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透明 PA6/PA66 改性实现方法

作者:中尔新材 时间: 浏览:11

资讯摘要:

普通的 PA6/PA66 都是不透明的,想做透明的尼龙产品,但是透明的 PA6/PA66,到底是怎么通过改性实现的?

普通的 PA6/PA66,因为结晶的特性,都是乳白色的不透明材料,但是很多场景,比如透明的餐具、医疗器械的部件、电子的透明结构件,都需要透明的尼龙,既要有尼龙的强度、韧性,又要有透明的外观,所以,怎么把原本不透明的尼龙,做成透明的,就成了很多客户关心的问题,今天我们就来聊聊,透明的 PA6/PA66,到底是怎么通过改性实现的。

一、为什么普通的尼龙,是不透明的?

要搞懂透明尼龙的改性,首先要搞懂,普通的尼龙,为什么是不透明的。普通的 PA6/PA66,是半结晶的聚合物,当它冷却成型的时候,分子链会排列规整,形成很多的晶区,这些晶区的折射率,和非晶区的折射率是不一样的,当光线穿过材料的时候,就会在晶区和非晶区的界面,发生散射,所以,我们看起来,普通的尼龙,就是乳白色的,不透明的。
所以,要把尼龙做成透明的,核心的原理,就是两个方向:要么,降低尼龙的结晶度,减少晶区的比例;要么,让晶区的尺寸,变得非常小,小到比可见光的波长还要小,这样,光线就不会发生散射,就能穿过材料,实现透明。

二、透明 PA6/PA66,主流的改性实现方法

现在,行业里,实现尼龙透明化,主流的改性方法,有这几种:

1.共聚改性,这是最主流、最常用的方法

这是现在高透明尼龙最常用的方法,就是在尼龙的聚合阶段,加入其他的共聚单体,破坏尼龙分子链的规整性,让分子链没办法整齐的排列,从而降低尼龙的结晶度,同时,让剩下的少量晶区,尺寸变得非常小,小于可见光的波长,这样,光线就可以顺利的穿过,实现透明。

比如,我们常用的 PA6I/6T 透明尼龙,就是用己内酰胺、间苯二甲胺这些单体共聚,破坏分子链的规整性,还有 PA6/66 共聚尼龙,也是通过两种尼龙的共聚,破坏规整性,降低结晶度。这种方法做出来的透明尼龙,透明度非常高,透光率可以做到 90% 以上,和 PC 差不多,而且,性能也很好,强度、韧性、耐温,都和普通的尼龙差不了多少,是现在高端透明尼龙的主流方案。

2.添加透明成核剂,细化晶核

这个方法,是在普通的尼龙里,添加透明成核剂,成核剂的作用,是让尼龙在结晶的时候,形成大量的、非常细小的晶核,而不是少量的大晶核,这样,晶区的尺寸,就会小于可见光的波长,光线就不会散射,从而实现透明。

这个方法的好处是,成本比共聚改性要低很多,不用改变聚合的工艺,直接在普通的尼龙里,添加少量的成核剂就可以了,但是,它的透明度,比共聚的要差一点,透光率一般只能做到 85% 左右,而且,对加工的要求非常高,温度、冷却速度,都要控制的非常精准,不然,晶核还是会长大,就会变得不透明了,所以,这个方法,一般只用在中低端的透明产品上。

3.添加增塑剂,降低结晶度

这个方法,是在普通的尼龙里,添加增塑剂,增塑剂会进入尼龙的分子链之间,降低分子链的相互作用,破坏分子链的规整性,从而降低尼龙的结晶度,提高透明度。

这个方法的成本更低,但是,缺点也很明显,增塑剂会降低尼龙的强度、耐温性能,而且,增塑剂很容易析出,用久了,材料表面会出油,变得粘手,所以,这个方法,现在用的非常少,只有一些非常低端的、短期使用的产品,才会用。

4.快速冷却,抑制结晶

这个是加工阶段的方法,就是在注塑的时候,用非常快的冷却速度,让尼龙的分子链,来不及结晶,就被定型了,这样,非晶区的比例就很高,就可以实现透明。

但是,这个方法的局限性非常大,只能做非常薄的产品,厚的产品,冷却速度慢,内部的分子链,还是会慢慢结晶,变得不透明,而且,就算做出来了,产品放久了,还是会慢慢的结晶,慢慢变得不透明,所以,这个方法,现在基本不用了。

三、透明 PA6/PA66,加工的时候,要注意什么?

透明尼龙的加工,和普通的尼龙,有很大的区别,要注意这几点:

1.加工温度不能太高:透明尼龙的加工温度,要比普通的尼龙低 10-20 度,温度太高的话,会导致分子链降解,还会影响结晶,导致透明度下降,甚至,会出现黄变,影响外观。

2.冷却速度要快:要快速冷却,抑制结晶,不然,冷却慢了,分子链就会结晶,变得不透明,所以,模具的温度要低一点,冷却水的温度,也要低一点,保证快速冷却。

3.不能加普通的填料:普通的填料,比如玻纤、矿物填料,这些,都会让材料变得不透明,所以,透明尼龙,一般都是不加填料的,最多,加一点食品级的助剂,不能加普通的填料。

4.干燥要做好:透明尼龙也会吸水,吸水之后,加工的时候,会产生气泡,影响透明度,所以,加工之前,一定要把水分烘干,不然,产品里有气泡,就不透明了。

常见的误区

1.以为加个增透剂,就能把普通尼龙变成透明的:很多客户觉得,普通的尼龙,加个增透剂,就变成透明尼龙了,其实,不是的,普通的增透剂,只能稍微提高一点透明度,做不到高透明,真正的高透明尼龙,都是共聚改性的。

2.以为透明尼龙,性能比普通尼龙差:很多客户觉得,透明的尼龙,性能肯定差,其实,不是的,共聚的透明尼龙,性能和普通的尼龙,差不了多少,强度、韧性、耐温,都很好,甚至,有些透明尼龙,比普通的尼龙,还要好。

3.以为透明尼龙,做多厚都是透明的:很多客户觉得,透明尼龙,不管做多厚,都是透明的,其实,不是的,普通的透明尼龙,太厚的话,还是会有点雾度,所以,要做厚的透明产品,要选专门的高透明共聚尼龙。


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