19种尼龙材料的性能特点与应用选型

尼龙(聚酰胺,PA)大家都不陌生了,它是五大工程塑料之一,整个家族成员众多,并且各有各的特点和本事。

作为塑料人的你,对于尼龙材料的认识,进化到哪个段位啦❓

 ✅ 入门塑料人眼里的尼龙 👇 

 ✅ 老练塑料人眼里的尼龙 👇 

 ✅ 专业塑料人眼里的尼龙 👇 

本文是塑料从业者认识尼龙的启蒙篇,涉及PA家族19个商用品类的性能特点与应用介绍,帮助大家在进行PA选型时有一个快速而准确的判断。


一、入门塑料人眼里的尼龙

入门塑料人眼中的尼龙,几乎等同于PA6和PA66。这两兄弟是最常见的尼龙材料。

那么,PA6和PA66的应用侧重点有什么不同呢?

 01 PA6

PA6(聚己内酰胺)的价格便宜,有机械减震的特性,常用于需要良好韧性、加工成型多样的场景,具体包括:

汽车零部件:如齿轮、轴承、风扇叶片

电子电器:如外壳、连接器

日用品:如餐具、工具把手

纺织品和纤维:如地毯、绳索

 02 PA66

PA66(聚己二酰己二胺)更倾向应用于需要高强度、高刚性、耐热和耐磨的场合,具体包括:

汽车工业:如引擎盖下的部件、刹车系统组件

工业机械:如齿轮、滑轮、泵体部件

电子电气:如接插件、开关

性能纤维:如安全气囊、工业丝

 ※ 小结

PA6和PA66都是常规尼龙,选择哪一种尼龙取决于具体的应用需求,包括所需的强度、韧性、耐热性、耐磨性,以及在潮湿环境中的尺寸稳定性等。

PA66更耐热,如汽车发动机舱的PA加纤阻燃料多是PA66;由于结晶快,PA66加工性更好,如尼龙扎带,要求加工速度快;PA66润滑性更好,多用于耐磨要求较高的器件。其它方面则半斤八两,PA6的核心竞争力是成本低5-8K/吨!

此外,PA6和PA66都容易吸收水分,加工前通常需要进行干燥处理,以减少水分对最终产品性能的影响。

二、老练塑料人眼里的尼龙

老练塑料人眼中的尼龙,除了常规的PA6和PA66,还有各种高温尼龙,包括PA46、PA6T、PA9T、PA10T,PA4T等,它们的命名大多数是PA+数字+T。
 
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PA46

PA46(聚己二酰丁二胺)由DSM在其Stanyl品牌下首次实现商业化,是高温尼龙届的急先锋,拉开了高温尼龙研发与应用的序幕。此后,新品种如PA6T、PA9T等品类不断应运而生,并走向市场成熟化。

PA46的特点包括:

① 结晶速度快,结晶度高,达到70%;

 耐热,熔点295℃,经玻纤改性后热变形温度达280+℃;

 优秀的流动性,易加工;

耐磨,润滑性好。

PA46的主要应用包括汽车发动机及周边部件,像缸盖、油缸底座、油封盖、变速器等,还有电气工业中的接触器、插座、线圈骨架、开关等对耐热性、抗疲劳强度要求高的地方。

 04 PA6T

PA6T(聚对苯二甲酰己二胺)的生产商包括三井化学、索尔维等。

PA6T的特点包括:

耐高温玻璃化温度180℃,能在200℃下长时间使用;

② 比PA46吸水率低,且尺寸稳定性更优异;

耐焊接性优异,耐化学品性优异,高温刚性佳,易加工但韧性一般。

PA6T是高温尼龙里面的性价比王者,特别适合用于黏着技术(SMT)用电子连接器

 05 PA9T

PA9T(聚癸二酰壬二胺)由可乐丽生产,熔点306℃,焊接温度高达290℃。

PA9T的特点包括:

① 比PA46高温刚性好,且尺寸稳定性更优异,可以做PA46不适合做的精密连接件

② 流动性较好,韧性优异

PA9T常用于电气电子、汽车、纤维等行业。

 06 PA10T

PA10T(聚对苯二甲酰癸二胺)由EMS、Arkema等公司生产,熔点316℃。

PA10T的特点包括:

① 相比PA46的高温刚性优异

② 尺寸稳定性优异,流动性也可以;

③ 韧性优异、高冲击强度,高温尼龙里面最佳!

④ 容易着色,焊接熔合线强度高。

PA10T适用于快速成型,在LED反射支架、电机端盖、电刷支架、齿轮等方面都有广泛应用。

 07 PA4T

PA4T(聚对苯二甲酰丁二胺)是由高温尼龙的鼻祖DSM推出,作为以上PAxT系列产品的“反抗”。

PA4T的熔点高达325°C,加纤改性后,热变形温度甚至高达300+°C,在室温和高温下,均表现出高机械强度和刚性

PA4T不仅继承了自家PA46的部分优势,还几乎综合了以上PAxT的所有优点,不过价格也感人,动不动就上百了!

 ※ 小结

高温尼龙的耐热性好,个别PAxT改性后,热变形温度可达到300+℃,但树脂耐热性最好还是PA46。

高温尼龙在耐高温性、机械性能和化学稳定性方面,均表现出色,但各自性能存在些许差异,实际选用时,应依据具体使用场景和需求来决定。




三、专业塑料人眼里的尼龙

在专业塑料人的眼中,除了常规尼龙、高温尼龙,还有阻隔尼龙、韧性尼龙、透明尼龙、尼龙弹性体等。

08 MXD6

MXD6(间苯二甲胺与己二酸的聚合物)的综合物性,优于PA66接近于高温尼龙,具有良好尺寸稳定性、高强度和刚性,耐温稍微低于高温尼龙体系。

MXD6具有非常突出的气体阻隔性能,阻隔尼龙就是它了!

MXD6在很多耐水解、耐气体阻隔要求的高温需求产品中得到很好的应用,如包装等行业。

 09 PA11

PA11(聚十一内酰胺)由蓖麻油提炼,是一种生物基材料,代表厂商有Arkema。

PA11具有优异的冲击强度、良好的化学稳定性,熔点约为200°C,耐热性低于PA6,但低温韧性好很多,在-40℃~120℃之间都能保持很好的柔韧性。

PA11常被应用于汽车输油管制动系统软管、光纤电缆包覆、包装薄膜等。

10 PA12

PA12(聚十二内酰胺)是通过丁二烯线性化制备石化基材料,代表厂商有EMS。

PA12和PA11类似,但密度、熔点和吸水率比PA11更低。因为含有较多增韧剂,所以有聚酰胺和聚烯烃相结合的性能

PA12的熔点为175°C~185°C,但改性后的热性能与PA11接近,在尼龙中缩水率最低

PA12高透明,记忆尼龙说的就是它,常被用于眼镜框。此外,它在汽车输油管、仪表板、油门踏板、刹车软管,电子电器的消声部件等方面都有应用。

11 PA610

PA610(聚癸二酰己二胺)是一种半透明,或不透明的乳白色结晶型聚合物,熔点225°C,耐热性略高于PA6。

对比PA6/PA66,PA10T的特点包括:

① 具有较好的综合机械强度,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都较为出色;

② 吸水率相对较低,尺寸稳定性高;

③ 耐磨性也好,还能自己熄灭

PA610常被用于刷子的刷丝,精密塑料配件、输油管,以及电气电子中的绝缘材料仪表壳等。

12 PA612

PA612(聚十二酰己二胺)是十二烷二胺和己二酸的聚合物,熔点约为220°C。

相比PA6/PA66,PA612的特点包括:

更低的密度和吸水率;

② 尺寸稳定性好,透明度高;

③ 较高的拉伸强度和冲击强度,韧性很好

PA612主要用于制高级牙刷和其它工业用鬃丝,还可用于输油管、绳索、传送带、轴承、衬垫等电子元件。

13 PA1010

PA1010是由蓖麻油提取的癸二胺及癸二酸缩合而成,是上海赛璐珞厂率先研制成功并实现工业化生产,属于可再生的生物基尼龙。

PA1010最大的特点就是延展性非常好,可以拉伸到原来长度的3到4倍,而且拉伸强度高,冲击性和低温性能都很出色,在-60℃都不会变脆

PA1010在航天、电缆、光缆,以及金属或线缆的表面涂覆等方面都发挥着重要作用。

 14 PA1212

PA1212是一种长碳链尼龙,熔点为178℃,长期使用温度在145℃左右,与PA12基本重合。

对比PA6和PA66,PA1212具有吸水率低、尺寸稳定性好、耐磨损性能较好的特点。

PA1212具有良好的柔韧性低温韧性,耐低温非常出色,适用于需要高精度和耐磨损的场合

 15 PA1313

PA1313是由间苯二甲酰氯和间苯二胺缩聚而成。

它的力学性能耐热性能比脂肪族PA高很多,作为纤维织物,寿命是脂肪族PA纤维布的8倍,棉布的20倍。

PA1313的耐热老化性也很好,在250℃、2000h热老化后,表面电阻和体积电阻都不变,在较高温度或潮湿环境下,电性能依然出色。

PA1313主要用于H级电绝缘材料高性能纤维(HT-1纤维)的制备。

 16 PA1414

PA1414(聚对苯二甲酰对苯二胺),它的分子主要由刚性苯环组成,是高刚性聚合物。

PA1414的分子结构对称规整,大分子链之间氢键很强,所以具有高强度、高模量、耐高温、低密度、热收缩性小、尺寸稳定性好等特点。

PA1414常用来制作强度、高模量纤维

 17 PA56

PA56是一种新型生物基尼龙,由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成。

PA56的熔点在260℃左右,其强度、柔软度、吸湿性、回弹性、耐低温性能,均与PA66接近。

PA56的优势:生物基更环保,柔韧性略优于PA66,纺丝手感柔韧性好

PA56的缺点:价格不给力,其性能与PA66接近,却要承受两倍的价格,较难推广。

 18 透明PA

透明尼龙(聚对苯二甲酰三甲基己二胺)属于半芳香族尼龙,其力学性能、电性能、机械强度和刚性,跟PC和聚砜差不多。

透明尼龙对可见光的透过率能达到85%~90%,它是通过在尼龙中加入特殊成分,抑制尼龙结晶,从而形成非结晶和难结晶的结构,既保持了尼龙的强韧性,又能做出透明的厚壁制品

透明尼龙被广泛应用于精密光学仪器、医疗保健和汽车工业等领域。最近的研究发现,部分透明尼龙兼具铁电性,有望应用于可穿戴设备等柔性电子产品

 19 PA弹性体

PA弹性体,也称热塑性聚酰胺弹性体(TPAE),是由聚酰胺硬链段和脂肪族聚酯,或聚醚软链段构成的嵌段共聚物。

PA弹性体是在PA的基础上进行改性,可以理解为PA+TPU的组合,结合了尼龙的强度TPU的柔韧性,从拉伸强度、耐低温性、弹性、耐磨性和耐化学性等方面,展现出一系列的优异性能,是塑料弹性体里的钻石段位。

PA弹性体的主要生产公司和产品包括阿科玛的Pebax、赢创的TPAE等,在高端运动鞋运动器材等领域有增长的应用趋势。

 ※ 
小结

在选择尼龙材料时,关键在于理解不同尼龙类型的特性及其适用的场景。

例如,PA11和PA12两种尼龙性能接近,选择通常取决于具体的应用需求,包括成本、性能(如使用温度、强度、化学稳定性)、加工性,以及环境考量等。

若是出于对环境保护的考量,PA11的环保属性使其成为优选;而在其它情况下,PA12的成本效益和良好的综合性能,则可能更适合。

我们需要对项目的综合情况做出客观的分析,以确定材料的最优选型。如您在材料选择时遇到困难,欢迎随时咨询我们的选材专家团队!