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芳香族聚酰胺是20世紀60年代首先由美國杜邦公司開發成功的耐高溫、耐輻射、耐腐蝕尼龍新品種。
目前投入實際應用的主要有兩種:
諾梅克斯(間位芳綸或芳綸1313):人造纖維,化學名稱:為聚間苯二甲酰間苯二胺(MPIA)。
結構特性:
1、分子鏈中交替排列的苯環,使分子鏈不能內旋轉。
2、極性酰胺基在分子鏈之間形成氫鍵,增大分子主鏈之間的作用力。
3、苯環與酰胺基之間形成共軛體系。
以上三點賦予了材料有很優異的耐熱性、突出的強度、剛度、高熔點、高黏度。
制備方法:以間苯二甲酰氯和間苯二胺為單體進行界面縮聚或低溫溶液縮聚。界面縮聚是將間苯二甲酰氯溶于環己酮中成為有機相,間苯二胺溶在碳酸鈉水溶液中成為水相,在快速攪拌下將水相倒入有機相,兩相在界面進行縮聚。
Nomex具有遠高于脂肪族PA的力學性能和耐熱性能,
1、壽命長:作為纖維織物,是脂肪族PA纖維布的8倍,棉布的20倍;
2、良好的耐熱老化性:250oC經2000h熱老化后,表面電阻率和體積電阻保持不變;
3、較好的電性能:在較高溫度或潮濕的環境下仍可保持較好的電性能。
主要用于 H級電絕緣材料 和制備高性能纖維(HT-1纖維)
耐熱性能測試:在實驗室中進行耐熱測試。必須能夠經受距離為3厘米,攝氏300到400度的明火,如果在10秒內沒有點著,才可用于制造賽服。車手和車隊人員的內衣、頭罩、襪子和手套都是用諾梅克斯制造的。
全對位聚芳酰胺是酰胺基位于苯環對位的一種聚芳酰胺,制備方法有兩種。
1、對苯二胺與對苯二甲酰氯縮聚
縮聚產物稱聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA),又稱芳綸1414樹脂主要用于制備凱夫拉(Kevlar)纖維
2、對氨基苯甲酸自縮聚
縮聚產物為聚對苯甲酰胺(PBA),又稱芳綸14,也用于制纖維,稱為B纖維
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這是一種芳綸復合材料,全對位聚芳酰胺具有超高強度、超高模量、耐高溫、耐腐蝕、阻燃、膨脹系數小等一系列優異性能。
“凱夫拉”新型材料的特點:密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型,而受到人們的重視。
1、Kevlar纖維的拉伸強度可達到直徑相同的鋼絲的5倍。
2、Kevlar樹脂具有極優異的耐熱性(分解溫度500℃)
主要用于超高強度超高模量纖維,也可作為高強度、高模量復合塑料增強材料,用于航天器、導彈殼體等。
由于“凱夫拉”材料堅韌耐磨、剛柔相濟,具有刀搶不入的特殊本領,在軍事上被稱之為“裝甲衛士”。
蘭博基尼(Lamborghini)底盤采用碳纖維及凱夫拉復合材料打造
為了克服常規PA的耐熱性差,吸水率引起的尺寸變化等性能缺陷,開發具有較好的物理機械性能、尺寸相對穩定的聚酰胺,人們嘗試在脂肪族PA分子主鏈中引入含有苯環的半芳香族聚酰胺鏈段,由此制得的聚酰胺稱為半芳香族聚酰胺。
一般用芳香族的二酸或二胺代替脂肪族的二酸或二胺進行合成半芳香聚酰胺。
目前研究的半芳香聚酰胺的主鏈上大都是具有
結構單元的均聚和共聚物,其中-R為脂肪族鏈。
均聚半芳香聚酰胺產品 | ||
品種 | 原料 | |
尼龍MXD6 | 間苯二甲胺和己二酸為原料(聚己二酰間苯二甲胺) | |
尼龍6T | 己二胺與芳香族二酸合成 | |
尼龍9T | 壬二胺和對苯二甲酸熔融縮聚 | |
尼龍12T |
均聚半芳香聚酰胺產品 | ||
品種 | 原料 | |
尼龍MXD6 | 間苯二甲胺和己二酸為原料(聚己二酰間苯二甲胺) | |
尼龍6T | 己二胺與芳香族二酸合成 | |
尼龍9T | 壬二胺和對苯二甲酸熔融縮聚 | |
尼龍12T |
PA/MXD6 6001,6007 ( 聚己二酰間苯二甲胺),一般簡稱“尼龍MXD6”,是一種特殊的高阻隔性尼龍材料,其阻隔性不受溫度及濕度的影響,這尤其適合于高溫和潮濕場合使用。在當今阻隔性包裝以及以塑代鋼的大趨勢中,MXD6成為引人注目的塑料新品種之一。
主要用于包裝材料,包括食品與飲料的包裝、儀器設備包裝(防潮、消振的軟墊和發泡材料)等。
尼龍6T主要用于汽車內燃機部件、耐熱電器部件、傳動部件和電子裝配件等
RENY是聚酰胺MXD6作為基聚合物,用50%玻璃纖維強化的結晶性工程塑料。
Reny系列樹脂——包括高耐熱品RenyMXD6/PPO的合金、抗振級Reny等。比其它工程塑料具有更高的機械強度和彈性,并具有出色的耐油性和耐高溫,因此它用途廣泛,可用作金屬的代替品,特別是需要承受重壓的結構較復雜的部件。
目前,Reny已廣泛用于汽車,電器,電子,機械,建筑等。
特點:
1.在較大溫度范圍內具有高強度高模數的優越性;
2.成型尺寸穩定性高于聚酰胺,低吸水率使其具有高強度的優越性;
3.熱膨脹系數低,與合金相當;
4.對油類和有機溶劑有較高抵抗性;
5.收縮率小,不易變形;
6.玻纖強化的情況下表面仍保持光澤。
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