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【毛料纱线】尼龙(Nylon)

产品简介:尼龙单丝

尼龙是美国杰出的科学家卡罗瑟斯(Carothers)及其领导下的一个科研小组研制出来的,是世界上出现的第一种合成纤维。尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新,它的合成是合成纤维工业的重大突破,同时也是高分子化学的一个重要里程碑。

学名聚酰氨纤维,是中国所产聚酰胺类纤维的统称。国际上称尼龙。锦纶是合成纤维nylon的中文名称,翻译名称又叫耐纶尼龙,学名为polyamide fibre,即聚酰胺纤维。由于锦州化纤厂是我国首家合成polyamide fibre的工厂,因此把它定名为锦纶。 聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基,用作塑料时称尼龙,用作合成纤维时我们称为锦纶,

它是世界上最早的合成纤维品种,由于性能优良,原料资源丰富,一直被广泛使用。
  锦纶面料以其优异的耐磨性著称,它不仅是羽绒服、登山服衣料的最佳选择,而且常与其它纤维混纺或交织,以提高织物的强度和坚牢度。

历史发展:

人们对尼龙并不陌生,在日常生活中尼龙制品比比皆是,但是知道它历史的人就很少了。尼龙是世界上首先研制出的一种合成纤维。
  二十世纪初,企业界搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司-杜邦公司的出于对基础科学的兴趣,建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。1927年该公司决定每年支付25万美元作为研究费用,并开始聘请化学研究人员,到1928年杜邦公司成立了基础化学研究所,年仅32岁的卡罗瑟斯(Wallace H. Carothers,18961937)博士受聘担任该所有机化学部的负责人。1928年应聘在美国杜邦公司设于威尔明顿的实验室中进行有机化学研究。他主持了一系列用聚合方法获得高分子量物质的研究。1935年以己二酸与己二胺为原料制得聚合物,由于这两个组分中均含有6个碳原子,当时称为聚合物66。他又将这一聚合物熔融后经注射针压出,在张力下拉伸称为纤维。这种纤维即聚酰胺66纤维,1939年实现工业化后定名为耐纶(Nylon),是最早实现工业化的合成纤维品种。
  尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础,尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又比丝袜耐穿,19391024日杜邦公在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动,被视为珍奇之物争相抢购,人们曾用象蛛丝一样细,象钢丝一样强,象绢丝一样美的词句来赞誉这种纤维,到19405月尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。
  从第二次世界大战爆发直到1945年,尼龙工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特性和广泛的用途,第二次世界大战后发展非常迅速,尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯,渔网等,以难以计数的方式出现,是三大合成纤维之一。
  尼龙(英语Nylon)是一种人造的多聚物。1935228日杜邦公司的华莱士·卡罗瑟斯在美国威尔明顿发明了这种塑料。1938年尼龙正式上市,最早的尼龙制品是尼龙制的牙刷的刷子(1938224日开始出售)和妇女穿的尼龙袜(1940515日上市)。今天,尼龙纤维是多种人造纤维的原材料。硬的尼龙被用在建筑业中。
  结构:从化学的角度来看尼龙是一种缩合聚合物,其组成单位由酰胺连接,因此它有时也被称为聚酰胺。尼龙是世界上第一种完全人造的纤维,其原材料是煤、水和空气。从这些原材料中一般合成两种基本化学物质,在大多数情况下六亚甲基二胺和己二酸。它们被混合在一起聚化形成尼龙。

名称的由来:

 尼龙这个词的来源不很清楚。许多人说它是NY(美国纽约,英语New York)和Lon(英国伦敦,英语London)的缩写拼在一起组成的,这两个地方是最先生产尼龙的地方。但这个说法毫无根据。1940年,杜邦公司有人说Nyl是随意找出来的,而on则是因为许多纤维(比如棉花,英语Cotton)的英语词以on结束。1978年杜邦发表的一篇文章中又称本来他们打算叫它No-Run,但后来为了让它好听些改成了Nylon,尼龙。
  另一种比较常见的传说是尼龙是Now You, Lazy Old Nippon的缩写。背景是1930年代大量便宜的日本纺织品冲击西方社会。因此尼龙被看成是一种对付日本的纺织品来说有竞争力的产品。
  尼龙这个词虽然非常普及,但从未被用做商标或受到商标保护。
  第二次世界大战期间盟军使用尼龙做的降落伞(此前一般用亚洲丝绸制作),此外轮胎、帐篷、绳索等其它军事物资也用尼龙制造。它甚至被用来制造印刷美国货币的纸。战争开始时棉花占纤维原料的80%,其它20%主要是木头纤维。19458月时,棉花的占据量降低到75%,而人造纤维的比例上升到了25%

特点:

1.杜邦Tactel尼龙使织物柔软舒适,并且其良好的吸湿性可以平衡空气和身体之间的湿度差,从而减轻了身体的压力,具有调整效果。
  2.特别轻巧,极易保养。
  3.可机洗,晾干时间比棉快三倍,只需微烫或免烫,不易变形,具有显著的抗皱能力。
  4.由于具有卓越的回弹性,使它可经拉伸后恢复到原来的状态。
  ⒌ 燃烧时边燃烧边熔化,无烟或略有白烟。火焰小,呈蓝色。有烧焦的芹菜味,灰烬为浅褐色小硬珠,不易捻碎。

尼龙的改性:

聚酰胺(PA,俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,由于PA强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,但可以通过改性来改善。
  ? 玻璃纤维增强PA
  在PA 加入30% 的玻璃纤维,PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒。
  ? 阻燃PA
  由于在PA中加入了阻燃剂,大部分阻燃剂在高温下易分解,释放出酸性物质,对金属具有腐蚀作用,因此,塑化元件(螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等)需镀硬铬处理。工艺方面,尽量控制机筒温度不能过高,注射速度不能太快,以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。
  ? 透明PA
  具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、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--315 ℃,成型加工时,需严格控制机筒温度,熔体温度太高会因降解而导致制品变色,温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些,模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。
  ? 耐候PA
  在PA 中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂,这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强,成型加工时会影响下料和磨损机件。因此,需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。

性能:

强力、耐磨性好,居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍。因此,其耐用性极佳。
  锦纶织物的弹性及弹性恢复性极好,但小外力下易变形,故其织物在穿用过程中易变皱折。
  通风透气性差,易产生静电。
  锦纶织物的吸湿性在合成纤维织物中属较好品种,因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。
  有良好的耐蛀、耐腐蚀性能。
  耐热耐光性都不够好,熨烫温度应控制在140℃以下。在穿着使用过程中须注意洗涤、保养的条件,以免损伤织物。
  锦纶织物属轻型织物,在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后,极易保养,因此,适合制作登山服、冬季服装等。

优势:

 锦纶吸湿性和染色性都比涤纶好,耐碱而不耐酸,长期暴露在日光下其纤维强度会下降。锦纶有热定型特性,能保持住加热时形成的弯曲变形。强力、耐磨性好,居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍。因此,其耐用性极佳。

主要用途:

锦纶的长丝可制成弹力丝,短丝可与棉及晴纶混纺,以提高其强度和弹性.除了在衣着和装饰品方面的应用外,还广泛应用在工业方面如帘子线,传动带,软管,绳索,渔网,轮胎,降落伞。由于聚酰胺具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性,因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度,主要做合成纤维并可作为医用缝线。


发展简况:


前面提到,玻璃纤维增强PA20世纪50年代就有研究,但形成产业化是20世纪70年代,自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后,各国大公司纷纷开发新的改性PA产品,美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA,大量的改性PA投放市场。

20世纪80年代,相容剂技术开发成功,推动了PA合金的发展,世界各国相继开发出PA/PEPA/PPPA/ABSPA/PCPA/PBTPA/PETPA/PPOPA/PPSPA/ICP(液晶高分子)PA/PA等上千种合金,广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。

20世纪90年代,改性尼龙新品种不断增加,这个时期改性尼龙走向商品化,形成了新的产业,并得到了迅速发展,20世纪90年代末,世界尼龙合金产量达110万吨/年。

在产品开发方面,主要以高性能尼龙PPO/PA6PPS/PA66增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主导方向;在应用方面,汽车部件、电器部件开发取得了重大进展,如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化,这种结构复杂的部件的塑料化,除在应用方面具有重大意义外,更重要的是延长了部件的寿命,促进了工程塑料加工技术的发展。

PA具有良好的综合性能,包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性,且摩擦系数低,有一定的阻燃性,易于加工,适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性,提高性能和扩大应用范围。聚酰胺主要用于合成纤维,其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维,比棉花耐磨性高10倍,比羊毛高20倍,在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维,可大大提高其耐磨性;当拉伸至3-6%时,弹性回复率可达100%;能经受上万次折挠而不断裂。聚酰胺纤维的强度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍,是粘胶纤维的3倍。但聚酰胺纤维的耐热性和耐光性较差,保持性也不佳,做成的衣服不如涤纶挺括。另外,用于衣着的锦纶-66和锦纶-6都存在吸湿性和染色性差的缺点,为此开发了聚酰胺纤维的新品种——锦纶-3和锦纶-4的新型聚酰胺纤维,具有质轻、防皱性优良、透气性好以及良好的耐久性、染色性和热定型等特点,因此被认为是很有发展前途的。




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