度高达290℃。主要用于电子、电器、信息设备和汽车部件。

 

11.透明尼龙(半芳香族尼龙)

 

透明尼龙是无定形聚酰胺,化学名称为:聚对苯二甲酰三甲基己二胺。对可见光的透过率达85%~90%。其以在尼龙成分中加入具有共聚和立体障碍的成分来抑制尼龙的结晶,从而产生非结晶和难结晶的结构,它保持了尼龙原有的强韧性,并得到透明的厚壁制品。透明尼龙的力学性能、电性能、机械强度和刚性与PC和聚砜几乎属于同一水平。

 

12.聚对苯二甲酰对苯二胺(芳香族尼龙 简称PPA)

 

聚对苯二甲酰对苯二胺(Polyphthalamide)属于高刚性聚合物,其分子结构具有高度的对称性和规整性,大分子链之间有很强的氢键。该聚合物具有高强度、高模量、耐高温、低密度、热收缩性小、尺寸稳定性好等特点,能制成高强度、高模量纤维(杜邦DUPONT公司的纤维商品名:Kevlar,是军备防弹服材料)。

 

13.单体浇铸尼龙(monomer cast Nylon 简称MC尼龙)

 

MC尼龙是尼龙-6的一种,它与一般尼龙比较有以下特性:

 

A、机械性能更好:MC尼龙的相对分子量比一般尼龙(10000~40000)高一倍,约35000~70000,所以它强度高,韧性好,抗冲击,耐疲劳和较好的抗蠕变性。

 

B、具有一定的吸音性:MC尼龙有吸音功能,是防机械噪声的较为经济实用的材料,如用它制造齿轮。

 

C、具有良好的回弹性:MC尼龙制品弯曲不产生永久变形,保持强韧性,对受高冲击负荷的条件是非常重要的特性

 

D、具有更好耐磨性和自润滑性;

 

E、具有与其他材料不黏结的特性;

 

F、比一般尼龙的吸水率低2~2.5倍,吸水速度较慢,制品尺寸稳定性也好于一般尼龙;

 

G、成型加工设备及模具简单。可以直接浇铸或者再经切削加工,特别适用于注塑机不易生产的大型件、多品种和小批量制品的生产。

 

14.反应注塑尼龙(RIM尼龙)

RIM尼龙是尼龙-6和聚醚的嵌段共聚物。聚醚的加入使RIM尼龙的韧性,特别是低温韧性提高了,耐热性优良,改善上油漆时烘烤温度的能力。

 

15、IPN尼龙

 

IPN(互穿聚合物网状结构)尼龙具有和基本尼龙相似的机械性能,但在冲击强度、耐热性、润滑性和加工性方面都有不同程度的提高。IPN尼龙树脂由尼龙树脂和含有带乙烯基官能团或带烷基官能团的硅树脂的粒料掺混而成的掺混粒料。加工时,硅树脂上两种不同的官能团发生交联反应,形成IPN的超高分子量硅树脂,在基本尼龙树脂里形成三维网状结构。但交联只是部分形成,制成品在存放期间会继续进行交联,直到完成。

 

16.聚酰亚胺(Polyimide简称PI)

 

聚酰亚胺(PI)是主链上含有酰亚胺基团的聚合物,它具有很高的耐热和耐辐射性,在高温下具有不燃烧、耐磨、尺寸稳定性好,但是加工性差。

 

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料,在微型隔膜泵偏心轮以及各类微型水泵、气泵、真空泵偏心轮的应用上,与传统的POM材料相比,Z33具有更优异的耐磨耐疲劳性和静音性,可以帮助解决POM偏心轮在使用一段时间后容易磨损被顶穿的问题,同时有效降低传动噪音,另外Z33的耐酸碱、耐热水和蒸汽、耐盐水等优异的耐化学性,也大大拓宽了微型隔膜泵和各类微型泵的应用场景。

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

​在各类减速电机塑胶齿轮的应用上,苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料,可以帮助您解决以下问题:

1.POM和PA66齿轮噪音比较大,耐磨耐疲劳性不够的问题。

2.PA12和TPEE齿轮,太软扭矩太小,耐磨性不够,在60摄氏度以上时,扭力下降比较快。

3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够,以及断齿的问题。POM齿轮和注塑件易磨损粉屑化的问题。

4.尼龙46齿轮的降噪性不够,尺寸受水份影响比较大。

Z33材料作为一款强韧耐磨型工程塑料,在齿轮应用上最显著的特点是:耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。Z33材料的典型成功应用为:微小型减速齿轮箱、电动推杆、汽车转向系统EPS齿轮、按摩器齿轮、汽油机凸轮、电助力自行车中置电机齿轮、电动剃须刀等等传动齿轮。

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

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工业齿轮的应用上,与传统的POM和PA66相比,Wintone Z33具有更好的耐磨性、耐疲劳性、抗形变能力,Z33在保持了良好刚性的同时,进一步提升了弹性和韧性(这种优异的机械性能在摄氏-40度、0度和80度都有保持和体现),可以帮助解决齿轮断齿问题,同时大幅度降低摩擦噪音,经应用后比较,Wintone Z33也优于不少耐磨改性规格的POM和PA66(如聚四氟乙烯,硅酮类或二硫化钼改性),同时Z33具有很好的耐腐蚀性,可以用于很多场景下接触各类化学物质的严苛环境,比如印染纺织机械上的齿轮,液压系统的挡圈和密封圈,等等,成功替代价格昂贵的PEEK,PA12,PVDF,PTFE,PA46的部分应用领域。另外Z33的吸湿很少,综合性能受水份的影响很小,整包装Wintone Z33注塑前不需要提前烘料,可以直接注塑,注塑完无需水处理。

 

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在汽车接插件的应用上,与传统的尼龙66和PBT相比,Wintone创新型工程塑料在保持了优良的刚性,耐热性和电性能的基础上,大幅度提高了材料的韧性,为提高接插件的抗脆断性(特别是低温下的抗脆断性),提供了一个全新的解决方案,同时Wintone材料的吸水率很小(只有PA66的六分之一),水份对Wintone材料制造的接插件影响很少。另外Wintone Z63优异的流动性和韧性,可以让薄壁接插件更强韧,无需水处理。在注塑加工时,整包装(25公斤)的Wintone材料无需提前干燥,可以直接注塑。同时Z63优良的流动性,允许复杂的结构件可以在较低的注塑压力和速度下成型,可以帮助降低接插件翘曲变形的风险。

 

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在高压泵单向阀罩的应用上,与传统的尼龙、POM材料相比,Wintone Z63在保持了优异刚性的同时,大幅度提高了材料的韧性、耐疲劳、耐磨和耐水解性(包括耐冷水和耐热水),可以帮助解决常规尼龙单向阀罩不耐水解而磨耗脆断,POM材料韧性不够,反复压力冲击后而脆断的问题。同时Z63极其优异的耐化学性,可以帮助解决常规材料(尼龙和POM)单向阀罩腐蚀断裂问题,大幅度提升耐久性,特别是应用环境较严苛的药泵、海水淡化泵、热水泵等等,另外Z63的吸湿很少,综合性能受水份的影响很小,整包装Wintone Z63注塑前不需要提前烘料,可以直接注塑,注塑完无需水处理。

 

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在汽车ABS轮速传感器的应用上,Wintone ZG6工程塑料可以帮助解决传统的玻纤增强PA66材料耐盐水和耐腐蚀性不够的问题,ZG6属于电中性工程塑料,不含卤素不会腐蚀芯片,同时ZG6具有均衡良好的机械性能,比PA612和PA12更优的耐油性,成功替代不少玻纤增强PA612和PA12的部分应用领域,另外,Wintone ZG6工程塑料的吸水率只有尼龙66的六分之一,水份对ZG6做的功能注塑件的尺寸和性能影响很少,整包装的Wintone ZG6材料,可以不烘料直接注塑,注塑完无需水处理。

 

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在液压系统挡圈和导向环的应用上,Wintone Z33可帮助解决传统材料应用时的一些问题(如POM导向环会磨铁,在温度上升到60度以上时力学性能下降较快的问题;如PA66挡圈会溶胀和易水解,尺寸和性能受媒介影响较大,耐磨不够的问题;常规的青铜粉改性PTFE挡圈力学性能不够和抗压的局限性,以及多步工序及系统成本过高的问题;酚醛夹布导向环的易脆断性和不够环保),Wintone Z33以其优异的综合性能:更优异的耐磨性、更好的抗形变和耐蠕变性、远优于POM和PA66的耐腐蚀性、更优的回弹性和抗挤出能力、极具价值的性价比,让您在选材时就获取竞争优势,经长期应用后验证,Wintone工程塑料已成功替代部分价格昂贵的PEEK,PA12,PA46,PVDF,PTFE的应用领域。另外Z33的吸湿很少,综合性能受水份的影响很小,整包装Wintone Z33注塑前不需要提前烘料,可以直接注塑,注塑完无需水处理。

 

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

 

在纺织机械配件的应用上,Wintone工程塑料是一款耐磨耐腐蚀强韧型专用工程塑料,典型应用是齿轮、轴套、滑块、垫片、法兰等功能件,与传统的POM和PA66相比,Wintone Z33具有更强韧的力学性能,更好的耐磨性,耐疲劳性和耐腐蚀性。

 

可以帮助解决POM类配件(韧性和弹性不够,有时候会脆断和磨损后易碎屑化,耐磨性不够好,会磨铁,噪音比较大,不耐酸碱等问题)

 

可以帮助解决尼龙类配件(部件性能和尺寸受环境湿度影响比较大;容易水解及耐化学性不够好,低温下有时会脆断等问题。)

 

五大工程塑料(尼龙工程塑料,为什么是五大工程塑料之首?)

 

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