尼龙的优缺点和成型的应用

一、尼龙简介
尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄的温度范围内软化，熔点很明显，熔点：215-225℃。温度一旦达到就出现流动。
PA的品种很多，主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、PA46、PA6T、PA9T、MXD-6芳香醯胺等.以PA6、PA66、PA610、PA11、PA12较为常用.
尼龙类工程塑料外观上都呈现为角质、韧性、表层光亮、白色（或乳白色）或微黄色、透明或半透明的结晶性树脂，它容易被著成任一种颜色。作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。它们的密度均稍大于1，密度：1.14-1.15g／cm3。拉伸强度：＞ 60．0MPa。伸长率：＞ 30%。弯曲强度： 90.0MPa 。缺口冲击强度：(kJ／m2) ＞ 5。
尼龙的收缩率为1%～2%. 需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率 ** 相对吸湿饱和时能吸8%.使用温度可－40～105℃之间。熔点：215～225℃。合適壁厚2～3.5mm. PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特別的润滑效果，可在PA中加入硫化物。
尼龙的性能：
尼龙工程塑料以其在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面的高性能优势，被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空**等行业，以塑代钢、以塑代木已成为市场流行趋势。尼龙工程塑料已被广泛应用各个领域，现就尼龙工程塑料的性能特点及其应用分享如下。
(1) 力学性能
尼龙拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、硬度、刚性、模量、韧性都较好，尤其经过纤维增强的复合材料或与其它高聚物混合制成的合金，其强度、模量、硬度、刚度、耐磨性进一步提高。特别地，尼龙具有较好的耐摩擦磨损性、自润滑性 ( 水可以作润滑剂 ) 和耐疲劳性，这是其能够作为工程塑料广泛使用的重要原因之一。
(2) 耐热性
尼龙具有较高的熔点，一般在 240℃以上，芳香族尼龙的耐热性较脂肪族尼龙高，若加入一定的增强填料，其热稳定性能大大提高，热变形温度可高达 250℃。
(3) 加工性能
尼龙是热塑性塑料，熔融后在剪切力作用下黏度较低，流动性好，易于成型加工，维修容易。
(4) 电性能
在干燥的条件下，尼龙具有较好的电绝缘性，可作为绝缘材料使用，是特别好的高频绝缘性材料。但是尼龙容易吸水、吸湿，吸湿以后绝缘性降低。
(5) 耐溶剂性
尼龙的化学稳定性好，耐碱，耐弱酸；而且属于耐溶剂型塑料，尤其耐芳烃类化合物和常用**溶剂，可用于化学、化工仪器；在某些金属容易生锈的环境，如水表，可用尼龙材料代替。
(6) 阻燃性
易于功能化：尼龙的阻燃性较好，一般不易燃烧；加入抗菌剂还能使其具有抗菌性、自净功能。
(7)比金属材料更优的特性
尼龙还具有质量轻、工作噪音小、工作过程中不会擦起火花、不会生锈、不受电磁干扰的特点。另外，作为齿轮使用时，可通过自身的变形和偏转达到缓冲碰撞和冲击目的，还能减少因安装偏差引起的局部负载。
(8)尼龙还具有原料充足、品种多、价格低、易于回收利用、良好染色性、所得制品精度高、尺寸稳定性好等优良特性。
尼龙在汽车上的应用
近年来人们对汽车轻量化、低油耗、抗冲击、安全等要求不断提高，塑料越来越多地应用于汽车行业。汽车领域大量应用工程塑料代替昂贵的有色金属和合金，提高了汽车造型美观、设计灵活性，降低零件加工、装配、维修费用，大幅减轻汽车自重，降低能耗。汽车领域应用的多为增强、增韧尼龙，主要应用有以下五个方面。
(1)汽车电气部件，如电气配线、接线柱 、*电器板、跟踪前灯、大灯调节器和车灯外壳；
(2)发动机，汽缸头盖、发动机装饰盖、发动机盖、发动机水箱盖、风扇，还有进气歧管。
(3)燃油箱，油滤清器、输油管；
(4)车身部件，如升降门、座位、风扇、散热器格栅、刮雨器。
(5)其它受力部件，汽车车体的驱动、控制部件、涡轮调解装置、斜齿轮调解装置、刹车传动器、电动节气门段、AMT 选换档执行机构蜗轮、动力转向器、减震驱动器等。

二、PA性能的主要优点
1. 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。比拉伸强度**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**，制件经多次反复屈折仍能保持原**械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用较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。
6. 有自熄性，无毒，无臭，耐候性好,对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。
7. 有优良的电气性能。电绝缘性好,尼龙的体积电阻很高,耐击穿电压高,在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。
8. 制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。
三、PA性能的主要缺点
1. 易吸水。吸水性大，饱和水可以达到3%以上.一定的程度上影响尺寸稳定性和电性能，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。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。常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等。无毒性，但不可长期与酸碱接触。值得注意的是,加入玻纤后,尼龙的抗拉强度可提高2 倍左右,耐温能力也相应得到提高.
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。
四、用途
尼龙主要用于汽车工业,电气电子工业,交通运输业,机械制造工业,电线电缆通讯业,薄膜及日常用品.制造各种轴承,齿轮,圆齿轮、凸轮、伞齿轮、输油管,储油器,保护罩,支撑架,车轮罩盖,导流板,风扇,空气过滤器外壳,散热器水室,制动管,发动机罩,车门把手.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、电缆接头各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带，纺织机械工业设备零雾料，以及日用品和包装薄膜等。
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。
五、成型及后处理
除透明尼龙外，其它尼龙都属于结晶性塑料，有较高的熔点，熔融温度范围较窄，热稳定性不好。PA较易吸湿，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处理，可在80～110℃干燥6小时，成型时允许含水量尼龙6和尼龙66为 0.1%，尼龙11为0.15%，尼龙610为0.1%～0.15%，较高不得**过0.2%。注意，PA类塑料在90℃以上干燥易引起变色。
PA流动性好，易溢料，宜用自锁时喷嘴，并应加热。同时由于溶体冷凝速度快，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。成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，变形等。
PA再生料的使用较好不**过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。
开机时应首先开启喷嘴温度，然后再给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放，发生危险。在停机时要清空螺杆，防止下次生产时，扭断螺杆。
使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免造成制品表面缺陷。
尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。
a). 热处理常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热处理温度应**使用温度10～20℃，处理时间视制品壁厚而异，厚度在3mm以下为10～15 分钟，厚度为3～6mm时间为15～30分钟，经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。
b). .调湿处理调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25:1,沸点 121℃）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为 80～100℃醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm为8小时,6mm为16～18小时