尼龙 66 被广泛应用于汽车、电子电器、服装家居、机械组件、精密仪器等行 业,目前 PA66 在汽车制造行业的消耗量占据首位,并不断在其他领域内扩展其应 用范围[7]。
PA66(工业简称为 PA66)为聚酰胺均聚物,由己二胺己二酸缩聚反应而成, 通常为粒料,呈圆柱状。
为了己二酸己二胺在等摩尔比的条件下反应,在实际生产中,通常先制成 66
盐,在进行后续反应制得,其反应如式(1):
(1) 反应后期化合物在水中脱出的同时生产酰胺键,形成线型聚合物,根据公式:
式中: Xn :数均相对分子质量;K:平衡常数;nw:残留水浓度。
可知水的扩散速率成为决定反应速度的关键因素[8],通常反应体系中水的高效 排出时其制备工艺的关键之处。通常可采用间歇法和连续方法进行该缩聚反应。
缩聚过程伴随着大量的水解,酸解,胺解,高温裂解等副反应,均可使聚酰胺 的分子量降低。
工业生产中尼龙 66 材料在高温下进行缩聚反应制得,由于分子链中含有活性 H, 为避免加工过程中发生己二胺的挥发,或者有氧化副反应的发生,在其加工过程中 对温度,工艺流程,原料浓度等的要求极高:PA66 树脂由高温下缩聚反应制得,聚 合物分子链较长时易发生断链,尤其是-NH-的邻位 H 具有一定反应活性,因此在尼 龙 66 的聚合过程中,要严格限制温度变化。缩聚反应在熔融状态下进行,反应温度
高于尼龙 66 盐的熔点。由于温度过高会使反应体系中分解出来的己二胺挥发,物料 失去等摩尔比,不利于制得大分子量的尼龙 66,故反应初期温度不易过高。反应中 期随着尼龙 66 的聚合度逐渐升高,体系粘度增加,小分子副产物排出困难,需要适 当地提高反应温度。在反应后期,体系粘度随着聚合度的提高而迅速增加,应将反
应温度控制在 280℃左右。温度控制不当会使反应产物的分子链断裂,体系粘度降 低,物料发生氧化反应,颜色变黄,进而变质[9]。
1。2。2 PA66 的缺陷的原理及其改性文献综述
因为 PA66 具有优异的抗机械疲劳,耐摩擦和许多化学物质(如油,油脂和烃), 以及对液体和气体的高阻挡性质,其已经在各个工业部门,如石油天然气的管道运 输、汽车配件、机械结构件等地方广泛应用。在大多数应用中,PA66 被暴露在腐蚀 性环境中,并长期与各种化学试剂,例如水、氧气、消毒剂等接触,这对他们的长 期耐久性问题提出了挑战[10]。
作为结构件时,不同的连接及结构方式对 PA66 寿命的影响巨大,一体式结构 块相对焊接样块具有更高的疲劳寿命。通过普通 PA66 与玻璃纤维增强的 PA66 及其 在不同焊接方式下力学性能的比较可知,纤维增强的尼龙试样具有更好的疲劳寿 命,对于不同的焊接方式来说,因为较厚的焊缝的存在其疲劳寿命明显延长[11-13]。
作为电子元器件,某些机械部件,汽车零件等结构时,PA66 因重量轻,拥有良 好的尺寸稳定性,噪音低,比强度高,成本低等优点而备受青睐,但长期在高温或 低温条件下使用 PA66 的耐热性能受到影响。实验发现尼龙在 150℃条件下 5h 即会 变黄,拉伸强度和断裂伸长率等力学指标明显下降,且会产生收缩,且其耐氧化剂 能力较差,在有油剂等物质存在的条件下使用,其强度很快降低。在较低的温度下 长期使用,PA66 的抗冲击强度又会大大降低,从而使其作为结构件的安全性能受到 怀疑[14-17]。
PA66 在实际使用过程中遇到的缺陷随着其应用面的扩大,越来越多,在此仅讨 论其耐热氧化性能方面的缺陷及其解决办法。