產(chǎn)品展廳
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PA6 CM1026 Toray 東麗
- 品牌：Toray 東麗
- 型號(hào)：25KG
- 價(jià)格： ￥13.7/千克
- 發(fā)布日期： 2024-09-09
- 更新日期： 2025-02-04
產(chǎn)品詳請(qǐng)
| 品牌 | Toray 東麗 |
| 貨號(hào) | |
| 用途 | 汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 |
| 牌號(hào) | PA6 CM1026 |
| 型號(hào) | CM1026 |
| 品名 | PA6 |
| 包裝規(guī)格 | 25KG |
| 外形尺寸 | 25kg/包 |
| 生產(chǎn)企業(yè) | Toray 東麗 |
| 是否進(jìn)口 |
AMILAN™ 尼龍樹脂
AMILAN™ 尼龍樹脂是一種含有酰胺基團(tuán) (-CONH-) 的熱塑性工程塑料,具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性、耐熱性和抗摩擦耐磨性。機(jī)械性能
I.. 拉伸特性
圖 1:尼龍應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖 1:尼龍應(yīng)力-應(yīng)變曲線
拉伸特性通常使用應(yīng)力-應(yīng)變曲線表示。圖 1 顯示了非增強(qiáng)尼龍?jiān)诟稍餇顟B(tài)和平衡吸水率下的典型拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。如您所見,吸水會(huì)產(chǎn)生更平滑的應(yīng)變-應(yīng)力曲線。此外,頸縮發(fā)生在屈服點(diǎn)之外(圖 1 中的點(diǎn) B)。此后,伸長(zhǎng)迅速進(jìn)行。實(shí)際設(shè)計(jì)使用通過將屈服點(diǎn)應(yīng)力除以某種安全度量而獲得的安全應(yīng)力容限。對(duì)于尼龍,在許多情況下使用 3-8 的安全措施值。用玻璃纖維或其他增強(qiáng)填料增強(qiáng)的尼龍不會(huì)出現(xiàn)頸縮;相反,它們會(huì)變脆和斷裂。拉伸強(qiáng)度以屈服失效材料的屈服點(diǎn)應(yīng)力和脆性斷裂失效材料的斷裂應(yīng)力來表示。
彈性模量用于表示材料變形的難易程度。在圖 1 中,它對(duì)應(yīng)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線(直到 A 點(diǎn)的直線)上比例極限的斜率。以下是尼龍 66 在平衡吸水率 (2.5%) 下的拉伸模量的公式。對(duì)應(yīng)于 0.5% 伸長(zhǎng)率(比例極限)的應(yīng)力為 7.5MPa。
拉伸模量 = 應(yīng)力/應(yīng)變 = 7.5MPa/0.005 = 1500MPa = 1.5GPa
尼龍的拉伸特性在很大程度上取決于溫度。拉伸強(qiáng)度和拉伸模量都隨著溫度的升高而下降。吸水率還會(huì)降低拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,從而產(chǎn)生溫度依賴性曲線,其行為類似于干燥尼龍?jiān)谳^低溫度下的表現(xiàn)。拉伸強(qiáng)度的溫度依賴性如圖 2 至圖 5 所示,拉伸模量的溫度依賴性如圖 6 和圖 7 所示,使用代表性的尼龍等級(jí)。
II.. 彎曲性能
彎曲性能通常使用三點(diǎn)彎曲測(cè)試進(jìn)行評(píng)估,如圖 8 所示。指標(biāo)包括彎曲強(qiáng)度、彎曲應(yīng)變和彎曲模量。
將斷裂點(diǎn)的載荷輸入公式 (a) 以得出彎曲強(qiáng)度。將斷裂點(diǎn)的彎曲應(yīng)變輸入公式 (b) 以得出彎曲應(yīng)變。彎曲模量可以通過將沿載荷-撓度曲線的直線截面的一個(gè)點(diǎn)的撓度和載荷輸入公式 (c) 來獲得。
與拉伸性能類似,彎曲性能也表現(xiàn)出對(duì)溫度和吸水率的依賴性。彎曲強(qiáng)度的溫度依賴性如圖 9 至圖 12 所示,彎曲模量的溫度依賴性如圖 13 至圖 16 所示,使用代表性等級(jí)的尼龍。
III.. 壓縮性能
非增強(qiáng)尼龍 6 中壓應(yīng)力的溫度依賴性如圖 17 所示,非增強(qiáng)尼龍 6 中抗壓強(qiáng)度的吸水依賴性如圖 18 所示。表 1 顯示了每種尼龍等級(jí)的抗壓強(qiáng)度。
IV.. 蠕變特性
蠕變是指在恒定負(fù)載下應(yīng)變隨時(shí)間增加,是尼龍最重要的機(jī)械性能之一。圖 19 顯示了非增強(qiáng)尼龍 6 和 66 在室溫下的拉伸和壓縮蠕變。圖 20 顯示了在 10 MPa 拉伸應(yīng)力下尼龍 6 蠕變變形的溫度依賴性。圖 21 顯示了在 20 MPa 拉伸應(yīng)力下尼龍 6 和尼龍 66 蠕變變形的溫度依賴性。
在實(shí)踐中,表觀模量(經(jīng)過一定時(shí)間后的彈性模量)可以方便地估計(jì)可能發(fā)生的變形量。圖 22 顯示了 CM 1017(尼龍 6)和 CM 3001-N(尼龍 66)在室溫下的表觀模量。這可用于估計(jì) CM 3001-N(尼龍 66)在 20 MPa 的應(yīng)力下一年后會(huì)發(fā)生多少變形。
根據(jù)圖 22,一年后(8,760 小時(shí)后)的表觀模量系數(shù)為 0.66 GPa。因此,一年后的變形量為:
變形量=20MPa/0.66GPa≒0.003=3%
但是,只有當(dāng)CM1017(尼龍6)和CM3001-N(尼龍66)在室溫下的應(yīng)力不超過20MPa時(shí),才能施加表觀模量。
東麗的產(chǎn)品陣容包括尼龍 6、尼龍 66、尼龍 610 以及大量的共聚物尼龍配方。此外,還提供專為各種客戶需求和應(yīng)用而設(shè)計(jì)的各種牌號(hào),包括非增強(qiáng)、增強(qiáng)、阻燃、抗摩擦磨損、高沖擊、薄膜、單絲和吹塑成型牌號(hào)。
V.. 沖擊強(qiáng)度
相對(duì)于其他樹脂,尼龍表現(xiàn)出很大的沖擊強(qiáng)度。圖 23 顯示了沖擊強(qiáng)度的吸水依賴性,圖 24 顯示了沖擊強(qiáng)度的溫度依賴性。尼龍 6 和尼龍 66 在室溫下干燥時(shí)沒有差異,吸水依賴性也沒有差異。然而,尼龍 6 在平衡時(shí)具有更高的吸水率,因此應(yīng)表現(xiàn)出更大的沖擊強(qiáng)度。同時(shí),圖 25 顯示了沖擊強(qiáng)度的結(jié)晶度依賴性。如您所見,較高的結(jié)晶度會(huì)導(dǎo)致較低的沖擊強(qiáng)度。
VI.. 表面硬度
表面硬度的吸水依賴性如圖 26 所示,表面硬度的溫度依賴性如圖 27 所示。如您所見,表面硬度會(huì)隨著吸水率的增加或溫度的升高而下降。
電氣特性
I.. 介電擊穿強(qiáng)度
II.. 介電特性
在干燥狀態(tài)下,如果頻率在 50kHz 和 20MHz 之間,則可以通過以下公式找到介電常數(shù) ε。
ε = a log f + {b (f: 頻率 (Hz))
介電常數(shù)和介電正切隨吸水而變化。這種效果在較低頻率下被放大。圖 30 顯示了 CM1017(尼龍 6)浸入 20°C 水中時(shí)的介電常數(shù)隨時(shí)間的變化。圖 31 顯示了 CM1017(尼龍 6)浸入 20°C 水中時(shí)的介電正切變化。
圖 32 顯示了 CM3001-N(尼龍 66)的介電正切的溫度依賴性,
尼龍?jiān)诟稍餇顟B(tài)下沒有明顯的差異。然而,吸水率會(huì)導(dǎo)致不同等級(jí)的尼龍性能存在差異。因此,用于電子元件時(shí),CM3001-N(尼龍 66)比 CM1017(尼龍 6)具有更多優(yōu)勢(shì)。也就是說,在 10MHz 以上的頻率下,不同類型的尼龍之間幾乎沒有差異,其中吸水的影響可以忽略不計(jì)。
III.. 體積電阻率
圖 31 顯示了 CM1017(尼龍 6)和 CM3001-N(尼龍 66)中體積電阻率的吸水率依賴性。請(qǐng)注意,吸水率增加 1% 會(huì)導(dǎo)致體積電阻率降低個(gè)位數(shù)。
物理性質(zhì)
I.. 吸水率
在分子水平上,尼龍含有親水性酰胺基團(tuán)。因此,尼龍具有吸水性。吸水會(huì)導(dǎo)致尺寸變化。
假設(shè)普通大氣條件 (23°C/60%RH),尼龍 6 的平衡吸水率為 3.5%,尼龍 66 為 2.5%,尼龍 610 為 1.5%。(表 36 中所示的吸水率表示基于浸入水中的值,因此與大氣平衡吸水率不同。圖 34 顯示了每種尼龍的吸水率隨時(shí)間的變化。
即使使用相同類型的尼龍,吸水速度也會(huì)根據(jù)成型產(chǎn)品的形狀而變化。圖 35 說明了這種現(xiàn)象。
圖 36 和圖 37 分別顯示了尼龍 6 在 100°C 水和大氣中的吸水曲線。如您所見,吸水率 y (%) 和時(shí)間 t 之間的關(guān)系可以用以下公式表示。
y=m·tn
m 和 n 值是由尼龍類型、成型產(chǎn)品的形狀和成型條件(結(jié)晶度)決定的常數(shù)。
(* 理論上為 n = 1/2)
表 3 顯示了 60mmφ×3mm 圓盤和 12.7×6.35×127mm 方棒的 m 和 n 值。
接下來,我們將使用擴(kuò)散方程來求尼龍成型品吸水率隨時(shí)間的變化。
為簡(jiǎn)化起見,半無限物體中的吸水方向應(yīng)該是一維的。C(x,t) 表示在時(shí)間 t 時(shí)距離物體表面 x 的地方存在的水。使用這些假設(shè),濃度 C 隨時(shí)間的變化可以表示為:
公式 (a) (?C/?t)=D(?2/?x2) (a)
D 表示擴(kuò)散常數(shù)。 基于任意時(shí)間任意測(cè)量的平均濃度C(t)可表示為:
式(b)C(t)=S2Cs/ (b)
式中:
Cs = 在相應(yīng)條件下的平衡吸水率;
D = 擴(kuò)散常數(shù) (m2/s);
V = 體積 (m3) 的成型產(chǎn)品;S
= 成型品的表面積 (m2)。
相對(duì)于實(shí)際測(cè)量值,和S/V√t之間的關(guān)系C/Cs形成一條直線,直到C/Cs它等于大約 0.8。表 4 顯示了基于存在線性關(guān)系的范圍的許多尼龍成型產(chǎn)品的擴(kuò)散常數(shù) D。
使用公式 (b) 求注塑成型產(chǎn)品浸入 20°C 水中時(shí)達(dá)到一定吸水率所需的時(shí)間:
公式 (c) t=0.784(C/Cs)2(1/ω2D) (c)
t = 經(jīng)過的時(shí)間(秒);
C = 給定時(shí)間后的吸水率 (%) t;Cs
= 適用環(huán)境條件下的平衡吸水率 (%)。
得到的結(jié)果是:
= 形狀系數(shù) (1/m)
請(qǐng)注意,此公式只能用于計(jì)算達(dá)到平衡吸水率 80% 所需的時(shí)間。達(dá)到完全平衡吸水率所需的時(shí)間大約是達(dá)到平衡吸水率 80% 所需時(shí)間的 2.5 倍。
使用公式 (c) 求出浸入 20°C 水中 CM1017(60mmφ×3mm 圓盤,ω = 733)達(dá)到 80% 平衡吸水率所需的時(shí)間。根據(jù)表 4,我們知道 D = 7.84×10-13m2
t1=0.784·(0.8)2(1/7332·7.84·10)=1.19 ~10(S)≒330( )
同樣,求在 20°C、60%RH 的大氣中達(dá)到 80% 平衡吸水率所需的時(shí)間。
t1=0.784·(0.8)2(1/7332·6.31·10)=1.48 ~10(S)≒4,110( )
因此,達(dá)到完全平衡吸水率所需的時(shí)間分別為 330 × 2.5 = 825 小時(shí)和 4,110 × 2.5 = 10,275 小時(shí)。
II.. 吸水引起的尺寸變化
圖 38 顯示了注塑成型后留在干燥器中的 CM1017(尼龍 6)方棒尺寸隨時(shí)間的變化。如您所見,在室溫(20°C,0%RH)的干燥狀態(tài)下,尺寸會(huì)隨著殘余應(yīng)力(由注射成型工藝引起)的松弛而縮小。因此,恒溫下的實(shí)際尺寸變化構(gòu)成了注塑成型過程中吸水導(dǎo)致的尺寸膨脹和因殘余應(yīng)力松弛而導(dǎo)致的尺寸收縮的凈效應(yīng)。
圖 39 顯示了熱處理引起的收縮和熱處理后尺寸隨時(shí)間的變化。熱處理后,幾乎看不到尺寸變化。每吸水 1%,尺寸膨脹約 0.2% 至 0.3%。
III.. 熱性能
Figure 40: Linear expansion of each type of nylon
圖 40:每種尼龍的線性膨脹
與其他通用熱塑性樹脂相比,尼龍具有非常高的熔點(diǎn)。尼龍 66 的熔點(diǎn)為 255°C,尼龍 6 為 225°C,尼龍 610 為 220°C。
但是,對(duì)于需要在負(fù)載下連續(xù)使用的應(yīng)用,尼龍 66 的溫度通常不應(yīng)超過 100°C,尼龍 6 和尼龍 610 的溫度通常不應(yīng)超過 70°C。與金屬材料相比,尼龍的熱性能具有導(dǎo)熱系數(shù)低、線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)。圖 40 顯示了每種尼龍的熱處理后線性膨脹。如果尼龍的熱歷史不同,即使是相同類型的尼龍也會(huì)表現(xiàn)出明顯不同的線性膨脹行為。這是由于結(jié)晶度和注塑成型的殘余應(yīng)力的影響。
IV.. 老化特性
尼龍是一種聚合物,因此在受熱、紫外線和其他元素下會(huì)降解。表 5 顯示了 CM1017(尼龍 6)和 CM3001-N(尼龍 66)的室外暴露測(cè)試結(jié)果。暴露對(duì)機(jī)械性能的影響尤其在擊穿伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度方面。CM1017 的干燥樣品在暴露一年后表現(xiàn)出約 10% 的退化;然而,在平衡吸水率下的 CM1017 樣品幾乎沒有變性。暴露在自然環(huán)境中一年后,尼龍 6 或尼龍 66 的退化不會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
特征
■尼龍 6 和尼龍 66
在機(jī)械性能方面具有極好的性能平衡。
在標(biāo)準(zhǔn)濕度條件下具有卓越的韌性。
具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和耐油性。
具有卓越的耐磨性和耐磨性。
幾乎所有等級(jí)的自熄和阻燃性能都符合 UL 標(biāo)準(zhǔn) 94V0。
具有優(yōu)異的長(zhǎng)期耐熱性(最高長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度:約 80~150°C)
玻璃纖維增強(qiáng)的牌號(hào)在彈性模量和強(qiáng)度方面特別突出。
具有低汽油滲透性和卓越的氣體阻隔性能。
■尼龍 623
具有出色的柔韌性和低溫抗沖擊性。
具有相對(duì)較低的吸收性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。
具有優(yōu)異的彎曲疲勞特性。
■共聚物尼龍
可提供具有透明度、柔韌性和粘合性等特殊功能的產(chǎn)品。
可提供具有特殊特性的產(chǎn)品,包括在酒精中的溶解度。
AMILAN™ 尼龍樹脂是一種含有酰胺基團(tuán) (-CONH-) 的熱塑性工程塑料,具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性、耐熱性和抗摩擦耐磨性。機(jī)械性能
I.. 拉伸特性
圖 1:尼龍應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖 1:尼龍應(yīng)力-應(yīng)變曲線
拉伸特性通常使用應(yīng)力-應(yīng)變曲線表示。圖 1 顯示了非增強(qiáng)尼龍?jiān)诟稍餇顟B(tài)和平衡吸水率下的典型拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。如您所見,吸水會(huì)產(chǎn)生更平滑的應(yīng)變-應(yīng)力曲線。此外,頸縮發(fā)生在屈服點(diǎn)之外(圖 1 中的點(diǎn) B)。此后,伸長(zhǎng)迅速進(jìn)行。實(shí)際設(shè)計(jì)使用通過將屈服點(diǎn)應(yīng)力除以某種安全度量而獲得的安全應(yīng)力容限。對(duì)于尼龍,在許多情況下使用 3-8 的安全措施值。用玻璃纖維或其他增強(qiáng)填料增強(qiáng)的尼龍不會(huì)出現(xiàn)頸縮;相反,它們會(huì)變脆和斷裂。拉伸強(qiáng)度以屈服失效材料的屈服點(diǎn)應(yīng)力和脆性斷裂失效材料的斷裂應(yīng)力來表示。
彈性模量用于表示材料變形的難易程度。在圖 1 中,它對(duì)應(yīng)于應(yīng)力-應(yīng)變曲線(直到 A 點(diǎn)的直線)上比例極限的斜率。以下是尼龍 66 在平衡吸水率 (2.5%) 下的拉伸模量的公式。對(duì)應(yīng)于 0.5% 伸長(zhǎng)率(比例極限)的應(yīng)力為 7.5MPa。
拉伸模量 = 應(yīng)力/應(yīng)變 = 7.5MPa/0.005 = 1500MPa = 1.5GPa
尼龍的拉伸特性在很大程度上取決于溫度。拉伸強(qiáng)度和拉伸模量都隨著溫度的升高而下降。吸水率還會(huì)降低拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,從而產(chǎn)生溫度依賴性曲線,其行為類似于干燥尼龍?jiān)谳^低溫度下的表現(xiàn)。拉伸強(qiáng)度的溫度依賴性如圖 2 至圖 5 所示,拉伸模量的溫度依賴性如圖 6 和圖 7 所示,使用代表性的尼龍等級(jí)。
II.. 彎曲性能
彎曲性能通常使用三點(diǎn)彎曲測(cè)試進(jìn)行評(píng)估,如圖 8 所示。指標(biāo)包括彎曲強(qiáng)度、彎曲應(yīng)變和彎曲模量。
將斷裂點(diǎn)的載荷輸入公式 (a) 以得出彎曲強(qiáng)度。將斷裂點(diǎn)的彎曲應(yīng)變輸入公式 (b) 以得出彎曲應(yīng)變。彎曲模量可以通過將沿載荷-撓度曲線的直線截面的一個(gè)點(diǎn)的撓度和載荷輸入公式 (c) 來獲得。
與拉伸性能類似,彎曲性能也表現(xiàn)出對(duì)溫度和吸水率的依賴性。彎曲強(qiáng)度的溫度依賴性如圖 9 至圖 12 所示,彎曲模量的溫度依賴性如圖 13 至圖 16 所示,使用代表性等級(jí)的尼龍。
III.. 壓縮性能
非增強(qiáng)尼龍 6 中壓應(yīng)力的溫度依賴性如圖 17 所示,非增強(qiáng)尼龍 6 中抗壓強(qiáng)度的吸水依賴性如圖 18 所示。表 1 顯示了每種尼龍等級(jí)的抗壓強(qiáng)度。
IV.. 蠕變特性
蠕變是指在恒定負(fù)載下應(yīng)變隨時(shí)間增加,是尼龍最重要的機(jī)械性能之一。圖 19 顯示了非增強(qiáng)尼龍 6 和 66 在室溫下的拉伸和壓縮蠕變。圖 20 顯示了在 10 MPa 拉伸應(yīng)力下尼龍 6 蠕變變形的溫度依賴性。圖 21 顯示了在 20 MPa 拉伸應(yīng)力下尼龍 6 和尼龍 66 蠕變變形的溫度依賴性。
在實(shí)踐中,表觀模量(經(jīng)過一定時(shí)間后的彈性模量)可以方便地估計(jì)可能發(fā)生的變形量。圖 22 顯示了 CM 1017(尼龍 6)和 CM 3001-N(尼龍 66)在室溫下的表觀模量。這可用于估計(jì) CM 3001-N(尼龍 66)在 20 MPa 的應(yīng)力下一年后會(huì)發(fā)生多少變形。
根據(jù)圖 22,一年后(8,760 小時(shí)后)的表觀模量系數(shù)為 0.66 GPa。因此,一年后的變形量為:
變形量=20MPa/0.66GPa≒0.003=3%
但是,只有當(dāng)CM1017(尼龍6)和CM3001-N(尼龍66)在室溫下的應(yīng)力不超過20MPa時(shí),才能施加表觀模量。
東麗的產(chǎn)品陣容包括尼龍 6、尼龍 66、尼龍 610 以及大量的共聚物尼龍配方。此外,還提供專為各種客戶需求和應(yīng)用而設(shè)計(jì)的各種牌號(hào),包括非增強(qiáng)、增強(qiáng)、阻燃、抗摩擦磨損、高沖擊、薄膜、單絲和吹塑成型牌號(hào)。
V.. 沖擊強(qiáng)度
相對(duì)于其他樹脂,尼龍表現(xiàn)出很大的沖擊強(qiáng)度。圖 23 顯示了沖擊強(qiáng)度的吸水依賴性,圖 24 顯示了沖擊強(qiáng)度的溫度依賴性。尼龍 6 和尼龍 66 在室溫下干燥時(shí)沒有差異,吸水依賴性也沒有差異。然而,尼龍 6 在平衡時(shí)具有更高的吸水率,因此應(yīng)表現(xiàn)出更大的沖擊強(qiáng)度。同時(shí),圖 25 顯示了沖擊強(qiáng)度的結(jié)晶度依賴性。如您所見,較高的結(jié)晶度會(huì)導(dǎo)致較低的沖擊強(qiáng)度。
VI.. 表面硬度
表面硬度的吸水依賴性如圖 26 所示,表面硬度的溫度依賴性如圖 27 所示。如您所見,表面硬度會(huì)隨著吸水率的增加或溫度的升高而下降。
電氣特性
I.. 介電擊穿強(qiáng)度
II.. 介電特性
在干燥狀態(tài)下,如果頻率在 50kHz 和 20MHz 之間,則可以通過以下公式找到介電常數(shù) ε。
ε = a log f + {b (f: 頻率 (Hz))
介電常數(shù)和介電正切隨吸水而變化。這種效果在較低頻率下被放大。圖 30 顯示了 CM1017(尼龍 6)浸入 20°C 水中時(shí)的介電常數(shù)隨時(shí)間的變化。圖 31 顯示了 CM1017(尼龍 6)浸入 20°C 水中時(shí)的介電正切變化。
圖 32 顯示了 CM3001-N(尼龍 66)的介電正切的溫度依賴性,
尼龍?jiān)诟稍餇顟B(tài)下沒有明顯的差異。然而,吸水率會(huì)導(dǎo)致不同等級(jí)的尼龍性能存在差異。因此,用于電子元件時(shí),CM3001-N(尼龍 66)比 CM1017(尼龍 6)具有更多優(yōu)勢(shì)。也就是說,在 10MHz 以上的頻率下,不同類型的尼龍之間幾乎沒有差異,其中吸水的影響可以忽略不計(jì)。
III.. 體積電阻率
圖 31 顯示了 CM1017(尼龍 6)和 CM3001-N(尼龍 66)中體積電阻率的吸水率依賴性。請(qǐng)注意,吸水率增加 1% 會(huì)導(dǎo)致體積電阻率降低個(gè)位數(shù)。
物理性質(zhì)
I.. 吸水率
在分子水平上,尼龍含有親水性酰胺基團(tuán)。因此,尼龍具有吸水性。吸水會(huì)導(dǎo)致尺寸變化。
假設(shè)普通大氣條件 (23°C/60%RH),尼龍 6 的平衡吸水率為 3.5%,尼龍 66 為 2.5%,尼龍 610 為 1.5%。(表 36 中所示的吸水率表示基于浸入水中的值,因此與大氣平衡吸水率不同。圖 34 顯示了每種尼龍的吸水率隨時(shí)間的變化。
即使使用相同類型的尼龍,吸水速度也會(huì)根據(jù)成型產(chǎn)品的形狀而變化。圖 35 說明了這種現(xiàn)象。
圖 36 和圖 37 分別顯示了尼龍 6 在 100°C 水和大氣中的吸水曲線。如您所見,吸水率 y (%) 和時(shí)間 t 之間的關(guān)系可以用以下公式表示。
y=m·tn
m 和 n 值是由尼龍類型、成型產(chǎn)品的形狀和成型條件(結(jié)晶度)決定的常數(shù)。
(* 理論上為 n = 1/2)
表 3 顯示了 60mmφ×3mm 圓盤和 12.7×6.35×127mm 方棒的 m 和 n 值。
接下來,我們將使用擴(kuò)散方程來求尼龍成型品吸水率隨時(shí)間的變化。
為簡(jiǎn)化起見,半無限物體中的吸水方向應(yīng)該是一維的。C(x,t) 表示在時(shí)間 t 時(shí)距離物體表面 x 的地方存在的水。使用這些假設(shè),濃度 C 隨時(shí)間的變化可以表示為:
公式 (a) (?C/?t)=D(?2/?x2) (a)
D 表示擴(kuò)散常數(shù)。 基于任意時(shí)間任意測(cè)量的平均濃度C(t)可表示為:
式(b)C(t)=S2Cs/ (b)
式中:
Cs = 在相應(yīng)條件下的平衡吸水率;
D = 擴(kuò)散常數(shù) (m2/s);
V = 體積 (m3) 的成型產(chǎn)品;S
= 成型品的表面積 (m2)。
相對(duì)于實(shí)際測(cè)量值,和S/V√t之間的關(guān)系C/Cs形成一條直線,直到C/Cs它等于大約 0.8。表 4 顯示了基于存在線性關(guān)系的范圍的許多尼龍成型產(chǎn)品的擴(kuò)散常數(shù) D。
使用公式 (b) 求注塑成型產(chǎn)品浸入 20°C 水中時(shí)達(dá)到一定吸水率所需的時(shí)間:
公式 (c) t=0.784(C/Cs)2(1/ω2D) (c)
t = 經(jīng)過的時(shí)間(秒);
C = 給定時(shí)間后的吸水率 (%) t;Cs
= 適用環(huán)境條件下的平衡吸水率 (%)。
得到的結(jié)果是:
= 形狀系數(shù) (1/m)
請(qǐng)注意,此公式只能用于計(jì)算達(dá)到平衡吸水率 80% 所需的時(shí)間。達(dá)到完全平衡吸水率所需的時(shí)間大約是達(dá)到平衡吸水率 80% 所需時(shí)間的 2.5 倍。
使用公式 (c) 求出浸入 20°C 水中 CM1017(60mmφ×3mm 圓盤,ω = 733)達(dá)到 80% 平衡吸水率所需的時(shí)間。根據(jù)表 4,我們知道 D = 7.84×10-13m2
t1=0.784·(0.8)2(1/7332·7.84·10)=1.19 ~10(S)≒330( )
同樣,求在 20°C、60%RH 的大氣中達(dá)到 80% 平衡吸水率所需的時(shí)間。
t1=0.784·(0.8)2(1/7332·6.31·10)=1.48 ~10(S)≒4,110( )
因此,達(dá)到完全平衡吸水率所需的時(shí)間分別為 330 × 2.5 = 825 小時(shí)和 4,110 × 2.5 = 10,275 小時(shí)。
II.. 吸水引起的尺寸變化
圖 38 顯示了注塑成型后留在干燥器中的 CM1017(尼龍 6)方棒尺寸隨時(shí)間的變化。如您所見,在室溫(20°C,0%RH)的干燥狀態(tài)下,尺寸會(huì)隨著殘余應(yīng)力(由注射成型工藝引起)的松弛而縮小。因此,恒溫下的實(shí)際尺寸變化構(gòu)成了注塑成型過程中吸水導(dǎo)致的尺寸膨脹和因殘余應(yīng)力松弛而導(dǎo)致的尺寸收縮的凈效應(yīng)。
圖 39 顯示了熱處理引起的收縮和熱處理后尺寸隨時(shí)間的變化。熱處理后,幾乎看不到尺寸變化。每吸水 1%,尺寸膨脹約 0.2% 至 0.3%。
III.. 熱性能
Figure 40: Linear expansion of each type of nylon
圖 40:每種尼龍的線性膨脹
與其他通用熱塑性樹脂相比,尼龍具有非常高的熔點(diǎn)。尼龍 66 的熔點(diǎn)為 255°C,尼龍 6 為 225°C,尼龍 610 為 220°C。
但是,對(duì)于需要在負(fù)載下連續(xù)使用的應(yīng)用,尼龍 66 的溫度通常不應(yīng)超過 100°C,尼龍 6 和尼龍 610 的溫度通常不應(yīng)超過 70°C。與金屬材料相比,尼龍的熱性能具有導(dǎo)熱系數(shù)低、線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)。圖 40 顯示了每種尼龍的熱處理后線性膨脹。如果尼龍的熱歷史不同,即使是相同類型的尼龍也會(huì)表現(xiàn)出明顯不同的線性膨脹行為。這是由于結(jié)晶度和注塑成型的殘余應(yīng)力的影響。
IV.. 老化特性
尼龍是一種聚合物,因此在受熱、紫外線和其他元素下會(huì)降解。表 5 顯示了 CM1017(尼龍 6)和 CM3001-N(尼龍 66)的室外暴露測(cè)試結(jié)果。暴露對(duì)機(jī)械性能的影響尤其在擊穿伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度方面。CM1017 的干燥樣品在暴露一年后表現(xiàn)出約 10% 的退化;然而,在平衡吸水率下的 CM1017 樣品幾乎沒有變性。暴露在自然環(huán)境中一年后,尼龍 6 或尼龍 66 的退化不會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。
特征
■尼龍 6 和尼龍 66
在機(jī)械性能方面具有極好的性能平衡。
在標(biāo)準(zhǔn)濕度條件下具有卓越的韌性。
具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和耐油性。
具有卓越的耐磨性和耐磨性。
幾乎所有等級(jí)的自熄和阻燃性能都符合 UL 標(biāo)準(zhǔn) 94V0。
具有優(yōu)異的長(zhǎng)期耐熱性(最高長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度:約 80~150°C)
玻璃纖維增強(qiáng)的牌號(hào)在彈性模量和強(qiáng)度方面特別突出。
具有低汽油滲透性和卓越的氣體阻隔性能。
■尼龍 623
具有出色的柔韌性和低溫抗沖擊性。
具有相對(duì)較低的吸收性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。
具有優(yōu)異的彎曲疲勞特性。
■共聚物尼龍
可提供具有透明度、柔韌性和粘合性等特殊功能的產(chǎn)品。
可提供具有特殊特性的產(chǎn)品,包括在酒精中的溶解度。
