一、尼龍PA簡介

　　聚酰胺（PA）俗稱尼龍，由二元酸與二元胺或由氨基酸經縮聚而得，是分子鏈上含有重復酰胺基團-NHCO-的樹脂總稱。尼龍是五大通用工程塑料中產量最大、品種最多、用途最廣、綜合性能優(yōu)良的基礎樹脂。

　　尼龍作為當今重要的工程塑料，正在被不斷地通過物理和化學改性使其高性能化。目前，很多領域都對材料的耐高溫功能方面提出了新的要求，為了適應這些要求，人們在開發(fā)新品高溫尼龍方面做了大量研究。

　　二、高溫尼龍的定義

　　高溫尼龍（HTPA）是一種耐熱聚酰胺，可長期在150℃環(huán)境上使用的工程塑料。在熱、電、物理及耐化學性方面都有良好的表現。特別是在高溫下仍具有高鋼性與高強度及極佳的尺寸精度和穩(wěn)定性。

　　三、高溫尼龍的特性

　　1、耐高溫性能。熱撓曲溫度為280℃（1.8MPa），連續(xù)使用溫度為180℃。

　　2、蠕變性能。HTPA的高結晶性使得其在高溫下（大于120℃）仍然保持優(yōu)良的剛性，具有鋁一樣的強度、鋼一樣的硬度以及橡膠一樣的柔性、延展性和耐沖擊性。

　　3、極佳的尺寸精度及穩(wěn)定性。HTPA的分子結構中分子鏈段含有芳環(huán)，分子結構更規(guī)整，鏈短更不易運動。

　　4、耐化學性。聚酰胺類材料對多數的化學品具有良好的抵抗性。與其它聚酰胺類材料一樣，HTPA也不例外，特別是在高溫下的耐油和油脂性非常良好。

　　5、吸濕性。HTPA纖維增強產品具有較低的吸濕性，其吸水率僅為等量玻纖增強PA46產品的一半。這種低吸濕性可以為客戶節(jié)省更多的干燥費用，且制品的尺寸穩(wěn)定性更好。

　　6、韌性。HTPA優(yōu)異的沖擊韌性使得其成為高要求制作的材料選擇。

　　四、傳統(tǒng)高溫尼龍種類與性質

　　4.1 PA46

　　PA46是由丁二胺和己二酸縮聚而成的脂肪族聚酰胺，比起PA6和PA66，PA46的每個給定長度的鏈上的酰胺數目更多，鏈結構更加對稱，這使得它的結晶度可以高達70%，而且賦予了它非常快的結晶速度。

　　PA46的熔點為295℃，未增強的PA46的HDT（熱變形溫度）有160℃，而經過玻纖的增強后，其HDT可高達290℃，長期使用溫度也有163℃。

　　PA46獨特的結構賦予了其它材料無法達到的獨特性能。作為PA46產權的完全擁有者，DSM公司正逐漸將其優(yōu)異的性能經過不斷地改性而付諸產業(yè)化。在保證其耐高溫性能的同時，各種特殊應用如超耐磨、超高剛性、超高流動性等都已經不斷被開發(fā)。

　　而在耐高溫方面，DSM在2008年Chinaplas上推出了其全新高性能STANYLDiablo，它具有長期的耐熱穩(wěn)定性，可以在230℃高溫下正常工作超過3000h，同時機械性能下降則不到15%。

　　4.2 PA6T

　　PA6T是半芳香族尼龍中的典型代表，是由己二胺和對苯二甲酸縮聚而成。純的PA6T熔點高達370℃，在這個溫度下尼龍已經發(fā)生了降解，無法進行熱塑成型，所以市面流通的PA6T均是經過與其他單體共聚后降低了熔點的共聚物或復合物。

　　PA6T在脂肪鏈的基礎上引入了大量苯環(huán)，與傳統(tǒng)的PA6、PA66相比，PA6T擁有更高的Tg，低吸水率，尺寸穩(wěn)定性以及高耐熱性等。由于PA6T需要引入其他單體進行共聚以降低熔融加工溫度，不同的單體配比成為PA6T改性的關鍵，因此可以說，PA6T的耐高溫改性具有很大的發(fā)展空間。

　　上海杰事杰公司也已經成功發(fā)出了PA6T系列的耐高溫尼龍，并已經投入生產。

　　4.3 PA9T

　　PA9T是由日本Kuraray公司獨自開發(fā)的，是以壬二胺和對苯二甲酸縮聚而成。雖然同為半芳香性尼龍，PA9T在加工前并不需要象PA6T一樣要通過共聚改性降低熔點，純的PA9T熔點在306℃。PA9T高的玻璃化轉變溫度（125℃）和高的結晶性，賦予了其在高溫環(huán)境下良好的韌性。

　　同時它還擁有其它PA材料無法比擬的耐化學品性能，僅次于PPS，而其吸水率只有0.17%，是所有PA當中最低的。PA9T的綜合性能無疑是傳統(tǒng)耐熱尼龍中比較好的一種，而隨著生產規(guī)模的不斷擴大，其成本將會接近普通PA的成本，因此PA9T是一個有很大發(fā)展?jié)摿Φ钠贩N。

　　五、最新高溫尼龍

　　5.1 PA66

　　盡管與傳統(tǒng)高溫尼龍相比，PA66有相對較低的Tm和Tg，似乎限制了它在高溫領域的運用，但是法國羅地亞公司卻認為其仍可作為高端應用材料。在2007年的德國K展上，羅地亞公司推出了高溫環(huán)境下PPA替代材料TECHNYL Heat Performance（HP），這種PA66能夠滿足汽車發(fā)動機罩內上升溫度環(huán)境下的性能要求。

　　據稱，該材料還在尼龍66的成本水平維持著尼龍66的加工性能，這項技術給PA66材料在耐高溫領域帶來了新發(fā)展，但目前只有羅地亞公司掌握該技術。

　　5.2 PA4T

　　作為全球領先的高溫尼龍（PA46）生產商，DSM公司擁有全球唯一的丁二胺工業(yè)化方案。丁二胺是PA46合成的關鍵原料，這樣的技術優(yōu)勢也使得DSM公司率先研發(fā)出了以此作為原料的PA4T產品。

　　這種21世紀的第1個新聚合體，具有卓越的空間穩(wěn)定性，無鉛焊接兼容性，高熔點，在溫度上升的情況下具有很高的硬度和機械強度，且相比DSM公司原有的PA46產品，甚至是PA9T，它顯示出了超低的吸水率。

　　PA4T綜合而又優(yōu)異的性能，將會使它在今后電子電氣和汽車等耐高溫應用領域占據重要的份額。PA4T的發(fā)明也是市場小型化和電子產品集中化對性能材料更高要求的體現。

　　5.3 PA10T

　　研究結果顯示，純的PA10T具319.1℃的高熔點，其優(yōu)異的耐熱性使PA10T展現出了潛在的商業(yè)價值。

　　國內的塑料改性龍頭企業(yè)—金發(fā)科技商業(yè)化了這項技術，其牌號為Vicnyl的PA10T產品，它具有優(yōu)異的耐熱性，超低的吸水率，更好的尺寸穩(wěn)定性，耐無鉛焊錫溫度高達280℃，優(yōu)異的耐化學性能和注塑加工性能。

　　而且據稱，PA10T樹脂有近一半的原材料來自于蓖麻，屬于生物基環(huán)保材料，綜合性能優(yōu)異，顯示出了很強的市場競爭力。PA10T產品的商業(yè)化，填補了我國在高溫尼龍新材料上自主研發(fā)的空白，而金發(fā)公司也成為繼上海杰事杰公司之后，國內第2個擁有耐高溫尼龍工業(yè)化技術的單位。

　　5.4 其他PPA材料

　　PPA（半芳香族尼龍）是由脂肪族二胺或二酸與帶芳香環(huán)的二酸或二胺經縮聚制得的。除了以上所述的PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等材料外，還有PAMXD6、PA12T等很多PPA品種。這些尼龍材料因為化學結構中具備芳環(huán)結構，都不同程度地提高了熱變形溫度。其中杜邦公司用對苯二甲酸二甲酯（DMT）和十二胺（DDMD）合成PA12T，熔點達296.6℃，具有極強的應用價值。

　　六、高溫尼龍的應用

　　由于HTPA能提供超過270℃的熱變形溫度，因此它是一個適用于汽車、機械、電子/電氣工業(yè)中耐熱制件的理想工程塑料。同時，對于在短期高溫下必須保持結構完整性的制件，HTPA也是理想的選擇。常用制品如下表：