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芳香族尼龙
2012/5/23    来源:    作者:佚名
  芳香族尼龙又称聚芳酰胺,是20世纪60年代由美国杜邦公司首先开发成功的耐高温、耐辐射、耐腐蚀的尼龙新品种。凡是在尼龙分子中含有芳香环结构的都属于芳香族尼龙。如果仅仅将合成尼龙的二元胺或二元酸分别以芳香族二胺或芳香族二酸代替,则得到的尼龙为半芳香尼龙,以芳香族二酸和芳香族二胺合成得到的尼龙为全芳香尼龙。芳香族尼龙脆化温度可达–70℃,维卡软化温度可达270℃,耐高温、耐辐射、耐腐蚀、耐磨,有自熄性,在潮湿的状态下能保持较高的电性能。芳香族尼龙可以挤出、模压、层压、浸渍,可以用于制造纤维、薄膜、浸渍膜、装饰层压板、玻璃纤维增强层压板、耐高温辐射线管、防火墙等。目前已经商业化应用的半芳香尼龙主要有MXD6、PA6T和PA9T,全芳香尼龙主要有聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)、聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA)和聚对苯甲酰胺(PBA)等。
  全芳香尼龙是二十世纪六七十年代由美国杜邦公司开发成功并实现了工业化。全芳香族尼龙由于具有高熔点、高模量、高强度而被广泛用于合成纤维的生产。PPTA是以对苯二胺和对苯二甲酰氯为原料,采用杜邦公司开发的低温溶液聚合法制得的。PPTA具有高强度、高模量、耐高温、低密度等优良性能。主要用于合成纤维纺丝的原材料;PPTA纤维也可作为橡胶增强材料和塑料的增强剂使用。但是PPTA有耐疲劳性和耐压性能的不足之处,PPTA还不能实现熔融挤出成型。

MXD6

  MXD6是Lum等人于20世纪50年代以间苯二甲胺和己二酸为原料,通过缩聚反应合成的一种结晶性尼龙树脂。日本三菱瓦斯化学公司采用直接缩聚法、东洋纺织公司采用尼龙盐法分别合成了MXD6。这两种不同的聚合方法得到的MXD6的用途也不尽相同:用直接缩聚法合成的MXD6可用于制造阻隔性材料或工程结构材料;用尼龙盐法合成的MXD6可用于生产纤维级MXD6树脂。作为一种结晶性半芳香尼龙,MXD6具有吸水率低、热变形温度高、拉伸强度和弯曲强度高、成型收缩率小、对O2、CO2等气体的阻隔性好等特点。MXD6由于具有较宽的加工温度,可以与聚丙烯(PP)共挤出、与高密度聚乙烯(HDPE)共挤吹塑。在工业上,MXD6主要用于包装材料和代替金属作工程结构材料。前者包括食品与饮料的包装、仪器设备包装(防潮、消振的软垫和发泡材料);后者包括高耐热品级Reny、MXD6/PPO的合金、抗振级Reny等。除此之外,MXD6还应用于磁性塑料、透明胶粘剂等。

PA6T

  PA6T是由芳香族二酸与脂肪族二胺合成的一种半芳香尼龙。PA6T具有优良的耐热性和尺寸稳定性。由于PA6T的熔点很高,可采用固相聚合或界面聚合的方法制备。可以用于纤维制造、机械零件和薄膜制品等。日本三井化学开发的改性PA6T,具有高刚性、高强度、低吸水性等特性,主要用于汽车内燃机部件、耐热电器部件、传动部件和电子装配件等。正是由于PA6T过高的熔点,使得其不能像一般的脂肪族尼龙一样,进行注射成型,这就使PA6T的应用受到了一定的限制。

PA9T

  PA9T是由壬二胺和对苯二甲酸熔融缩聚而得的,首先由日本可乐丽公司开发成功。PA9T具有良好的耐热性能和可熔融加工性能,吸水率仅为0.17%,是PA46(1.8%)的1/10,尺寸稳定性好等特点,迅速在电子电气、信息设备、汽车零部件等方面得到了广泛的应用。当重复单元链节中二元胺的碳原子数为6时,得到PA6T的熔点为370℃,超过了其热分解温度约350℃,因此如果不添加第三甚至第四组分来降低熔点,是不能获得实际应用(尼龙熔融加工温度一般在320℃以下)的尼龙,但是如果添加了其它组分来降低熔点,必然会带来PA6T性能如结晶度、尺寸稳定性和耐药品性等性能的降低。因此提高二元胺碳原子数目成为另外一个研究的热点,PA9T的结构成为了一种理想的结构,兼有耐热性和可熔融加工性。但是,合成PA9T的主要原料壬二胺的合成路线较为复杂:丁二烯经过水合、转位、羟基化和氨化还原等步骤的化学反应,才能最终得到壬二胺。这就造成PA9T的生产成本居高不下,进而限制了PA9T的大规模生产与应用。

聚苯二酰胺

  聚苯二酰胺(PPA)是以间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸和己二胺之间缩聚形成的聚合物的共混物,是一种半结晶性的半芳香尼龙。PPA树脂一般采用间歇式生产。PPA具有良好的耐热性、优良的力学性能和尺寸稳定性、较低的吸水率和优良的成型加工性,还具有良好的电性能、耐化学药品性。PPA可以采用注射成型和挤出成型进行加工。PPA被广泛用于汽车、电子电器和一般产业机器领域。

聚间苯二甲酰间苯二胺

  聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA)是20世纪60年代由美国杜邦公司开发成功的一种新型聚芳酰胺品种,是以间苯二胺和间苯二甲酰氯为原料,可采用低温溶液缩聚法和界面聚合法合成。MPIA的突出特点是耐热寿命长,此外,它还具有模量高、耐磨、阻燃、高温尺寸稳定等优点。但MPIA的耐光性稍差,需加抗紫外剂。MPIA主要用于工业和易燃易爆高温环境下的工作服、耐高温工业滤材、降落伞、高温传送带、电气绝缘材料等。MPIA还可加工成棒、板和纤维,靠其优良的耐热性、滑动性和耐放射性等特性,被用于航空航天、原子能工业、电气和汽车等行业。

聚对苯甲酰胺

  聚对苯甲酰胺(poly(p-benzamide,简称PBA),是20世纪70年代由美国杜邦公司开发成功的。其合成路线为:对硝基甲苯经过液相空气氧化得到对硝基甲酸,对硝基甲酸经过氨化还原反应得到对氨基甲酸,把对氨基苯甲酸转化为对氨基苯甲酰氯的盐酸盐或对亚硫酰胺苯甲酰氯,最后在经缩聚制得PBA。PBA具有高模量、高强度等特性,在工业上可用于火箭发动机壳体、高压容器、体育用品和涂覆织物等。
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