摘要：聚酰胺（PA）是以已內酰胺、脂肪羧酸、脂肪胺或芳香族二元酸、芳香族二元胺為原料合成，主鏈上含有酰胺基團（—NHCO—）的結晶性高分子化合物，作為工程塑料的PA分子量在（1.5~3）×104左右。PA具有優良的力學性能、耐磨性和耐高溫性，所以是用途最為廣泛的工程塑料之一。但是，由于分子結構中含有極性的親水基團，所以對尼龍制品的尺寸穩定性以及力學性能有很大影響。目前，可用纖維增強，降低樹脂的吸水率，使其能在高溫、高濕的條件下工作。
圖片來自百度圖庫
一、吸水性對尼龍性能影響機理
由于尼龍的分子鏈結構規整，是一類結晶性的高分子化合物，晶格的存在束縛了分子鏈的運動，所以強度較高。此外，分子鏈中含有的極性酰胺基團，能夠在分子鏈之間形成氫鍵，使分子鏈之前的作用力增大，進一步限制了分子鏈受外力時的滑移，所以具有較高的力學強度和模量。
尼龍分子鏈結構
并且，隨著聚酰胺分子鏈中酰胺基密度的增加、分子鏈對稱性的增強以及結晶度的提高，其力學強度也進一步提高。
1、分子鏈間作用力降低
但是，正因為尼龍分子鏈中含有極性酰胺基團，所以可以與環境中的水分子形成氫鍵，這樣會使分子鏈的規整度降低、分子鏈之間的氫鍵數減少，導致分子鏈之間的作用力降低。
所以，在受到外力時，分子鏈之間可以通過運動來消耗外界的能量，所以材料的拉伸強度、彎曲強度以及模量會有一定程度的降低，制品的尺寸穩定性也會大幅降低。但是伸長率和沖擊強度會有提高。
尼龍無障礙扶手（百度圖庫）
2、分子鏈部分水解
在熔融狀態下，如果有水分的存在，會引起聚酰胺大分子鏈的水解，從而導致相對分子質量的降低。因為高分子化合物的機械性能和分子料子一定范圍內是正比關系，所以分子鏈降解，制品的力學性能會出現下降。
此外，成型過程中，水分的存在還會導致制品表面出現氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。因此，成型前必須充分干燥。
二、吸水率對尼龍力學性能的影響
表 尼龍干態力學性能測試
|
聚酰胺名稱 |
拉伸斷裂強度（MPa） |
伸長率 （%） |
彎曲強度（MPa） |
彎曲彈性模量（GPa） |
懸臂梁缺口沖擊強度（j/m） |
|
PA6 |
75 |
150 |
110 |
2.4 |
70 |
|
PA66 |
83 |
60 |
120 |
2.9 |
45 |
|
PA46 |
100 |
40 |
144 |
3.2 |
90 |
|
PAMXD-6 |
85 |
2.0 |
162 |
4.6 |
- |
注：測定標準采用ASTM標準方法。
表 吸水性對尼龍力學性能影響
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聚酰胺名稱 |
拉伸斷裂強度（MPa） |
伸長率 （%） |
彎曲強度（MPa） |
彎曲彈性模量（GPa） |
懸臂梁缺口沖擊強度（j/m） |
|
PA6 （3.5%吸水率） |
50~55 |
270~290 |
34~39 |
0.65~0.75 |
280~400 |
|
PA66 （3.5%吸水率） |
58 |
270 |
55 |
1.2 |
110 |
|
PA46 （3%吸水率） |
60 |
200 |
67 |
1.1 |
180 |
|
PAMXD-6 （3%吸水率） |
76 |
＞10 |
130 |
4.0 |
- |
注：測定標準采用ASTM標準方法。
上表是四種尼龍在干態和一定吸水率狀態下的力學性能測試數據對比。四種尼龍的拉伸、彎曲強度，以及模量都有一定程度的降低，而伸長率和沖擊強度則有提高。
對比各種四種尼龍在兩種狀態下的斷裂拉升強度，脂肪族尼龍吸水后拉伸強度降低幅度較，其中PA46的降幅在40%左右，而芳香族尼龍PAMXD-6的降幅在10%左右。
所以，對于尼龍制品來說，不僅在成型過程中需要進行考慮吸濕性問題，使用過程中，特別是高溫、高濕的環境中也得考慮吸水率的問題。目前，玻纖增強尼龍可以明顯改性制品的吸濕性，可使尼龍制品應用于高溫、高濕的環境中。
本文數據來源于樊新民老師編著的《工程塑料及其應用》，由艾邦術師整理編輯！旨在分享技術，學習知識！
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