由于尼龍具有很多的特性,因此,在汽車、電氣設備、機械部構:、交通器材、紡織、造紙機械等方面得到廣泛應用。
隨著汽車的小型化、電子電氣設備的高性能化、機械設備輕量化的進程加快,對尼龍的需求將更高更大。特別是尼龍作為結構性材料,對其強度、耐熱性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龍的固有缺點也是限制其應用的重要因素,特別是對于PA6、PA66兩大品種來說,與PA46、PAl2等品種比具有很強的價格優勢,雖某些性能不能滿足相關行業發展的要求。因此,必須針對某一應用領域,通過改性,提高其某些性能,來擴大其應用領域。主要在以下幾方面進行改性。
①改善尼龍的吸水性,提高制品的尺寸穩定性。
②提高尼龍的阻燃性,以適應電子、電氣、通訊等行業的要求。
?、厶岣吣猃埖臋C械強度,以達到金屬材料的強度,取代金屬
④提高尼龍的抗低溫性能,增強其對耐環境應變的能力。
⑤提高尼龍的耐磨性,以適應耐磨要求高的場合。
?、尢岣吣猃埖目轨o電性,以適應礦山及其機械應用的要求。
?、咛岣吣猃埖哪蜔嵝?,以適應如汽車發動機等耐高溫條件的領域。
?、嘟档湍猃埖某杀?,提高產品競爭力。
總之,通過上述改進,實現尼龍復合材料的高性能化與功能化,進而促進相關行業產品向高性能、高質量方向發展。
改性PA產品的最新發展
前面提到,玻璃纖維增強PA在20世紀50年代就有研究,但形成產業化是20世紀70年代,自1976年美國杜邦公司開發出超韌PA66后,各國大公司紛紛開發新的改性PA產品,美國、西歐、日本、荷蘭、意大利等大力開發增強PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市場。
20世紀80年代,相容劑技術開發成功,推動了PA合金的發展,世界各國相繼開發出PA/PE、PA/PP、PA/abs、PA/PC、PA /PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/I.CP(液晶高分子)、PA/PA等上千種合金,廣泛用于汽車、機車、電子、電氣械、紡織、體育用品、辦公用品、家電部件等行業。
20世紀90年代,改性尼龍新品種不斷增加,這個時期改性尼龍走向商品化,形成了新的產業,并得到了迅速發展,20世紀90年代末,世界尼龍合金產量達110萬噸/年。
在產品開發方面,主要以高性能尼龍PPO/PA6,PPS/PA66、增韌尼龍、納米尼龍、無鹵阻燃尼龍為主導方向;在應用方面,汽車部件、電器部件開發取得了重大進展,如汽車進氣歧管用高流動改性尼龍已經商品化,這種結構復雜的部件的塑料化,除在應用方面具有重大意義外,更重要的是延長了部件的壽命,促進了工程塑料加工技術的發展。
改性尼龍發展的趨勢
尼龍作為工程塑料中最大最重要的品種,具有很強的生命力,主要在于它改性后實現高性能化,其次是汽車、電器、通訊、電子、機械等產業自身對產品高性能的要求越來越強烈,相關產業的飛速發展,促進了工程塑料高性能化的進程,改性尼龍未來發展趨勢如下。
?、俑邚姸雀邉傂阅猃埖氖袌鲂枨罅吭絹碓酱螅碌脑鰪姴牧先鐭o機晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的品種,主要是用于汽車發動機部件,機械部件以及航空設備部件。
?、谀猃埡辖鸹瘜⒊蔀楦男怨こ趟芰习l展的主流。尼龍合金化是實現尼龍高性能的重要途徑,也是制造尼龍專用料、提高尼龍性能的主要手段。通過摻混其他高聚物,來改善尼龍的吸水性,提高制品的尺寸穩定性,以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而,適用車種不同要求的用途。
?、奂{米尼龍的制造技術與應用將得到迅速發展。納米尼龍的優點在于其熱性能、力學性能、阻燃性、阻隔性比純尼龍高,而制造成本與背通尼龍相當。因而,具有很大的競爭力。
④用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增,綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視。
?、菘轨o電、導電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設備、礦山機械、紡織機械的首選材料。
⑥加工助劑的研究與應用,將推動改性尼龍的功能化、高性能化的進程。
?、呔C合技術的應用,產品的精細化是推動其產業發展的動力。
1、增強尼龍
在聚酰胺中混入各種纖維狀材料
2、單體澆鑄尼龍
特點:⑴分子量高⑵工藝簡單,產品形狀多樣
?、强芍拼笮蜋C械部件⑷吸水率低
3、芳香族尼龍
在主鏈中引入苯環結構產品耐高溫,耐輻射,耐腐蝕
4、無定形透明尼龍
透光率高,尺寸穩定性好
一. 醫用塑料的現狀與發展優點:
⑴塑料有良好物理力學性能,化學穩定性
?、聘叻肿硬牧蟻碓簇S富,價格低廉
?、撬芰先菀赘男缘玫胶玫慕M織相容性
?、人芰霞庸し奖?,易于成型
缺點:
?、裴t用塑料對其所用高分子中殘留物有嚴格限制
⑵生產過程中存在各種金屬離子
?、轻t用塑料樹脂要求純度高,分子量分布窄
?、乳L期使用助劑易析出
⑸要求塑料某些特殊性能
應用:
人體九大系統:循環、呼吸、消化、泌尿、運動、生殖、
內分泌、神經、感覺
1、循環
A 人工心臟
始于1982年,主要應用聚醚氨酯類塑料,耐多次彎折,彈性好,抗老化,組織相容性好,血液相容性好
發展方向:小型高效射血,安全可靠控制系統,能源供應
B 心臟補片
聚四氟乙烯,在特殊條件下經機械拉伸得到微孔結構的材料,柔軟,彈性好,抗凝血性好。
滌綸,柔軟,彈性好,不老化,不排斥、通透性好,相容性好。
C 人工血管
滌綸、聚四氟乙烯、聚氨酯,要求無凝結、不滲透、抗斷裂,不能過敏
研究方向:張力小,流速高,長期成活率高
D 檢查用導管材料
聚氨酯材料,加硫酸鋇助劑
PE,pvc,主要提高相容性,抗菌,吸附等
2、呼吸系統
A 人工肺
聚丙烯中空纖維,聚砜中空纖維使血液不透過,氣體可自由出入
B 呼吸相關塑料制品
人工氣管,聚四氟乙烯。
氣管插管,PE,PVC,PP
3、消化系統
A 牙齒 PMMA及共聚物
B 人工食管聚氨酯、聚乙烯等
4、泌尿系統
A 人工腎聚丙烯腈 PMMA 乙酸乙酯共聚物
B 人工膀胱 PP 聚醚氨酯
C 導尿管輸尿管 滌綸聚氨酯
5、運動系統
A 人工關節超高分子量聚乙烯
B 人工骨釘聚羥基乙酸磷類高分子材料
6、神經系統
A 人工顱骨 PMMA PS共聚物
B 腦用導管PVC,引流管聚氨酯
C 人工神經導管聚酯類損傷神經的修復,內壁涂生長因子
7、感覺系統
A 人工耳聚氨酯
B 人工皮膚治療皮膚損傷過程中使用的一種暫時性的創面保護覆蓋材料
以甲殼素天然降解材料制成
合成材料底層(聚乙烯酸、聚氨酯膜)+織物層(尼龍,滌綸)
C 人工角膜 PMMA 相容性不好
8、護理
A 一次性醫療用品
注射器、輸液器硬質高密度聚乙烯聚丙烯
輕質熱塑性聚氯乙烯低密度聚乙烯
B 醫用容器輸液袋 PVC PS共聚物
瓶聚丙烯高分子量聚乙烯
瓶塞橡膠
總結:中國20世紀70年代開始開發醫用塑料,87年“推廣一次性塑料輸液器、注射器”。整體技術含量低。
醫用塑料體現國家經濟技術水平:
美國人均年消耗300美元 中國人均年消耗30人民幣