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水對尼龍力學性能有什么影響？

發(fā)布日期：2020-07-29 00:00:00　瀏覽次數(shù)：

聚酰胺(PA)是以已內(nèi)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(jié)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(yōu)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(jié)構中含有極性的親水基團，所以對尼龍制品的尺寸穩(wěn)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。

一、吸水性對尼龍性能影響機理

由于尼龍的分子鏈結(jié)構規(guī)整，是一類結(jié)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。

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(jié)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(huán)境中的水分子形成氫鍵，這樣會使分子鏈的規(guī)整度降低、分子鏈之間的氫鍵數(shù)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(wěn)定性也會大幅降低。但是伸長率和沖擊強度會有提高。

2、分子鏈部分水解

在熔融狀態(tài)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(zhì)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(nèi)是正比關系，所以分子鏈降解，制品的力學性能會出現(xiàn)下降。

此外，成型過程中，水分的存在還會導致制品表面出現(xiàn)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

經(jīng)測試對比，水對尼龍的拉伸、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。

對比各種尼龍在干濕在兩種狀態(tài)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(huán)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(huán)境中。

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