Какие еще виды нейлона существуют, помимо нейлона, обычно используемого в общем машиностроении?

Помимо нейлонов, обычно используемых в общем машиностроении (таких как PA6, PA66, PA1010, PA12 и т. д.), семейство нейлонов также включает множество специальных типов. Они обладают уникальными свойствами (такими как устойчивость к высоким температурам, биологическая основа, высокая прозрачность и формование больших размеров) за счет корректировки структуры мономера, процессов полимеризации или методов модификации и широко используются в высокотехнологичных или специальных приложениях. Ниже приведены некоторые типичные разновидности нейлона «необщего назначения»:

Это все распространенные типы нейлона, используемые в общем машиностроении: лист AHD PA6 и лист Nylon66.

I. Высокопроизводительный нейлон

Этот тип нейлона улучшает термостойкость и жесткость за счет увеличения количества метиленовых групп (-CH2-) в молекулярной цепи или введения ароматических колец. В основном он используется для компонентов, нагруженных высокой нагрузкой, в высокотемпературных средах.

1. Нейлон 46 (PA46)

Структура: Образована в результате конденсационной полимеризации бутандиамина (4 атома углерода) и адипиновой кислоты (6 атомов углерода) (-NH-(CH2)₄-NH-CO-(CH2)₄-CO-), молекулярная цепь содержит 4+6 атомов углерода.

Характеристики: Чрезвычайно высокая температура плавления (около 295 ℃), долгосрочная рабочая температура достигает 180-200 ℃ (значительно превышает 100 ℃ для PA66); быстрая скорость кристаллизации (кристалличность > 50%), хорошая стабильность размеров; масло- и химическая коррозионная стойкость (например, устойчивость к моторному маслу);

Недостатки: Высокая гигроскопичность (равновесное водопоглощение около 2,8%), высокая стоимость.

Области применения: высокотемпературные компоненты автомобильных двигателей, высокотемпературные подшипники в промышленности, соединители аэрокосмической электроники и т. д.

2. Полуароматический нейлон (PPA, полифталамид).

Структура: Основная цепь содержит ароматические кольца (например, терефталевая кислота) и алифатические сегменты (например, гексаметилендиамин). Типичными марками являются PA6T (гексаметилендиамин + терефталевая кислота) и PA9T (нонандиамин + терефталевая кислота).

Свойства: Высокая температура плавления (PA6T примерно 370 ℃, PA9T примерно 305 ℃), длительная рабочая температура 170-220 ℃; Низкая гигроскопичность (равновесное водопоглощение ПА6Т <1%), высокая точность размеров; Отличная химическая стойкость (например, устойчивость к сильным кислотам и щелочам) и паяемость (выдерживает процессы поверхностного монтажа).

Применение: датчики автомобильного двигателя, кронштейны для светодиодов, электронные разъемы высокой плотности, прецизионные механические шестерни и т. д.

II. Нейлон с длинной цепью

Эти нейлоны содержат больше метиленовых групп (обычно >10 атомов углерода) и меньшее количество боковых групп, что обеспечивает превосходную прочность, устойчивость к низким температурам и химическую стойкость. Некоторые сорта биоразлагаемы или получены из возобновляемых ресурсов.

1. Нейлон 11 (PA11)

Структура: Образована в результате самоконденсации ω-аминоундекановой кислоты (11 атомов углерода) (-NH-(CH2)₁₀-CO-повторяющаяся единица), принадлежащей нейлонам биологического происхождения (сырье, полученное из касторового масла).

Свойства: Чрезвычайно низкая гигроскопичность (равновесное водопоглощение <0,3%), отличная стабильность размеров; Отличная ударная вязкость (удлинение при разрыве >200%), устойчивость к низким температурам (не охрупчивается при -70℃); Выдающаяся химическая стойкость (устойчив к бензину, жиру и спирту); Биоразлагаемый (частично разлагаемый), экологически чистый.

Области применения: автомобильные топливопроводы, пневматические трубопроводные фитинги, гибкие расходные материалы, напечатанные на 3D-принтере, корпуса прецизионных приборов и т. д.

2. Нейлон 13 (PA13)

Структура: Самоконденсированная из ω-аминотридекановой кислоты (13 атомов углерода) с более длинной метиленовой цепью.

Свойства: Меньшее влагопоглощение, чем у PA11 (<0,2%), более высокая точность размеров; Отличная атмосферостойкость (устойчивость к УФ-старению), устойчивость к низким температурам (-80 ℃); Чрезвычайно гибкий, из него можно изготавливать очень тонкие изделия (например, пленки).

Применение: высококачественные оболочки кабелей для наружного применения, уплотнения для полярного оборудования, медицинские катетеры и т. д.

Нейлоновый лист AHD Blue MC

III. Специальный процесс/функциональные нейлоны

Эти нейлоны наделены уникальными свойствами благодаря процессам полимеризации или методам модификации для удовлетворения конкретных требований применения.

1. MC Nylon (мономерный литой нейлон)

Процесс: Мономер капролактама, катализатор и активатор смешиваются и непосредственно отливаются в форму, образуя нейлон посредством анионной полимеризации (в отличие от экструзионной полимеризации нейлона общего назначения в расплаве).

Характеристики: Можно формовать сверхбольшие детали; Высокая молекулярная масса (в 2-3 раза больше, чем у обычного PA6), что обеспечивает превосходную прочность, ударную вязкость и износостойкость; Отсутствие внутренних сварных швов, превосходная однородность размеров.

Применение: крупные износостойкие механические детали (например, шестерни в горнодобывающей технике, шкивы портовых кранов), крупные формы (например, бамперы прототипов автомобилей), лопатки турбин и т. д.

2. Прозрачный нейлон

Принцип: за счет аморфной структуры (уменьшения кристалличности) или добавления зародышеобразователей для ингибирования кристаллизации нейлон преобразуется из полукристаллической формы в аморфную, что обеспечивает высокий коэффициент пропускания света.

Типичные разновидности: PA6I (изофталевая кислота + гексаметилендиамин), PA12I (изофталевая кислота + лаурилдиамин) или сополимер нейлона (например, сополимер PA6/66/12).

Характеристики: Светопропускание близкое к ПК, низкая дымность; сохраняет химическую стойкость и усталостную прочность нейлона; легко красится, из него можно сделать цветные прозрачные детали.

Область применения: оптические линзы, прозрачные корпуса для электронных устройств, медицинские приборы, прозрачные компоненты для упаковки пищевых продуктов и т. д.

IV. Другие специальные нейлоны

1. Устойчивый к атмосферным воздействиям нейлон

Метод модификации: Улучшение устойчивости к ультрафиолетовому излучению за счет добавления технического углерода, поглотителей ультрафиолетового излучения или смешивания с полиолефинами.

Применение: нейлоновые канаты для наружного применения, внешние детали автомобилей, кронштейны для солнечных батарей и т. д.

2. Проводящий нейлон

Метод модификации: повышение проводимости путем добавления технического углерода, металлических волокон или графена.

Применение: антистатическая упаковка для электронных компонентов, взрывозащищенные корпуса оборудования, токопроводящие компоненты для угольных шахт и т. д.

Проводящий нейлон - антистатический лист AHD PA6

Таким образом, помимо инженерных нейлонов общего назначения, семейство нейлонов также включает высокотемпературные нейлоны (PA46, PPA), нейлоны с длинной цепью (PA11, PA13) и нейлоны для специальных процессов (нейлон MC, прозрачный нейлон), предназначенные для особых нужд, таких как высокие температуры, низкие температуры, сверхбольшие размеры, прозрачность и проводимость. Благодаря корректировке структуры мономера, оптимизации процесса полимеризации или технологиям модификации эти нейлоны играют незаменимую роль в высокотехнологичном производстве (например, в аэрокосмической, медицинской и электронной промышленности), защите окружающей среды (биологическом производстве) и экстремальных условиях (высокие температуры, полярные регионы).