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尼龍 nylon 複合材料尼龍 nylon 複合材料|冠華GHPC
中文名聚醯胺樹脂,英文名為polyamide,簡稱PA,俗稱尼龍(Nylon)或耐隆/耐綸,它是大分子族鏈重複單元含有-HNCO醯胺基團的高聚物的總稱。而聚醯胺尼龍有許多種組合,且每種結構均有不同的特性,目前常見的尼龍樹脂有PA6、PA66、PA12、PA46、PA10T,這些數字是代表指定鏈段中之碳原子數。而尼龍是世上第一種完全人造纖維,在當今有著不可取代的地位,甚至找不到完全替代的材料方案。衣服標籤上常見的標示「醯胺」即是尼龍纖維。從民生用品到航太領域,皆有它的應用,最早期用來當牙刷的刷毛,中後期具一定規模的取代民生的棉花。又因發明尼龍的1938年後經歷大規模的戰爭,尼龍被廣泛用於戰爭工藝。而這些工藝隨著戰後演變應用在工業、商業上,因為它的耐熱性、強度和耐磨損性比許多塑膠來的好,故通常用來製造齒輪、拉鍊、釣魚線、牙刷和塑膠管等的工業原料。
作為工程塑膠的聚醯胺分子量一般為1.5-3萬,為韌性角狀半透明或乳白色結晶性樹脂。
尼龍具有很高的機械強度,柔韌、耐熱、耐電、耐化學品侵蝕,故常被稱 為「機械塑膠」,在很多用途上都可替代金屬原料。尼龍容易大量擠塑或注塑射出成錯綜的形狀和複雜的輪廓,而且精密度極高。尼龍的摩擦係數小、耐磨,所以常用於製造齒輪、凸輪和軸承等。其耐電性,電絕緣性好,適合製作電器組件,如保險絲盒、插座、電線和電纜之包皮、電器開關及線圈外殼。且具自潤滑性,吸震性和消音性,操作時發聲小保養費較低,故使用尼龍零組件的生活用品越來越多。
尼龍也具備極佳的化學抗性
因此可作為耐油、耐弱酸、耐鹼和一般溶劑之塑料。由於絕佳的均衡特性,PA聚合物在諸多領域中成為取代金屬的理想材料,例如汽車組件、工業用閥門、軌道絕緣器以及其他工業用途,因為其設計也包括高強度、堅固性和輕重量之要求。有自熄性,無毒,無臭,耐候性好,易染色,且價格是塑膠原物料中的較為便宜的,所以被廣泛的使用製造成生活用品與工業零組件。
但尼龍具有其他塑膠少有的特點「回水」,簡言而之即是產品成形後會繼續吸濕變韌、變形。
由於尼龍吸水性大,影響尺寸穩定性和電性能。聚醯胺之特性各異,從堅硬且堅韌的PA66至柔軟且容易彎折的PA12。除了零件加工後的尺寸穩定性之外,根據使用的類型,聚醯胺產品會有不同的吸濕性,從而影響尼龍之特性。 除此之外,利用擠出及澆鑄成型的尼龍產品,其形狀也明顯不同。擠出成型通常是用於小型但數量較多的加工組件,而澆鑄成型通常用於數量較少且須承受較低內部應力之大型組件。擠出和澆鑄成型的尼龍,皆可透過添加填充物來強化某種程度的特性。如纖維增強可降低樹脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。聚醯胺與玻璃纖維親合性十分良好。常用於製作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性,但不可長期與酸鹼接觸。值得注意的是,加入玻纖後尼龍的抗拉強度可提2倍左右,耐溫能力也相應得到提高,尼龍的收縮率為1%~2%。
尼龍樹脂具有下列特色:
1. 高吸濕特性:尼龍樹脂剛成型後,是處於乾燥狀態,物性很脆,但成型後會迅速吸濕。
三天之內在自然大氣中可吸濕2%到3%水分,如果於90℃熱水中強制加濕,
可會吸收到4%水分而達飽和狀,吸濕後之成型品會有下列變化:
(1) 成型品變成具有柔軟性,不會再有易脆現象。
(2) 成型品吸收水分後,會變成具有強韌性,不易破斷,衝擊強度很高。
(3) 成型品吸濕後,會有膨脹而發生尺寸變化。
(4) 如果將成品置於蒸氣爐中蒸,更可增加其軔性。
2. 耐熱性佳:尼龍6或66具有高熔點之特性,
尼龍6熔點220 ± 5℃;尼龍66熔點270 ± 5℃,尼龍46熔點295 ± 5℃,
耐高溫,不易加熱溶解,高溫環境下使用,其材料不易產生變化。
3. 潤滑性:尼龍具有自我潤滑之特性,耐磨耗性佳,是良好之工程塑膠,常被使用於磨擦面。
若藉由添加玻璃纖維,更可提高耐磨耗之特性。
4. 良好的電氣特性:廣泛地被使用於端子接頭、變壓器線軸、開關零件等。
5. 良好的防火特性:尼龍樹脂最低氧指數(Lol)為 27 ~ 28%,不自燃達到阻燃效果
本身具有防火特性,不添加防火劑就具有UL94 V-2之特性。
而添加防火劑則可以達到UL94 V-0 的防火等級。
6. 耐候性:廣泛地使用於汽車外觀配件。
若藉由添加安定劑改質,更可提升耐候性。
7. 耐藥品性:尼龍因具結晶性具有良好的耐溶劑性及耐油性。
其中碳氫化合物、鹵素、油類、酯類、醇類、銅類、醚類、強鹼類等對尼龍樹脂沒有影響
8. 衛生性:尼龍樹脂使用於食品包裝或容器沒有毒性,
符合FDA(美國)、PL(日本)之使用許可範圍。
9. 優良的力學性:機械強度高,韌性好
燃燒鑑別方法:火焰上端黃色,下端藍色,燃燒後塑膠熔滴落,起泡,離火後特殊的羊毛,指甲燒焦味和燒植物味。
PA6 | 尼龍6 | Nylon6
特性:
(1) 優越的耐衝擊性,比尼龍66更柔軟。
(2) 抗油脂和化學性。
(3) 成型品表面優良光滑,比尼龍66佳。
(4) 易染色,比尼龍66更容易加工。
成型條件:
(1) 乾燥:80℃3~4小時。
(2) 射出溫度:230℃~ 275℃。
(3) 模具溫度:70℃~ 110℃。
PA6堅固、輕盈,又可抵抗衝擊,故被用作輕工程物料。
其良好的耐磨損性能有利於製造軸承及其他活動性製品。
PA6的用途與PA66一樣,可以互相競爭市場。
尼龍的韌性較POM佳,雖不及PC剛韌,但有較佳的抗應力龜裂和抗溶劑能力。
PA6的增強玻璃級和改良衝擊力級是良好的絕緣體,
能抵受一定程度的高溫而不致變形,適宜製造動力工具的外殼。
PA66 | 尼龍66 | Nylon66
特性:
(1) 優良機械強度。
(2) 抗油脂及耐化學性佳。
(3) 耐良好耐磨性與潤滑性。
(4) 良好的電器絕緣性。
(5) 比尼龍6具剛性,強韌性,耐磨、耐熱、耐疲勞。
成型條件:
(1) 乾燥:80℃ 3~4小時或110~120℃ 2~3小時。(玻璃纖維等級110~130℃ 2~4小時)。
(2) 射出溫度:265℃~295℃。
(3) 模具溫度:70℃~110℃。(模具溫度越接近樹脂溫度時,樹脂”結晶化”越好,產品尺寸最穩定)。
(4) 螺桿轉動速度:50~70 rpm,背壓: 0~5 Kg/cm2。
(5) 射出壓力:700~1300 kg/cm²,射出速度: 50~70%。
PA66廣泛用於汽車製造業,包括風扇、欄柵、門柄、過濾器等。
亦可製造家庭用品,如廚房用具的外殼、吸塵機及窗廉配件,
或者是輸送帶、調味瓶、軸承及單車輪胎。
PA12|尼龍12|Nylon12
特性:
(1) 低吸濕率、尺寸安定。
(2) 低溫時,保持優良物性。
(3) 耐磨性佳、耐衝擊性佳、耐候性佳。
(4) 優良的耐化學性。
(5) 能加入高比率填充物。
成型條件:
(1) 乾燥:80℃ 3~4小時。
(2) 射出溫度:190℃~220℃。
(3) 模具溫度:80℃。
(4) 射出壓力:60~650kg/cm²。
產品應用範圍:
主要的製品為供水錶、氣錶及商業機器應用的齒輪和電纜扣。
在不同的溫度下,物料仍能保持特性(例如彈性、低摩擦力等),
基於其良好的抗化學及震盪能力,所以適合製造航空用的電池箱。
其他製品包括凸輪、滑輪及軸承。
在體育用途方面,可製網球拍架(填入碳纖維)。
PA46|尼龍46|Nylon46
特性:
(1) 高耐熱性達290℃,可使用於高溫材料產品。
(2) 在高溫時,仍有很好之強度及韌性。
(3) 極佳耐磨性,可應用在機車加速器轉輪。
(4) 優良的耐化學性,低毛邊。
(5) 易成型,成型周期比PPS、PA6T、PCT短。
(6) 易取代熱固性塑膠及高成本高溫材料。
成型條件:
(1) 乾燥:80℃3~4小時。
(2) 射出溫度:300℃~320℃。
(3) 模具溫度:80℃~150℃。
(4) 射出速度:高速(高結晶性,射出時間越短越佳)。
產品應用範圍:
汽車配件:自調節離合器環、天窗連接器、濾油器外殼、機械扭轉振動減震器、齒輪箱傳感器、冷卻器端蓋、閥挺杆導承、動力轉向線圈、機車加速器轉輪、空氣共振器、啟動齒輪、渦輪增壓器入口軸、 巡航控制模塊的線軸及繞線管、換氣冷卻器端蓋、平衡軸蓋及鏈條導向、巡航控制齒輪。
機械工程:發電機配件、割草機軸頭、溫度調節器、扇形齒輪、泊車製動器卡緊式端接頭、 電動機噴口層壓件、盤驅動連接器、USB用隔離器、鏈輪齒圈。
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