聚酰胺的特性
1)玻璃纤维增强PA
当PA中加入30%的玻璃纤维时，PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性和耐老化性明显提高，疲劳强度比增强前提高了2.5倍。玻纤增强PA的成型工艺与未增强的基本相同，但流动性比增强前差，应适当提高注射压力和速度，提高机筒温度10-40℃。由于玻璃纤维在注射成型过程中会沿流动方向取向，在取向方向上力学性能和收缩率会增强，从而导致制品的变形和翘曲。因此，在设计模具时，浇口的位置和形状要合理，从技术上可以提高模具的温度。产品取出后，会放入热水中缓慢冷却。另外，玻璃纤维比例越大，对注塑机塑化部件的磨损越大，最好使用双金属螺杆和机筒。
2)阻燃尼龙
由于PA中添加了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下容易分解，释放出酸性物质，对金属有腐蚀作用。因此，塑化部件(螺钉、胶鞋、胶鞋、胶鞋、法兰等。)需要镀硬铬。在工艺上，尽量控制机筒温度不要太高，注射速度不要太快，避免胶料因温度过高分解而导致产品变色和力学性能下降。
3)透明pa
具有良好的拉伸强度、冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近。加工温度为300-365，438±05℃。在成型过程中，应严格控制机筒温度。熔体温度过高，产品会因降解而变色，温度过低，会因塑化不良而影响产品的透明性。模具温度应保持尽可能低。如果模具温度高，产品的透明度会因结晶而降低。
4)耐候性PA
在PA中加入炭黑等吸收紫外线的添加剂，大大增强了PA的自润滑性和金属的磨损性，会影响成型时零件的下料和磨损。因此，必须采用喂料能力强、耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈和过胶圈的组合。聚酰胺产品在日常生活中比比皆是，但很少有人知道它的历史。聚酰胺是世界上开发的第一种合成纤维。
Carothers 1896于4月27日出生于美国衣阿华州伯灵顿。他在得梅因公立学校开始接受教育，于1914年毕业于北方中学。卡罗瑟斯的父亲曾在得梅因商学院任教，后来担任该校副校长。受父亲影响，carothers在18岁时进入学院学习会计。他对这个专业不感兴趣，但非常喜欢化学和其他自然科学。因此，一年后他转到一所规模较小的学院学习化学。1920获得理学学士学位。1921获得伊利诺伊大学硕士学位，后在南达科他大学教授分析化学和物理化学。1923回到伊利诺伊大学攻读有机化学博士学位。在导师罗杰·亚当斯教授(1889-1971)的指导下，完成了初步显露才华的铂黑催化加氢论文，获得博士学位后立即留校。从65438年到0926年，他在哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为科学研究可以充分发挥他的聪明才智，所以他在1928被聘请来到杜邦公司。卡罗瑟斯来到杜邦时，国际上对德国有机化学家施陶丁格(1881 ~ 1965)提出的高分子理论进行了激烈的争论。卡罗瑟斯称赞并支持施陶丁格的观点，决心通过实验证明这一理论的正确性，于是他把探索聚合物作为有机化学系的主要研究方向。起初，卡罗瑟斯选择了二元醇和二元羧酸的反应，想通过这个众所周知的反应来了解有机分子的结构和性质之间的关系。在缩聚实验中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，carothers对高真空蒸馏器进行了改进，并严格控制了反应的配比，使反应完全，不到两年聚合物的分子量就达到了10000 ~ 20000。
在1930中，carothers通过乙二醇和癸二酸的缩合制备了聚酯。在实验中，carothers的同事Hill在从反应器中取出熔融聚酯时发现了一个有趣的现象:熔融聚合物可以像棉花糖一样拉伸丝，纤维丝即使在冷却后也可以继续拉伸，拉伸的长度可以达到原来的几倍。经过冷拉后，纤维的强度和弹性大大增加。这一前所未有的现象使他们预期这一特性可能具有巨大的应用价值，用熔融聚合物纺制纤维成为可能。随后，他们对一系列聚酯化合物进行了深入研究。因为当时研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，容易水解，熔点低(
为了合成具有高熔点和高性能的聚合物，carothers和他的同事们将注意力转向了二胺和二羧酸的缩聚反应。在几年的时间里，carothers和他的同事从二胺和二羧酸的不同聚合反应中制备了各种聚酰胺，但这种物质的性能并不理想。1935年初，卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺510)。实验结果表明，这种聚酰胺拉伸的纤维的强度和弹性都高于蚕丝，且不易吸水，不易溶解。缺点是熔点低，原料价格高，不适合商业化生产。然后卡罗瑟斯选择了己二胺和己二酸进行缩聚，最终在2月28日合成了聚酰胺66，1935。这种聚合物不溶于普通溶剂，熔点高达263℃。由于其在结构和性能上更接近于天然蚕丝，拉伸后的纤维具有蚕丝的外观和光泽，其耐磨性和强度超过了当时的任何纤维，而且原料价格相对便宜，杜邦公司决定进行商品生产和开发。
要把实验室成果变成商品，第一，要解决原料的工业来源；二是开发熔体纺丝过程中的输送、计量、卷绕等生产技术和设备。生产聚酰胺66所需的原料己二酸和己二胺，当时只是在实验室中作为试剂使用，必须以合理的价格开发和生产大量的己二酸和己二胺。杜邦公司选择了丰富的苯酚进行开发实验，到1936，西弗吉尼亚州的一家化工厂采用新的催化技术，用廉价的苯酚大量生产己二酸。随后，发明了由己二酸生产己二胺的新工艺。杜邦公司首创熔融纺丝新技术，将多酚胺66加热熔融，过滤后吸入泵中，通过一个关键部件(喷丝头)喷成细丝。喷涂的长丝在空气冷却后被拉伸和成形。1938年7月完成中试，首次生产聚酰胺纤维。同月，以聚酰胺66为刷毛的牙刷开始投放市场。65438+10月27日，杜邦公司正式宣布世界上第一根合成纤维的诞生，并将多酚胺66命名为聚酰胺，后来成为聚酰胺合成纤维的英文通用商品名称。杜邦公司开始了11年的聚合物基础研究，花费了2200万美元，230名专家参与了相关工作，最终在1939年底实现了工业化生产。不幸的是，尼龙的发明者卡罗瑟斯没有看到聚酰胺的实际应用。因为卡罗瑟斯一直很沮丧，他无法摆脱一个想法，即作为一名科学家他是失败的。再加上他最喜欢的双胞胎姐姐在1936去世，让他的心情更加沉重。这位在高分子化学领域做出突出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城的一家酒店房间内，喝下混有氰化钾的柠檬汁自杀。为了纪念卡罗瑟斯的成就，杜邦公司于1946将米特工厂的聚酰胺实验室更名为卡罗瑟斯实验室。
聚酰胺的合成奠定了合成纤维工业的基础，聚酰胺的出现使纺织品焕然一新。用这种纤维织成的聚酰胺丝袜既透明又比丝袜耐用。1939，10网目24日，杜邦在总部公开销售聚酰胺丝袜时引起轰动，被视为抢购的稀罕物。混乱的局面迫使公安机关出动警力维持秩序。人们曾经用蜘蛛丝一样细，钢丝一样强，绢丝一样美这样的字眼来赞美这种纤维。到5月1940，聚酰胺纤维面料的销售遍布全美。从第二次世界大战爆发直到1945，聚酰胺行业转向降落伞、飞机轮胎帘布、军服等军品。由于聚酰胺的特性和广泛用途，在第二次世界大战后发展非常迅速。聚酰胺的各种产品，从袜子和衣服到地毯和渔网，以无数种方式出现。前十年产量增长25倍，占1964合成纤维的一半以上。到目前为止，聚酰胺纤维的总产量虽然没有聚酯纤维多，但仍是三大合成纤维之一。
聚酰胺的发明从基础研究开始，没有明确的应用目的，但最终导致了改变人们生活的尼龙产品，成为企业办基础科研非常成功的范例。它使人们认识到科学要比技术先行，技术要比生产先行；没有科学研究和技术成果，就不可能开发新产品。此后，由企业承担或资助的基础科学研究如雨后春笋般在世界各地兴起，使基础科学研究的成果更快地转化为生产力。
聚酰胺的合成是高分子化学发展的一个重要里程碑。在杜邦公司开展这项研究之前，国际上对高分子链结构理论的激烈争论主要是因为缺乏明确的、不容置疑的实验事实。当时对缩聚反应的研究很少，得到的缩聚物也不完善。卡罗瑟斯采用了一种远远超出有机合成一般规则的方法。他在进行聚合物缩聚时，对反应物的配比有严格的要求，相差不超过1%。缩聚程度相当彻底，超过99.5%，从而合成了分子量约为20，000的聚合物。Carothers的研究表明，聚合物是一种真正的大分子，可以通过已知的有机反应得到。其缩聚反应中的每个分子都含有两个或两个以上的活性基团，这些活性基团通过价键相互连接，而不是简单地通过一种不确定的力将小分子聚集在一起，从而揭示了缩聚反应的规律。卡罗瑟斯通过研究聚合反应将高分子化合物分为两类:一类是通过缩聚反应得到的缩聚物；另一种是加成聚合得到的加成聚合物。Carothers的助手Paul j . Flory(1910 ~ 1986)总结了聚酰胺等一系列缩聚反应。在1939中，他提出了缩聚反应中所有官能团活性相同的基本原理，提出了缩聚反应动力学、分子量与缩聚反应程度的定量关系。后来研究了高分子溶液的统计力学，高分子模型，构象，1974获得诺贝尔化学奖。聚酰胺的合成有力地证明了聚合物的存在，使人们坚定了对施陶丁格理论的信念，随后高分子化学才真正建立起来。尼龙是一种坚韧的有棱角的半透明或乳白色结晶树脂。尼龙作为一种工程塑料，分子量一般为1.5-30000。尼龙机械强度高，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨，自润滑，减震消音，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，自熄，无毒，无味，耐候性好。缺点是吸水率高，影响尺寸稳定性和电性能。纤维增强可以降低树脂的吸水率，使其在高温高湿下工作。尼龙和玻璃纤维之间的亲和力非常好。
尼龙中，尼龙66的硬度和刚度最高，但韧性最差。PA66的熔点在280℃左右，厂家不同，在449~499℃会发生自燃。
尼龙的熔体流动性好，所以产品的壁厚可以小到1 mm，由于尼龙具有很多特性，所以广泛应用于汽车、电器设备、机械零件、交通运输设备、纺织品、造纸机械等。
随着汽车小型化、电子电气设备高性能化和机械设备轻量化的发展，对尼龙的需求会越来越大。特别是尼龙作为一种结构材料，对其强度、耐热性、耐寒性提出了很高的要求。尼龙固有的缺点也是限制其应用的重要因素。尤其是PA6和PA66，与PA46、PAl2等品种相比，具有很强的价格优势，虽然部分性能不能满足相关行业发展的要求。因此，有必要针对某一应用领域，通过改性来提高其某些性能，以扩大其应用领域。主要在以下几个方面进行了修改。
①提高尼龙的吸水性和产品的尺寸稳定性。
②提高尼龙的阻燃性，满足电子、电力、通讯等行业的要求。
③提高尼龙的机械强度，达到金属材料的强度，替代金属。
④提高尼龙的耐低温性能，增强其抵抗环境应变的能力。
⑤提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨性要求高的场合。
⑥提高尼龙的抗静电性能，以满足矿山及其机械应用的要求。
⑦提高尼龙的耐热性，以适应汽车发动机等高温条件的领域。
⑧降低尼龙成本，提高产品竞争力。
总之，通过以上改进，实现了尼龙复合材料的高性能化和功能化，进而推动相关行业的产品向高性能、高质量方向发展。
改性聚酰胺产品的最新进展
如前所述，玻璃纤维增强PA在20世纪50年代开始研究，但在20世纪70年代才工业化。自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66以来，各国大公司纷纷开发新的改性PA产品，美国、西欧、日本、荷兰、意大利等国家大力开发增强PA、阻燃PA和填充PA，大量改性PA投放市场。
20世纪80年代，相容剂技术的成功开发推动了PA合金的发展，世界各地相继开发出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/I、CP(液晶聚合物)、PA/PA等数千种合金。
20世纪90年代，改性尼龙的新品种不断增加。在此期间，改性尼龙走向商业化，形成新的产业，发展迅速。90年代末，世界尼龙合金产量达到65438+65438+万吨/年。
产品开发方面，以高性能尼龙PPO/PA6、PPS/PA66、增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主要方向；在应用方面，汽车零部件和电器元件的发展取得了很大的进步。比如汽车进气歧管用高流动性改性尼龙已经商品化。这种复杂结构的塑化不仅在应用上，而且在延长零件寿命和促进工程塑料加工技术的发展上都具有重要意义。
改性尼龙的发展趋势
尼龙作为工程塑料中最大和最重要的品种，具有强大的生命力，主要是因为它经过改性后达到了高性能。其次，汽车、电器、通信、电子、机械等行业对高性能产品的需求越来越强烈。相关产业的快速发展推动了工程塑料高性能化的进程。改性尼龙的未来发展趋势如下。
①高强高刚性尼龙的市场需求不断增加，无机晶须增强、碳纤维增强PA等新型增强材料将成为重要品种，主要用于汽车发动机零部件、机械零部件和航空设备零部件。
②尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流。尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径，也是制造尼龙专用料和提高尼龙性能的主要手段。通过混合其他聚合物，提高尼龙的吸水性，提高产品的尺寸稳定性、低温脆性、耐热性和耐磨性。因此适用于车型的不同要求。
③纳米尼龙的制造技术和应用将迅速发展。纳米尼龙的优点是热性能、力学性能、阻燃性能、阻隔性能都比纯尼龙高，制造成本与普通尼龙相当。因此具有很大的竞争力。
④电子、电器、电器用阻燃尼龙日益增多，绿色阻燃尼龙越来越受到市场的重视。
⑤抗静电、导电尼龙、磁性尼龙将是电子设备、矿山机械、纺织机械的首选材料。
⑥加工助剂的研究和应用将推动改性尼龙的功能化和高性能化进程。
⑦综合技术的应用和产品的精细化是推动其产业发展的动力。