【干货】尼龙从结构到性能大剖析

• 尼龙优势

• 尼龙劣势
  

(1)吸水性大 (2)耐光性较差 (3)不耐强酸及氧化剂

(4)注塑技术要求严格（微量水分存在都会对成型质量造成很大损害）等劣势

表 尼龙薄膜的透气性

在大分子链段的重复单元中，含有亚甲基和极性酰胺基团（—CONH—）。尼龙的分子之间能形成氢键，具有结晶性，吸水性大。

• 尼龙的分子结构与热性能

评价高聚物耐热性能的主要理论参数：玻璃化温度（Tg）、熔点温度（Tm）和热分解温度（Td）。工业和实际应用中采用的主要参数：负荷热变形温度、马丁热变形温度和维卡耐热温度。

PA的热性能取决于大分子链中亚甲基与酰胺基的相对比例及结晶结构。

1. 尼龙分子主链结构中大量极性酰胺基团的存在使其分子间具有较强作用力，形成氢键，使分子链排列整齐，具有结晶性；同时所含酰胺基多少决定形成氢键的数目，氢键对聚酰胺熔点的高低起决定性作用。

2. 尼龙分子主链结构中的亚甲基使尼龙具有一定柔顺性。柔顺性是影响尼龙Tg和Tm的重要因素。原因：尼龙熔融时，不仅需要一定能量破坏分子链段间的相互作用力，且还需要一定的能量使分子链段做内旋转。尼龙的柔顺性愈大，Tg和Tm愈低。

Tm影响因素实例分析：

1. 由ω-氨基酸自缩聚或它的内酰胺开环聚合而成的尼龙，随亚甲基增加，熔点呈锯齿形下降，含偶数亚甲基尼龙的熔点高于含奇数亚甲基尼龙的熔点。

2. 由脂肪族二元胺和二元酸缩聚而成的尼龙，只有二元胺和二元酸的碳原子数（或亚甲基数）均为偶数时熔点才高，其它情况均降低。

3. 由脂肪族二元胺和芳香族二元酸合成的半芳香族尼龙的熔点，随二胺碳原子数增加，其熔点也呈锯齿形下降，二胺含偶数碳原子的熔点高于相邻两个含奇数碳原子的熔点。

4. 凡单体中全部含有偶数个亚甲基者，其聚合物分子链上酰胺基都可100%形成氢键；凡单体中全部或其中一种单体含有奇数个亚甲基者，聚合物的酰胺基仅只能50%形成氢键。

尼龙分子主链上的重复单元中含有极性酰胺基团，能形成分子间的氢键，分子间相互作用力大，故尼龙有较高的机械强度和模量，随尼龙主链中亚甲基含量的上升，机械强度和模量下降，冲击强度上升。

提高机械强度的其他途径：

1. 分子结构具有对称性，在主链重复单元中导入环状和芳香族化合物结构。

2. 尼龙分子主链中的酰胺基是亲水基团，具有吸水性，而力学性能会因尼龙吸水而下降。酰胺基密度愈低，吸水率愈小。尼龙吸水后，就破坏了分子间的氢键，削弱分子间的相互作用力，起增塑作用，导致尼龙强度和模量下降，冲击强度上升，制品尺寸发生较大变化。

尼龙的电性能主要指介电性能和导电性能。作为绝缘材料的尼龙的绝缘性能指标主要有：体积电阻率、表面电阻率和介电强度。

介电性能与高分子极性的关系密切，同时也受到杂质的较大影响。极性大的高聚物，其介电常数和介电损耗角正切也大；极性杂质（如水）会大大增加高聚物的电导电流和极化度，使介电性能严重恶化。水会使得高分子聚合物的电导率、介质损耗增大，因而，介电温度降低。

尼龙本身的化学结构是尼龙工程塑料电性能非常重要的影响因素。尼龙分子链中含有极性基团酰胺基团（—NHCO—），是典型的极性结晶高分子聚合物。因此尼龙虽电性能较好，但因分子主链中的极性酰氨基为易吸水基团，在使用时受到一定限制，不适合作为高频和湿态环境下的绝缘材料。

表 主要尼龙的电性能

尼龙分子主链结构中含有大量酰氨基，分子末端为氨基和羰基，在高温下具有一定反应活性。因而，尼龙可进行良好改性，现在尼龙的改性品种牌号有3000多种，也充分证明了这一点。

利用尼龙的结构特点进行改性，可克服尼龙易吸水，制品尺寸变化大的弱点，提高尼龙的冲击强度和耐热性。

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