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增强尼龙PA66增强切片的稳定化问题
发布日期：2012-12-11
增强尼龙PA66增强切片的稳定化问题 一.稳定化的含义 增强尼龙PA66增强的稳定化涉及两方面的问题:1是增强尼龙66隔热条的热稳定化;2是增强尼龙66隔热条的光稳定化。热稳定化对增韧尼龙66隔热条加工过程中品质的保证具有决定性的作用，而光稳定化对保证增韧尼龙66隔热条的长期安全使用有不可估量的影响。 随着 尼龙66增强在建筑节能门窗的大量使用，业主和施工方对增韧尼龙隔热条材料的质量关注已越来越普遍。建设部发文规定从2005年11月1日起执行隔热条行业标准（即JG/T 174-2005），该标准对隔热条的质量做了严格规定。再生尼龙PA66增强的稳定化对隔热条产品能否符合行业标准的要求至关重要，故我们希望再生尼龙PA66增强的稳定化问题能引起业界的关注，使相关行业标准深入人心，维护节能门窗行业健康发展。 二．增韧尼龙PA66增强分子结构与稳定化 增强尼龙66是由己二胺和己二酸缩聚合成的高分子材料，其分子结构式如下： －(CH2)5-CO-NH-CH2-(CH2)5-。在增韧尼龙66分子结构中位于NH基团旁的亚甲基-CH2-是最薄弱环节,在高温(大于120℃)有氧气存在情况下,氧首先攻击上述所说的-CH2-中的氢原子形成过氧化物,过氧化物在高温下很易裂解形成自由基,自由基回过头来再攻击NH基团旁的-CH2-,于是发生增强尼龙分子链断裂,这就是增强尼龙66热氧降解过程。 增强尼龙66在高温下除了遭遇热氧降解外，还会遭受水解。这是因为增韧尼龙66的合成反应是一个化学平衡过程，它是可逆的，如下表示： n(CH2)5CH2NH2 + nHOOC-(CH2)5 →－[(CH2)5-CO-NH-CH2-(CH2)5-]n +nH2O 当高温有水时上述反应会向左边进行，即水解，水解的结果也导致尼龙分子链发生断裂。 增韧尼龙66隔热条在熔融状态下进行加工时，增强尼龙66本身的降解过程是复杂的，其中既包含了热氧降解又同时有水解。 增强尼龙66发生断链的危险除了来自上述所说的热氧降解和水解外，还有可能来自紫外光引发的光降解。当再生尼龙66暴露在300nm-400nm范围的紫外线下时，再生尼龙分子链中的碳氮键会发生断裂，另外NH基团旁的亚甲基-CH2-亦会发生歧化产生自由基，二者共同作用的结果是使尼龙分子链断开，尼龙分子量下降。 无论是热氧降解，水解抑或光降解，带来的都是再生尼龙分子量的减少，这在隔热条性能上的表现就是隔热条强度急剧下降，同时韧性损失，隔热条脆性大增。三．增强尼龙PA66增强的光稳定与隔热条的长期使用 增强尼龙PA66增强的热稳定主要涉及的是隔热条加工成型过程中的品质保证，隔热条在实际使用过程中周边环境温度一般不会超过50℃，这样的温度对增强尼龙66隔热条不会造成任何明显损害。但由于隔热条作为整体窗框的一部分不可避免地要受到户外太阳光紫外线照射，因此增韧尼龙66的光稳定性就与隔热条能否长期使用紧密联系起来。市面上用于增强增强尼龙的光稳定剂种类繁多，按它们的化学结构分大致有二苯甲酮类，苯并三唑类及羟基苯三嗪类等。需要注意的是，每一种光稳定剂都有其适应的主体聚合物及紫外线光波长范围。我们经过多次反复实验，终于确定对尼龙66十分有效的光稳定剂结构类型，将这种光稳定剂与上面所谈的某些热稳定剂联合使用，其好处在于：(1)某些增强尼龙66的热稳定剂具有双功能作用,它们对增强尼龙66的光稳定有很好的协同效果； （2）使用复配的光稳定剂组合，可以减少昂贵的主体光稳定剂用量，从而达到良好的性价比。 根据建设部行业标准JG/T 174-2005《建筑用硬质塑料隔热条》的规定，隔热条经紫外线老化200小时后其最重要的强度指标--横向抗拉强度应保持在60N/mm以上，换句话说，如果按紫外线老化前强度120N/mm计算，那么隔热条紫外线老化后剩余强度应在初始值的50%以上。我们实验数据表明，若不加光稳定剂，隔热条紫外线老化后的横向抗拉强度会大幅下降至50N/mm以下；采用单一的光稳定剂体系，紫外老化后的横向抗拉强度可以达到70N/mm，而采用复配的光稳定体系可再次提高隔热条紫外老化后的强度，至少可以保持在80N/mm以上，效果十分明显。四．建议 增韧尼龙PA66增强颗粒的稳定化涉及产品最终质量和长期使用的安全性问题，应该引起使用者的高度注意。建议用户在使用和甄别隔热条时不忘向提供者索要相关检测报告和长期质量保证承诺，同时做好使用过程中的质量跟踪。特别是隔热条的光稳定性好坏直接关系到隔热条能否长期使用问题，目前隔热条及隔热铝合金型材在我国的实际使用时间还没有超过十年，因此做好隔热条使用质量跟踪工作，积累相关数据对整个行业发展无疑具有很好的指导意义。五．再生尼龙66热稳定性与品质保证 再生尼龙66在加工成型过程中基本上处于高温熔体状态，极易遭受热氧降解和水解，这对于保持隔热条本身所具有的高强度、高韧性性能是十分不利的。为了限度抑制再生尼龙66这种热敏感性，必须加入热稳定剂和抗水解剂。 再生尼龙66热稳定剂主要分无机盐类、有机胺类和有机酚类。无机盐类包括铜盐、碘盐及磷酸盐等，其特点是高效、价格便宜，缺点是与再生尼龙相容性差，易被水抽提出来。有机胺和有机酚的特点是与尼龙相容性极好，不易被水抽提出来，缺点是价格较高。我们经过多年研究，成功研制出复合热稳定剂专用于尼龙PA66增强切片的挤出加工，事实证明，这种复合热稳定剂的效果是很显著的，它能保证尼龙66隔热条在成型过程不发生明显降解，保持了材料原有的高性能。 有意思的是，某些增韧尼龙PA66增强的热稳定剂对咋尼龙PA66增强的光稳定性有很好的协同作用，它们在发挥热稳定剂主功能的同时还能协助尼龙PA66增强的主要光稳定剂保护尼龙分子链不受紫外线作用而发生断裂。我们在经过多年研究后筛选出了这一类具有双功能的热稳定剂，实际使用发现效果很好。
 

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