文档介绍：工程塑料
Engineering Plastic
四川大学化学学院
Introduction to Polymer science
Definition & Classification
工程塑料是指机械性能和热性能均好,可在承受机械应力和较为苛刻的化学物理环境中使用,用于代替某些金属作为结构材料而应用的一类树脂。
工程塑料通常应用在机械、汽车、电子、电器、航空及航天等领域。
通常使用量大,可长期在 100oC 以上
温度下使用的工程塑料统称为通用工
程塑料
聚酰***(PA / nylon、尼龙)
聚碳酸酯(PC)
聚甲醛(POM)
聚苯醚(PPO)
聚酯(芳香族聚酯:PBT、PET)
Polyamide
聚酰***为大分子主链上含有酰***基团重复结构的一类聚合物,主要由二元酸和二元***缩聚或由氨基酸内酰***自聚合而成,俗称尼龙,英文名称为“polyamide”或“nylon”。
尼龙的种类很多,由二酸与二酰***缩聚制备的聚酰***可命名为尼龙 xy,其中 x 指二元酸的碳原子数,y 指二元***的碳原子数。例如尼龙 66指聚己二酸己二***。
由内酰***开环聚合或1-氨基烷酸缩聚制备的聚酰***可命名为尼龙 z,其中 z 指单体中的碳原子数。
R1
COOH +
HOOC
R2
NH2
H2N
R1
C
C
R2
NH
HN
O
O
(
)
n
Catalyst
Catalyst
R
C
NH
R
NH2 or
HOOC
R
C
NH
O
(
)
n
O
Properties of PA
PA的外观为乳白或淡黄色粒料,表观角质、坚硬有光泽,吸水率较大;
PA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高,但易受吸湿性的影响,PA耐疲劳性较好,抗蠕变性较差,耐磨性优良。
PA耐化学稳定性优良,尤其是耐油性突出,但耐酸碱及盐性能不好;PA的耐光性不好,在阳光下强度迅速下降而变脆,因此不能用于户外;
PA具有明显的熔点,且熔点高,熔程较窄,熔体粘度低流动性好,但热稳定性较差。
Chemical name
abbreviations
Melting Point (oC)
Polycaprolactam
Nylon-6
220
Polyundecanoylamide
Nylon-11
190
Polyaurylamide
Nylon-12
175
Polytetramethylene adipamide
Nylon-4,6
295
Polyhexamethylene adipamide
Nylon-6,6
260
Polyhexamethylene sebacamide
Nylon-6,10
215
Polydecamethylene sebacamide
Nylon-10,10
210
Hydrogen bonds of Nylon
O
O
N
N
O
N
H
H
H
O
O
N
N
O
N
H
H
H
O
O
N
N
O
N
H
H
H
O
O
N
N
O
N
H
H
H
O
N
O
N
H
H
O
N
O
N
H
H
O
O
N
H
N
H
O
O
N
H
N
H
Nylon 6,6: 260 oC
Nylon 6: 220 oC
Nylon 11: 190 oC
Nylon 12: 175 oC
Invention of Nylon
尼龙是世界上第一种合成纤维。
1926 年美国最大的工业公司-杜邦公司的的董事 Stine 出于对基础科学的兴趣,建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。
1928 年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所。
年仅32岁的Carothers博士受聘担任该所有机化学部的负责人。
Charles M. A. Stine
Carothers支持Staudinger的观点,决心通过实验来证实这一理论的正确性,他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。
一开始 Carothers 选择了二元醇与二元羧酸的反应,在不到两年的时间里使聚酯聚合物的分子量达到10000~20000。
为了合成出高熔点口高性能的聚合物, Carothers 和他的同事们将注意力转到二元***与二元羧酸的缩聚反应上。
Wallace H. Carothers
Invention of Nylon
1935年初 Carothers用戊二***和癸二酸合成聚酰***(即聚酰*** 510 ),实验结果表明,这种聚酰***拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶,不足之处是熔点较