聚酰胺-66的研究與綜述

＊方華揚

（浙江省永康市第一中學 浙江 321300）

聚酰胺-66的研究與綜述

＊方華揚

（浙江省永康市第一中學 浙江 321300）

聚酰胺-66作為生活中常見的高分子材料其應用領域和發展前景非常廣泛。本文對聚酰胺-66的基本結構、物理化學特性、現存的合成工藝和改性等方面進行了綜述，特別地，對具有發展前景的改性方法及其研究現狀進行了研究及評價。通過對現存技術的研究，本文對聚酰胺-66的發展方向和應用領域提出見解和展望。

聚酰胺-66；物理改性；化學改性

1.簡介

聚酰胺-66，是一種人造聚合物、纖維、塑料，其化學名稱為聚己二酰己二胺，工業簡稱PA-66，是一種半透明或不透明乳白色的樹脂。在用作塑料時稱作尼龍，而在用作合成纖維時多稱作錦綸。發明于1935年2月28日，早期的尼龍制品多半用于日常生活，如牙刷、絲襪，而硬的尼龍也被用在建筑業中。尼龍還是多種人造纖維的原材料，經過進一步加工可成為其他人造纖維。

聚酰胺自產生以來就得到了快速的發展，這主要與其獨特的結構是分不開的。在聚酰胺的分子主鏈中含有大量極性酰胺基，酰胺基還有N、C等易于H形成氫鍵的元素，從而使得聚酰胺分子間有較強的作用力。同時氫鍵的存在還使聚酰胺的分子的排列具有取向，導致聚酰胺材料具有結晶性。聚酰胺分子主鏈中亞甲基的存在使得其分子鏈具有一定的柔性，影響聚酰胺熔點和玻璃化溫度。另外，聚酰胺大分子主鏈末端含有氨基和羧基，具有反應活性容易被取代、改性，從而可以獲得指定的性能。以上這些性質使得聚酰胺在各領域的運用范圍較大，同時又因為易改性可設計，原料來源廣泛，產業化程度高，更加加速了其發展。

2.基本性能及合成工藝

(1)基本結構

聚酰胺-66的主要結構如下，學名為聚己二酰己二胺（Polyhexamethyleneadipamide，PA-66），結構中含有酰胺鍵。

其密度在1．12-1．16g/cm3之間，與結晶程度有關；表面張力為4．6×10-6N/cm，在23℃環境溫度下放置24個小時后，尼龍-66的吸水率為1．2-1．3%，稍低于尼龍-6。

(2)物理化學性能

聚酰胺-66的機械性質和拉伸性能隨其聚合度、結晶度、吸濕率和配合劑的有無和種類的不同而有變化，因尼龍-66通常在大氣中使用，并非剛成型后的無水狀態，而是處于平衡含水率或者接近平衡含水率的狀態，所以其性能會隨著含水量的不一樣在測試中有所差別。在用作機械部件的領域中，沖擊強度是極為重要的，與其他塑料相比，尼龍-66具有抗沖擊強度大的特點，所以聚酰胺-66在建筑、汽車領域的應用范圍較廣。尼龍-66和尼龍-6的結晶性能與熱性能比較，尼龍-66的熔點、熱變形溫度、玻璃化轉變溫度、結晶溫度等都比尼龍-6高，這也說明了尼龍-66具有較高溫應用的基礎。聚酰胺-66電性能、熱性能和化學性能優良，相當廣泛地在絕緣部件等電氣部件中使用。在化學耐受性能方面，與其他尼龍相比聚酰胺-66最容易熱降解和三維結構化。聚酰胺-66的熱降解，首先高分子主鏈斷開，使得材料的相對分子量下降，從而熔體粘度下降；進一步降解時，由三維結構引起熔體粘度上升，而最終變成凝膠，成為不溶不熔物。聚酰胺-66在惰性氣體中直到300℃還是比較穩定的，但是長時間處于高溫中，如在290℃加熱5小時，就可以看出明顯的分解，產生氨和二氧化碳。在無氧存在的熱分解中，C-N鍵裂解成為

(3)合成工藝及方法

聚酰胺-66一般由已二酸和己二胺縮聚合成。縮聚過程中必須嚴格控制反應物的摩爾比，才能得到適當相對分子質量的高聚物。工業合成聚酰胺-66主要分為兩步，第一步是已二酸和己二胺預先相互中和成66鹽，第二步尼龍-66鹽進行縮聚形成聚合物，期間需要加入醋酸、消泡劑、己二胺等添加劑。尼龍-66的合成方法有間歇縮聚法和連續縮聚法兩種，兩種方法各具優缺點，依據生產條件的不同選擇不同的方法，曹真真等人對尼龍-66的聚合方法進行了研究和總結，從熔融聚合、固態聚合、界面聚合三種常用的高分子聚合方法對聚酰胺-66的合成工藝進行了研究和展望，從節能減排，提高產品質量的角度對聚合技術和模擬方法進行了評價，并對工業生產聚酰胺-66的發展進行了展望。

3.改性及應用領域

聚酰胺-66在尼龍類材料中因其具有較高的強度、較大的剛性且耐溶劑和使用溫度范圍廣等優點,而成為消耗量最大的產品，廣泛地用于汽車制造、機械設備、電子電器、醫療器械和精密儀器等領域。不可否認聚酰胺-66也存在一些缺點，如在低溫和干態情況下耐沖擊性能較差，在日常使用中吸水性強等等。因此，通過改性改變聚酰胺-66的缺點，加強其優點，使其具有更高的性能與更強的功能，是整個行業的發展方向。通過設計改性聚酰胺-66的結構和性能，可以進一步促進相關行業的產品向高性能、高質量方向發展。現有的聚酰胺-66的改性方法主要分為物理改性和化學改性兩種方法。

(1)物理改性

物理改性是在聚酰胺-66基體中加入其它無機材料、有機材料、其它塑料品種、橡膠品種、熱塑性彈性體或一些有特殊功能的添加助劑。經過混合、混煉而制得的性能優異的聚酰胺-66改性材料。物理改性主要方式有：共混、增強、增韌、增容改性等，聚酰胺-66分子鏈中含有極性較強的酰胺基團從而容易產生氫鍵，使得其與其他材料之間的混合更加容易實現。

聚酰胺-66的增強改性，通常采用添加纖維和填料等方法使樹脂強度得到改善。常用的纖維包括玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維。玻璃纖維在尼龍增強方面有重要的地位，其強度和楊氏模量比尼龍大10-20倍，芳綸纖維增強后的聚酰胺材料則具有摩擦和磨損性能，而碳纖維的加入則更是發揮了自身的優勢，增強了聚酰胺材料的導熱、導電性能，擴大了聚酰胺材料的應用領域，可用作抗靜電材料、電極材料等。常用的填料則有沸石、滑石、碳酸鈣、陶土、云母、硫酸鈣、高嶺土以及玻璃微珠等。填料的加入大大提高了聚酰胺材料的抗沖擊能力，高嶺土此類材料的加入也提高了聚酰胺的耐熱性和阻燃性，使得聚酰胺材料在建筑類領域的使用范圍有所拓展。一般來說，纖維的添加量為20%-35%，填料則為40%。因為填料的粒子形狀、大小、粒徑分布、純度高低、長徑比大小和表面處理劑的選用等都對最終樹脂的性能有較大的影響，所以在選擇填充材料時需要充分考慮最終產物的性質以及使用環境。王庭慰等人將馬來酸酐接枝EPDM和聚氧化乙烯(POE)等聚烯烴共混來增韌尼龍，研究最佳前驅體配比，成功提高了聚酰胺的沖擊強度和韌性。付鵬等人從尼龍增韌，聚氨酯增韌尼龍，兩個方面綜述了聚酰胺材料共混增韌的研究現狀，并提出了用氨綸廢絲增韌尼龍的新方法，并指出增韌的方式可以有效提高聚酰胺材料的抗沖擊性能和耐低溫性能，從而拓寬了其應用領域。

(2)化學改性

化學改性是通過化學反應在聚酰胺-66分子的主鏈或側鏈引入新的結構單元、聚合物鏈或功能基團，從而使其結構、性能都發生變化。尼龍-66化學改性的方法很多，最主要的是按改性后的聚合物結構分為接技共聚和聚合物的功能化。

聚酰胺的接枝共聚主要是建立在聚酰胺鏈段很容易發生電子或質子轉移而形成大分子側基自由基的基礎上。常用的接枝材料有丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等。趙清香等人引用高錳酸鉀/硫酸來引發聚丙烯和聚酰胺-66接枝，并優化得出了最佳的反應條件和引發劑濃度。同時其課題組還以硫酸鉀/硫酸作為引發劑，將聚酰胺-66與衣康酸進行反應接枝，優化出了最佳的反應條件。而王留陽等人則是從尼龍改性接枝的方法入手，研究綜述了引發接枝的方式各自優缺點。陳天舒則是采用馬來酸酐接枝的聚丙烯對聚酰胺-66樹脂進行增韌改性，同時還通過改變著色劑、增塑劑、阻燃劑等添加劑的用量研究了聚酰胺材料在低溫條件下的使用性能及阻燃性能，旨在實現聚酰胺材料的高性能化和功能化，促進聚酰胺材料向高質量、高水平的方向發展。

(3)應用領域

聚酰胺-66的耐油阻燃性能較好，經常用于汽車零部件的生產；較好的抗沖擊性能和韌性使其可用作汽車的支架、發動機水箱等。經過改性的阻燃劑聚酰胺材料在家電領域也受歡迎，插座、電阻器都可以用尼龍來制作，用于娛樂的沖浪板、滑雪板甚至醫療器械也長用到聚酰胺-66。而另一個新興發展的領域則是將改性的聚酰胺-66發展至生物工程領域，拓寬其應用范圍。隨著新技術的不斷發展，聚酰胺類材料經過設計研究改性，可開發出更多高質量、高水平的產品，基于聚酰胺產業的其他領域也進一步發展。

4.發展與展望

聚酰胺-66綜合性能優異，在汽車制造、電氣電子、機械加工、辦公和家庭電器、包裝工業及交通運輸等領域有廣泛的應用。如何克服現存的吸水性強，沖擊強度低等缺點，使之能夠在更大的領域得以運用和發展就需要對現使用的配方進行改進，通過改性、填充和復合等方法，改進缺點賦予聚酰胺-66更優異的性能是研究的熱點，從而進一步開發強化尼龍-66的生產技術，降低生產成本，使得尼龍-66能實現更大規模的產業化發展。

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[5]付鵬,崔喆,張佳陽等.尼龍/聚氨酯共混材料的研究進展[J].高分子材料科學與工程,2014(1):181-185.

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[7]任艷蓉,趙清香,劉民英等.尼龍66與衣康酸的接枝共聚反應[J].功能高分子學報,2005,18(1):158-160.

[8]王留陽,呂文華,龔方紅等.尼龍材料的表面接枝改性[J].合成技術及應用,2009,24(1):40-43.

方華揚（1998～），男，浙江省永康市第一中學，研究方向：化學教育。

((責任編：盧鳳英)

Study and Summary of Polyamide-66

Fang Huayang

（Zhejiang Yongkang No.1 Middle School, Zhejiang, 321300）

Polyamide-66, as the high polymer material which is common in life, has a wide application field and development prospect. This paper has taken summary of the basic structure, physical and chemical property, the existing synthetic process and modification etc., of the polyamide-66, particularly, it has taken study and evaluation of the modification method and research status quo, which has a good development prospect. Through the study of the existing technologies, this paper has put forward suggestion and prospect for the development direction and application field of polyamide-66.

polyamide-66；physical modification；chemical modification

O

A

天舒.改性尼龍66的研制及其性能研究[D].哈爾濱工程大學,2005.

10.7666/d.y780019.