關于吸水性對改性尼龍性能的影響機理
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發表時間:2020-08-17 15:40
聚酰胺(PA)是以已內酰胺、脂肪羧酸、脂肪胺或芳香族二元酸、芳香族二元胺為原料合成,主鏈上含有酰胺基團(—NHCO—)的結晶性高分子化合物,作為工程塑料的PA分子量在(1.5~3)×104左右。PA具有優良的力學性能、耐磨性和耐高溫性,所以是用途最為廣泛的工程塑料之一。但是,由于分子結構中含有極性的親水基團,所以對尼龍制品的尺寸穩定性以及力學性能有很大影響。目前,可用纖維增強,降低樹脂的吸水率,使其能在高溫、高濕的條件下工作。

一、吸水性對尼龍性能影響機理
由于尼龍的分子鏈結構規整,是一類結晶性的高分子化合物,晶格的存在束縛了分子鏈的運動,所以強度較高。此外,分子鏈中含有的極性酰胺基團,能夠在分子鏈之間形成氫鍵,使分子鏈之前的作用力增大,進一步限制了分子鏈受外力時的滑移,所以具有較高的力學強度和模量。
并且,隨著聚酰胺分子鏈中酰胺基密度的增加、分子鏈對稱性的增強以及結晶度的提高,其力學強度也進一步提高。
1、分子鏈間作用力降低
但是,正因為尼龍分子鏈中含有極性酰胺基團,所以可以與環境中的水分子形成氫鍵,這樣會使分子鏈的規整度降低、分子鏈之間的氫鍵數減少,導致分子鏈之間的作用力降低。
所以,在受到外力時,分子鏈之間可以通過運動來消耗外界的能量,所以材料的拉伸強度、彎曲強度以及模量會有一定程度的降低,制品的尺寸穩定性也會大幅降低。但是伸長率和沖擊強度會有提高。
2、分子鏈部分水解
在熔融狀態下,如果有水分的存在,會引起聚酰胺大分子鏈的水解,從而導致相對分子質量的降低。因為高分子化合物的機械性能和分子料子一定范圍內是正比關系,所以分子鏈降解,制品的力學性能會出現下降。
此外,成型過程中,水分的存在還會導致制品表面出現氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。因此,成型前必須充分干燥。
綜上對于尼龍制品來說,不僅在成型過程中需要進行考慮吸濕性問題,使用過程中,特別是高溫、高濕的環境中也得考慮吸水率的問題。目前,玻纖增強尼龍可以明顯改性制品的吸濕性,可使尼龍制品應用于高溫、高濕的環境中。
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