尼龍（nylon），化學名稱為聚酰胺（簡稱PA），是主鏈上含有胺基團的一類聚合物，外觀呈白色或淡黃色顆粒狀，密度為1.04 ~ 1.36 g/cm3，熔點180 ~ 280 ℃，可由內酰胺的分子通過開環聚合制成，也可由二元胺和二元酸通過縮聚反應而制得。具有機械性能優異、耐磨性好、摩擦系數低、優異的自潤滑性、電絕緣性好、耐化學腐蝕、易于成型加工等優點，但其吸水性大、尺寸穩定性差。尼龍是通用工程塑料中開發最早、產量最大、應用最廣的品種，其主要品種有脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺及全芳香族聚酰胺等；尼龍可廣泛應用于汽車、電子電氣及機械等領域。
發展歷史
1935年，美國化學家卡羅瑟斯（Carothers）及其合作者在進行縮聚反應的理論研究時，在實驗室用己二酸和已二胺制成了高分子量的線型縮聚物聚己二酰己二胺（聚酰胺66）。1936 ~ 1937年，杜邦公司據 Carothers 的研究結果，用熔體紡絲法制成聚酰胺66纖維，并將該纖維產品定名為尼龍，1939 年實現了工業化生產。
另外，德國的科學家施拉克（Schlack），1938 年發明了用己內酰胺合成尼龍6和生產纖維的技術，于1941年實現工業化生產。之后，英國、法國、意大利等各企業也相繼開發成功尼龍6及聚己二酰己二胺纖維產品并建廠投產，進一步擴大了尼龍的產能。由于尼龍具有優良的物理性能和紡織性z能，發展速度快，20世紀70年代以前居合成纖維產量首位，后來被聚對苯二甲酸乙二醇酯超過退居第二位。
1944 ~ 1947年間又以氨基十一酸進行縮聚制成了聚酰胺11聚合物，并于1954年完成了由”聚酰胺11“聚合物制造“聚酰胺11”纖維的研究工作，1954年實現工業化生產。其后，經過半個多世紀的發展，許多聚酰胺品種相繼問世，如脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺及混合型聚酰胺，還合成了聚酰亞胺和聚酰胺亞胺等品種。而隨著聚酰胺品種的增加，其應用領域也從纖維擴展到機械、電氣、化工、汽車、醫藥和建筑等領域。
結構
聚酰胺可以看作是聚乙烯分子鏈中每間隔一定距離嵌入一個聚酰胺基團，這種間隔會隨鏈節種碳數的增加而增大，其性能受聚酰胺基團的影響較小。按聚合機理分類，可分為兩類：一是由內酰胺開環聚合制得，簡稱尼龍l，其中l表示重復的內酰胺中的碳原子數；二則是由二元胺和二元酸縮合聚合制得，簡稱尼龍mp，其中m和p分別為重復的二元胺和二元酸中的碳原子數。
性能
一般物性
聚酰胺無毒、無味，外觀為白色或淡黃色顆粒，質地堅韌有光澤，密度為1.01 ~ 1.16 g/cm3，由于存在氫鍵，熔點高于普通脂肪鏈聚烯烴。氧指數為26 % ~ 30 %，在火源作用下可以燃燒。火焰呈藍黃色，冒藍煙，燃燒時有噼啪聲及熔融滴落的現象，同時材料會起泡，發出角質燃燒的氣味。
力學性能
聚酰胺是典型的硬而韌聚合物，其拉伸強度、沖擊強度和剛性較好，綜合力學性能優于通用塑料，但是其拉伸強度、彎曲強度和硬度會隨溫度和吸水率的增大而降低，沖擊強度則會隨溫度和吸水率的增大而提高。而且，其耐磨性優良，各種聚酰胺的摩擦系數差別不大，通常在0.1 ~ 0.3之間，如果在其中添加二硫化鉬、石墨等填料，可進一步提高其耐磨性。
熱性能
聚酰胺熔融溫度范圍較窄，但其熱變形溫度不高，一般在80 ℃以下，用玻璃纖維增強后，其變形溫度可達到200 ℃，主鏈中導入環狀和芳香族結構，將提高力學性能和耐熱性，但加工性能下降；熱導率很低，為0.18 ~ 0.4 W/(m·K)，線膨脹系數較大，約金屬的5 ~ 7倍，會隨溫度的升高而增加。
電性能
由于含有極性的酰胺基團，使聚酰胺的電絕緣性低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。在干燥的情況下，聚酰胺的電絕緣性較好，但電阻會隨溫度和吸水率的增加而降低，介電常數和介質損耗會增大。
耐化學性
聚酰胺的耐溶劑性優良，能耐烴類、油類及一般溶劑，如四氯化碳、乙酸甲酯、苯、四氫呋喃等；它對礦物油、植物油均呈惰性，但水和醇及其類似的化合物能使聚酰胺溶脹，常溫下可溶于極性的酚類化合物和氯化鈣的甲醇溶液。
耐環境性
在室內的室溫環境下，聚酰胺性能穩定，可長時間保持不變，但若暴露到室外，性能會逐漸下降，尤其當溫度超過60 ℃時，性能下降更明顯，其力學性能會下降。
種類
脂肪族聚酰胺
（1）尼龍6
尼龍6是由內酰胺在高溫和引發劑的作用下發生開環聚合而形成的。是乳白色或微黃色的結晶聚合物，熔點215 ~ 225 ℃，玻璃化溫度48 ℃，長期耐熱溫度105 ℃，連續使用溫度65 ℃；具有自熄性，在空氣中不延續燃燒，吸水率較高，有優異的耐磨性、自潤滑性，而且對烴類有機溶劑有強的耐溶性。
（2）聚己二酰己二胺
尼龍66是由等摩爾比的己二胺和己二酸在270 ~ 275 ℃下熔融縮聚而制得的。是半透明或不透明的乳白色結晶聚合物，熔點260 ~ 265 ℃，玻璃化溫度65 ℃，熱變形溫度70 ℃，加入30 %玻璃纖維后可躍遷至250 ℃；具有良好的絕緣性能，但電氣性能會隨溫度和吸水率的增大而下降，還具有高強度、硬度、剛度和抗蠕變性能，優良的耐疲勞性，而且對多數的溶劑在高溫下具有良好的耐受性，但易受無機酸、氯化溶劑及重金屬鹽的腐蝕。
（3）尼龍1010
尼龍1010是先將癸二胺和癸二酸合成聚酰胺1010鹽，然后加熱熔融，經脫水縮聚反應制得而成的。為白色或淡黃色固體，無毒、無味，密度為1.03 ~ 1.05 g/cm3，熔點195 ~ 210 ℃；吸濕性較低，耐寒性好，其剛性大、耐磨性和自潤滑性優良，富有彈性，抗沖擊性好，介電性能較好，而且耐溶劑性好，能溶于濃硫酸、酚類和甲酸等，但不溶于烴、脂類、低級醇和一般有機溶劑。
半芳香族聚酰胺
半芳香族聚酰胺是由二元胺和二元酸縮聚制成的。如尼龍MXD-6，其熔點237 ℃，相對密度1.22 g/cm3，玻璃化溫度85 ℃，熱膨脹系數小，可在很寬的溫度范圍內保持高強度、高剛性；耐藥品性、阻隔性優異，可作為貴重設備和精密儀器的包裝材料；而且其吸水率較低，尺寸穩定性好，成型收縮率小，適合精密成型加工。
全芳香族聚酰胺
全芳香族聚酰胺是全部由芳香二酸和芳香二胺聚合而成。如聚對苯二甲酰對苯二胺（芳綸1414），其耐熱性高，玻璃化轉變溫度高，長期連續使用溫度高，耐疲勞性、耐老化性優良，吸濕性小，引起制品尺寸變化和力學性能變化小，而且還有優良的阻燃性、電性能、耐化學藥品性等，主要應用于高性能的輪胎簾線和橡膠制品補強材料。
成型加工
加工特性
聚酰胺是一種晶型聚合物，成型收縮率較大，且成型工藝條件對制品的結晶度、收縮率及性能的影響較大，所以合理控制成型條件能獲得高質量的制品；原料吸水性大，高溫時易氧化變色，故粒料加工前必須干燥；熔體粘度低，流動性大，所以必須采用自鎖式噴嘴，防止漏料；其熱穩定較差，易熱分解而降低制品性能。
加工方法
（1）注塑成型
通過注塑成型可以制得各種形狀復雜、尺寸精度較高的尼龍制品，其注射設備分為柱塞式和螺桿式注射機。由于尼龍品種較多，多類注射制品在材料選擇上既要注意其共性，又要了解各種品種的特性，根據實際使用環境和條件進行選用。尼龍注射成型過程包括原料烘干、注射成型和后處理，主要用于生產一些結構復雜的零部件。
（2）擠出成型
尼龍可通過擠出成型加工成薄膜、單絲、管材（包括硬管與軟管）、片材、棒材、纖維等產品。擠出過程包括配料、擠出、冷卻、定型拉伸、切割、卷繞、包裝等工序，所需工藝條件必須按照尼龍品種和擠出制品類型等合理地確定。
（3）單體澆鑄
單體澆鑄尼龍（MC 尼龍）是指己內酰胺采用堿為催化劑，直接在模具內聚合成型。其相對分子量是尼龍6的兩倍左右，故其力學性能、尺寸穩定性、耐熱性、電性能遠高于尼龍6。MC 尼龍成型設備及模具簡單，可直接澆鑄，尤其適合生產大件、多品種和小批量的制品，如大型齒輪、軸承等。
應用領域
汽車行業
尼龍可用于汽車的絕大多數部件，如發動機部件、電氣部件和車體部件，具體如下：尼龍具有優良的耐油性，可用于制造燃料濾網、燃料過濾器、儲油槽等；具有極好的沖擊韌性，可用于制作散熱器水缸可抗汽車行駛時的飛蝗石沖擊；尼龍也可用于制造發動機內的保險絲盒、箱；在車體部位主要用于制造驅動和控制部件。另外，尼龍管材也可應用于汽車行業。
電子電氣工業
電氣制件中，尼龍主要用于制造電飯煲、電動吸塵器、高頻電子食品加熱器，也可用作空調器管；在電子制品中，尼龍主要用作接線柱、開關和電阻等。
機械工業
尼龍具有強韌、耐磨、自潤滑性、耐熱等一系列優良性能，故可廣泛用于制造一些大型機械的零件，如齒輪、渦輪、螺栓、螺母以及罩殼等。通過擠出生產的尼龍棒材也可通過二次加工制成各種機械零件，以彌補小批量尼龍制品的需要。
其他行業
在日用品方面，因尼龍薄膜的力學性能高、氣密性好，尤其是對香味、油脂和氧的阻隔性能突出，但成本較高，主要用于食品包裝行業，如肉類、奶酪和藥品等的包裝；在體育方面，尼龍可用作滑雪板、球拍框、冰鞋、釣魚竿、釣魚線等；在機器人領域，挪威1XTechnologies公司最新款家用機器人NeoGamma采用編織尼龍材質外殼，標志著尼龍材料在機器人領域的應用進入新階段；尼龍還可用于制造辦公用椅的腳輪和靠背等。
參考資料 >