尼龙11结构与性能的研究进展

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1、万方数据第6期高分子通报尼龙ll结构与性能的研究进展张庆新，莫志深’(中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理-b化学国家重点实验室，长春130022)捕要：结台作者的研究工作．综述丁尼正11的物理化学性质、晶体结构、晶型转变艟压电性的研究进屠、美键词：尼龙II；性质；结晶；晶型转变；压电性尼龙11具有吸水率低、耐油性好、耐低温、易加I：等优点，『『『f且可用注射、挤出、吹塑等方法加工成型，是一种高性能的新型材料，但由蓖麻油裂解、合成尼龙11的专利技术．自1955年起一直被法国阿托化学公司(ATOCHEM)所垄断．价格居高不下。我国每年进几用于制造汽车输油管的

2、尼龙ll树脂就超过2000t，为改变我国尼龙11一直依赖国外的局面，近年来，长春、北京、太原等地进行了研制，目前已达到巾试生产阶段。尼龙11不仅具有优良的物理及化学性能，而且是一种极为稀少的铁电高分子材料，具有优异的压电性能。本文主要介绍尼龙11的晶体结构、晶型转变及压电性的研究进展。1尼龙11的物理及化学性质尼龙11分子链中的亚甲基链较长，酰胺基密度低，兼有尼龙66和聚烯烃的性质，其结构单元0HI为：+c+cH：知N—k。其玻璃化温度43。c，熔点为190℃左右。尼龙11分子链上含有酰氨基团．可以形成分子问氢键，对尼龙11的结构和性能有很大影响。尼龙11的一

3、些物理、化学性能如F表所示(表I一表3)。表1尼龙儿的溶剂吸收性(％饱台吸收量注：++重量尺寸不变或变化极撤小；+在所附荣件下不变：有变化．在一定条件町用；一短时间内强度受损c基金项目：国家自然科学基金(No．59873023)；国家重点基础研究专坝经费资助(G1999064800)；作者简介：张庆新(1973一)，男，⋯东济南人，现为中周科学院长春应用化学研究所博士研究生，师从于奠志探研究员，主要从事外场诱引下采酰胺结构与性能的研究；’通汛鞋系人。万方数据·28·高分子通报表3尼龙ll的一般物理性能2001年12月拉仲强度，MPa一40℃(干倬)6002【1

4、℃(RR65q134080℃(f爆)136拉伸断裂强度{&伸断裂伸K率弯ffI】模量，MPa／％／GPa7005704303732q35l∞吸水率衄甩：／％f洛氏R标腰)尼龙树脂吸水是由于非晶部分酰胺基作用的结果，尼龙11的酰胺基密度低．吸水率丰H喧较低，因而具有良好的尺寸稳定性；其脆化温度是一70℃，具有良好的耐低温冲击性能；对碱、盐溶液、海水。油、石油产品有很好的抗腐蚀性，对酸的抗蚀性则根据酸的种类、浓度及温度而定；盼娄及甲酸是尼龙1l的强溶剂，使用时应加以避免；耐应力开裂性好，可以嵌入金属部件而不易开裂：具有弹性记忆效应．当除去外力时，尼龙lI可恢复至原

5、来的形状，此外，尼龙11对真菌有抵抗作用．尼龙11材料的品级可由软到硬，能满足多种熔融粘度范围的注射及挤出加工，是在可使用的尼龙材料中物理和化学性质最稳定的，囚而得到了广泛的应用。根据尼龙11的不同的物理、化学性质，尼龙11主要应用于以下的几个方面。(1)制造纤维。尼龙II制成的锦纶纤维质感柔软，耐磨不皱。目前约有i7％的尼龙1I用于生产纺织品。(2)由于具有耐油、耐氟利昂的侵蚀，流体阻力小等许多优点，日前，尼龙1I应用最大的领域是汽年工业，常用于制造抗震耐磨的油管、软管，如汽车输油管、离合器软管等。(3)用丁电缆电线护套，耐低温光导纤维等。主要是利用其优良的

6、化学性能和电绝缘性，制作的电缆护套可保护绝缘层，提高可靠性和延长使用寿命。(4)制成各种机械部件，、如轴承、齿轮等精密电器部件和汽车过滤器、保险杠、制动把手、加速器操纵带套管等零部件。(5)制造军械。利用尼龙1l耐潮湿、耐干旱、抗寒性来制作军械部件。同外常用尼龙11制造导弹和发射装置的零部件及军用设施的有关部分(6)用于高级涂料和粘合剂。(7)用于密封好的金属丧面粉末涂层。尼龙1l的热性能及熔融性与其他聚酰胺不同”1，在160℃F等温结晶的尼龙11，其熔融峰有曲个，主熔融蜂(T。。)在190'(i左右，在185℃有一小的熔融峰(r。、)，它(T。、)不随升温速

7、率的变化而变化，等温结晶时间越长．两个熔融峰分离越明显，主熔融峰向高熔点方向移动越多，且小熔融峰逐渐消失，主熔融峰逐渐增大：Gogolcwski”】认为主熔融峰的增大表明结晶的有序件增加，结晶更为完善，小熔融峰则代表了短链段所形成的晶体熔融和结晶的不完整性。随着结晶时间的延长，熔点(T。)及熔融热均不断增大，当结晶时间延长至2000h，其熔融温度商达211屯，熔融热由a-1．8J／g增加到83．6J，‰在不同的扫描速度下，退火的尼龙1l表现出过热(superheatJ．ng)的影响，Gogolewski把这种现象归为片晶横向尺寸的增长”J。与尼龙6等其他聚酰胺

8、不同的足，尼龙11由熔体快速冷却后，从