聚醯胺

聚醯胺

聚醯胺(PA,俗稱尼龍)是美國DuPont公司最先開發用於纖維的樹脂,於1939年實現工業化。20世紀50年代開始開發和生產注塑製品,以取代金屬滿足下游工業製品輕量化、降低成本的要求。PA具有良好的綜合性能,包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性,且摩擦係數低,有一定的阻燃性,易於加工,適於用玻璃纖維和其它填料填充增強改性,提高性能和擴大套用範圍。PA的品種繁多,有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等,以及近幾年開發的半芳香族尼龍PA6T和特種尼龍等很多新品種。

概況

聚醯胺 聚醯胺

中文名稱:聚醯胺
CAS NO.:63428-84-2
中文別名:共聚尼龍; 聚醯胺(600號); 聚醯胺樹脂(低分子量,651型); 聚醯胺樹脂(低分子量,650型); 共聚聚醯胺
英文名稱:Polyamide Resin
英文別名:Nylon fibers; Polyamide fibers; Polyamide; Polyamide resin No.600; Polyamide resin,low molecular weight 651; Polyamide resin,low molecular weight 650; Polyamide multipolymer-

PA是歷史悠久、用途廣泛的通用工程塑膠,2000年世界工程塑膠市場分配為PA35%、PC32%、POM11%、PBT1O%、PPO3%、PET2%、UHMWPE2%,高性能工程塑膠(PPS、LCP、PEEK、PEI、PESU、PVDF、其它含氟塑膠等)2%。由於PC市場需求增長快,其市場占有份額已已經超過PA。

從性能和價格綜合考慮,PA6和PA66的市場用量仍占PA總量的90%左右,居主導地位,2001年世界PA66的消費量為74萬噸,略高於PA6的68萬噸。歐洲消費結構為PA6占50%,PA66占40%,PAll、PAl2和其它均聚、共聚PA占10%,美國PA66用量超過其它品種,日本則PA6消費居首位,為52%,PA66占38%,PAll和PAl2占5%,PA46和半芳香族PA占5%。PA工程塑膠以注射成型為主,注塑製品占PA製品的90%左右,PA6與PA66的成型加工工藝不盡相同,PA66基本都採用注塑加工,占95%,擠出成型僅占5%;PA6的注塑製品占70%,擠出成型占30%。

市場預測

聚醯胺 聚醯胺

為了增強PA同其它材料(包括工程塑膠)的競爭力,擴大套用範圍,提高市場占有份額,從提高製品性能、降低成本和有利於環境這三個方面改進產品晶級的性能,如Du Pont、DSM、Rhodia、東麗公司等樹脂生產廠家都先後推出了快速成型品級,縮短了成型周期,降低了生產成本。採用茂金屬聚烯烴如聚烯烴彈性體(POE)增韌改性比用彈性體改性更方便,可調範圍更大。同時能生產阻燃(特別是無鹵阻燃)PA品級的廠家增多,可供用戶選擇的產品也增多。另外,值得提及的是PA·納米複合材料是前產量最大的工業化聚合物系納米複合材料,納米粒子填充量小,改性產品的密度幾乎與基礎晶級相同,其優越性是顯而易見的。

工業家和諮詢家普遍對PA工程塑膠的未來市場持樂觀態度,有的認為2000~2005年其用量將以年均7%的速度遞增”’,也有報導預計2001—2006年間世界PA工程塑膠市場的年均增長率為5%-6%”l。亞洲地區生產能力的占有份額將有所提高。PA工程塑膠市場套用的熱點和未來潛在市場為:

(1)汽車發動機吸氣歧管  汽車廠為降低生產成本,要求採用一體化部件,選用高性能材料和簡化設計。製作PA吸氣歧管可使製品輕量化,降低成本40%-50%,井有減振效果。目前歐洲汽車廠套用PA吸氣歧管走在前列,預計美國和其它地區會很快跟上。

(2)耐熱性(特別是焊接耐熱性)晶級將在電器工業上套用十分活躍,無鹵膽燃PA肘開發和套用將受到人們的更大關注。

(3)以PA6為中心的食品包裝膜  該產品套用前景看好,雙向拉伸(BO)PA薄膜具有良好的抗穿刺性、對氧和二氧化碳的阻隔性及耐蒸煮性,用作共擠出多層膜的芯膜,可延長食品的保質期,需求量會穩步增長,並從最初開發、套用的日本擴大到其它國家和地區。

分類

尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66,占絕對主導地位,其次是尼龍11,尼龍12,尼龍610,尼龍 612,另外還有尼龍 1010,尼龍46,尼龍7,尼龍9,尼龍13,新品種有尼龍6I,尼龍9T和特殊尼龍 MXD6(阻隔性樹脂)等,尼龍的改性品種數量繁多,如增強尼龍,單體澆鑄尼龍(MC尼龍),反應注射成型(RIM)尼龍, 芳香族尼龍,透明尼龍,高抗沖(超韌)尼龍,電鍍尼龍導電尼龍,阻燃尼龍,尼龍與其他聚合物共混物和合金等,滿足不同特殊要求,廣泛用作金屬,木材等傳統材料代用品,作為各種結 構材料。

發明

聚醯胺 聚醯胺

在日常生活中聚醯胺製品比比皆是,但是知道它歷史的人就很少了。聚醯胺是世界上首先研製出的一種合成纖維。 
本世紀初,企業界搞基礎科學研究還被認為是一種不可思議的事情。1926年美國最大的工業公司-杜邦公司的的董事斯蒂恩(Charles M. A. Stine,l882~1954)出於對基礎科學的興趣,建議該公司開展有關發現新的科學事實的基礎研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費用,並開始聘請化學研究人員,到1928年杜邦公司在德拉瓦州威爾明頓的總部所在地成立了基礎化學研究所,年僅32歲的卡羅瑟斯(Wallace H. Carothers,1896~1937)博士受聘擔任該所有機化學部的負責人。  
卡羅瑟斯1896年4月27出生於美國洛瓦的伯靈頓。他開始受教育的是在得梅因公立學校,1914年從北方中學畢業。卡羅瑟斯的父親在得梅因商學院任教,後來擔任過該院的副院長。受他父親的影響卡羅瑟斯18歲時進入該院學習會計,他對這一專業並不感興趣,倒是很喜歡化學等自然科學,因此,一年以後轉入一所規模較小的學院學習化學。1920年獲理學學士學位。1921年在 伊利諾伊大學取得碩士學位,後來在南邊柯他大學任教,講授分析化學和物理化學。1023年又回到伊利諾伊大學攻讀有機化學專業的哲學博士學位。 在導師羅傑·亞當斯(Roger Adams,1889-1971)教授的指導下,完成了關於鉑黑催化氫化的論文,初步顯露了他的才華,獲得博士學位後隨即留校工作。1926年到哈佛大學教授有機化學。由於卡羅瑟斯性格內向,他認為搞科學研究更能發揮自己的聰明才智,於是1928年受聘來到了杜邦公司。 
卡羅瑟斯來到杜邦公司的時候,正值國際上對德國有機化學家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881~1965) 提出的高分子理論展開了激烈的爭論,卡羅瑟斯讚揚並支持斯陶丁格的觀點,決心通過實驗來證實這一理論的正確性,因此他把對高分子的探索作為有機化學部的主要研究方向。一開始卡羅瑟斯選擇了二元醇與二元羧酸的反應,想通過這一被人熟知的反應來了解有機分子的結構及其性質間的關係。在進行縮聚反應的實驗中,得到了分子量約為5000的聚酯分子。為了進一步提高聚合度,卡羅瑟斯改進了高真空蒸餾器並嚴格控制反應的配比,使反應進行得很完全,在不到兩年的時間裡使聚合物的分子量達到10000~20000。 
1930年卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸縮合製取聚酯,在實驗中卡羅瑟斯的同事希爾在從反應器中取出熔融的聚酯時發現了一種有趣的現象:這種熔融的聚合物能像棉花糖那樣抽出絲來,而且這種纖維狀的細絲即使冷卻後還能繼續拉伸,拉伸長度可以達到原來的幾倍,經過冷拉伸後纖維的強度和彈性大大增加。這種從未有過的現象使他們預感到這種特性可能具有重大的套用價值,有可能用熔融的聚合物來紡制纖維。他們隨後又對一系列的聚酯化合物進行了深入的研究。由於當時所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物,具有易水解、熔點低(

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