Genellikle naylon olarak bilinen poliamid (PA) yaklaşık 1.15g/cm 3'tür ve molekülün ana zincirinde, alifatik PA, alifatik olan tekrarlanan amid grupları içeren termoplastik reçineler için genel bir terimdir. -aromatik PA ve aromatik PA. . Bunlar arasında, alifatik PA birçok çeşit, büyük çıkış ve geniş uygulamaya sahiptir ve adlandırılması sentetik monomerdeki belirli karbon atomlarına bağlıdır.
Aliphatik poliamid amin grupları ve karbonil grupları içerdiğinden, su molekülleri ile hidrojen bağları oluşturmak kolaydır, bu nedenle elde edilen çeşitli malzemelerin kullanıldığında su emilmesi kolaydır, bu da plastikleştirme etkisine neden olur, bu da hacim genişlemesine ve modülde bir azalma ile sonuçlanır. malzeme. Önemli bir sürünme meydana gelir.
Polikaprolaktam ve polyheksametilen yağ (naylon 6 ve naylon 66), aşağıdaki tablodan görülebileceği gibi, en sık kullanılan poliamid malzemelerdir, su emilimleri diğer malzemelerden önemli ölçüde daha yüksektir ve toplu fraksiyonla nemli hava neminden en yüksek emilimleridir. % 10'unun nemi, genel bir nem ortamında% 2 ila% 4'lük bir kütle fraksiyonu ile emebilir ve bu da çeşitli mekanik özelliklerde değişikliklere neden olur.
Naylon emici suyun özellikler üzerindeki etkisi
Naylon 6 ve naylon 66'yı örnek olarak alarak, su emildikten sonra birçok özellik değişir ve birçok özelliğin değişiklikleri emilen su miktarı ile ilişkilidir.
01
Kristallik ve kristal yapı
Naylon 6/66'nın kristalografik çalışması, Naylon 6/66'nın kalıplamadan sonra hem kristalli hem de amorf bölgeler içeren yarı kristalli bir malzeme olduğunu buldu. Kristal bölgede, moleküler zincirler düzlemsel bir zikzak konformasyonu içindedir ve zincirler arasında amid bağları yoluyla hidrojen bağları oluşur. Amorf bölgede, moleküler zincir konformasyonu rastgele, amid bağlarının çoğu hidrojen bağları oluşturmak için etkileşime girmez ve "serbest" bir durumdadır, ancak birkaç bölgenin lokal hidrojen bağları oluşturduğu göz ardı edilmez.
Daha önceki çalışmalarda, naylon kristallik genellikle yoğunlukla tahmin edildi. Naylon 6/66 yoğunluğu sudan daha yüksektir. Suyu emdikten sonra, bu iki malzemenin yoğunluğu bunun yerine artar ve kristallik de artar. Germe yönelmiş naylon 6/66 malzemeler genellikle bazı γ kristalleri içerir. Çalışma, su emiliminden sonra naylon malzemelerde γ kristallerinin oranının azalırken, daha kararlı a-kristallerinin oranının arttığını bulmuştur.
02
Mekanik özellikler ve moleküler hareket
Su emiliminden sonra naylonun mekanik özelliklerindeki değişiklik açıktır. En önemlisi sertlik, modül ve gerilme mukavemetinin azalması, verim noktasının azalması ve darbe gücünün artmasıdır.
Naylon 6/66'nın moleküler hareket araştırması, nükleer manyetik rezonans, dinamik mekanik gevşeme ve dielektrik kayıp gibi yöntemleri içerir. Su emiliminden önce ve sonra naylon 6/66 dönüşümü üzerine yapılan araştırma, cam geçiş sıcaklığının (TG) neme nispeten duyarlı olduğunu göstermektedir. Su emiliminden sonra TG önemli ölçüde düştü. Örneğin, naylon 6'nın su içeriği ağırlıkça%0.35, tg = -6 ℃ olduğunda tg = 94 ℃ Su içeriği ağırlıkça%10.33 olduğunda; Tg = 78 ℃ Su içeriği ağırlıkça%11 olduğunda kuru naylon 66 = 40 ° C. Aynı zamanda, su emiliminin artmasıyla Tg sürecinin bir aşamaya sahip olduğu bulunmuştur. İlk düşüş hızlıdır; Su emme kütle fraksiyonu belirli bir değeri aştığında, düşüş yavaştır.
Çeşitli literatür raporlarına dayanarak, kritik değer yaklaşık% 2 ila% 4'tür. Naylon 6/66 ayrıca beta geçişinin sadece ıslak numunelerde gözlendiği ve mukavemeti su emilimi ile artar. Bazı çalışmalar ayrıca, β-geçiş zirvesinin yoğunluğundaki artışın γ-geçiş zirvesinin azalması eşlik ettiğini ve TG'ye benzer bir faz sunduğunu bulmuştur.
Yukarıdaki fenomenlerin tümü plastikleşmenin etkisini gösterir. Bununla birlikte, test sıcaklığı daha da azaldığında ve belirli bir kritik sıcaklığı aştığında, naylon 6/66 malzemesindeki nemin etkisi, çapraz bağlama sertleşmesine benzer şekilde tersine çevrilir. Bu kritik sıcaklığın spesifik değeri farklı raporlarda büyük ölçüde değişir ve bazı insanlar bunun dinamik mekanik test sıklığı, numunenin oryantasyon derecesi ve diğer koşullardaki farkla ilişkili olduğunu düşündürmektedir.
Naylon, uzun süre verim noktasından daha az strese maruz kaldıktan sonra sertleşecektir. Bu etkiye "stres yaşlanması" denir. Su emiliminden sonra, stres yaşlanma hızı hızlanır.
03
Boyut Değişimi
Naylon 6/66, su emildikten sonra hacimde genişleyecektir. Genişletilirken, malzemenin boyutsal değişimi ve su emilim değişikliği tamamen senkronize edilmez. Naylon 6 fiber, su emiliminin değişmesi ile hızlı ve sonra yavaşça genişler; Naylon 6 film tam tersi. Yönlendirilmiş numuneyi gerdikten sonra, genişleme anizotropiktir. Şişlik, streç yönelimi yönünde daha belirgindir.
Çalışmalar, germe etkisi altında, naylon 6/66'nın moleküller arası hidrojen bağı oryantasyonunun germe yönüne daha yakın olduğunu bulmuştur, bu nedenle naylon 6/66'nın su emilim genişlemesinin intermoleküler yönde daha belirgin olduğuna inanılmaktadır. hidrojen bağı.
Bundan, naylonun, boyutsal stabiliteyi ve elektriksel özellikleri bir dereceye kadar, özellikle ince duvarlı parçaların kalınlaşmasını etkileyen yüksek su emilimine sahip olduğu bilinebilir; Su emilimi de plastiklerin mekanik gücünü büyük ölçüde azaltacaktır. Malzemeler seçerken, kullanım ortamının etkisi ve diğer bileşenlerle işbirliğinin doğruluğu dikkate alınmalıdır.
Şimdi yaygın uygulama, reçinenin su emilimini azaltmak için lif takviyesini kullanmaktır, böylece yüksek sıcaklık ve yüksek nem altında çalışabilir. Fenolik reçineler ve polivinilfenoller gibi fenolik reçineler ekleme ve naylonun su emilimini azaltmak için inorganik nanopartiküller ekleme yöntemleri de vardır.
Naylon neden güçlü su emilimine sahiptir ve su emiliminden sonra performans üzerinde ne gibi etkisi vardır?
2023 02/02