3D打印的理想材料-尼龙12

最新资讯 / 2023-02-16 17:59:07 尼龙3d打印 尼龙3d打印多少钱 3d打印尼龙材料

聚酰胺的品种很多，尼龙12脱颖而出。聚酰胺（PA），又称尼龙（Nylon），是一种主链上含有酰胺基团的高分子聚合物。尼龙具有优良的性能，得到广泛的应用。可制成各种塑料，拉制成纤维，也可制成薄膜、涂料和胶黏剂。产品可广泛应用于服装、工业丝、汽车、机械、电子电气、交通运输、包装行业等诸多领域。尼龙是传统工业中的一种高性能高分子材料。在3D打印领域，尼龙也成为应用最广泛的材料之一。尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙66等常出现在可用于3D打印的材料中。


尼龙有着丰富的历史和不断壮大的家族。1935年，PA66首次在实验室合成。1938年，美国杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维诞生并将其命名为尼龙。在随后的几十年里，尼龙家族逐渐发展壮大，PA6、PA610、PA11等新品种不断出现。PA6和PA66具有成熟的生产技术和广泛的应用领域，仍然是需求量最大的两类尼龙产品。


根据主链的化学结构，尼龙可分为脂肪族、半芳香族、完全芳香族等。脂肪族聚酰胺是由甲基链段和酰胺基有规律地交替连接而成的线性高分子材料，具有良好的韧性。主链上引入芳环，可以限制分子链的运动，提高玻璃化转变温度，从而提高尼龙制品的耐热性和力学性能。当聚酰胺的原料胺或酸之一含有苯环时，可生产半芳香族聚酰胺，当两种原料都含有苯环时，可生产全芳香族聚酰胺。半芳香族聚酰胺具有增强的耐热性和机械性能，并具有良好的尺寸稳定性和耐溶剂性。全芳香族聚酰胺具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐辐射性等优良性能，但由于其主链结构高度对称，含有密集的苯环和酰胺基团，其加工性能稍差，难以实现注塑成型，其成本也相对较高。



与常规品种相比，采用新型合成单体引入的特种尼龙具有更优异的性能。传统尼龙（PA6、PA66等）经增强、阻燃改性后，仍存在亲水性强、耐低温、透明性差等缺点，在一定程度上限制了其应用。因此，为了改善常规尼龙的缺点，添加新的功能，一般通过引入新的合成单体，可以得到一系列具有不同性能的特殊尼龙，以适应更多的使用场景。这些特种尼龙包括耐高温尼龙、长碳链尼龙、透明尼龙、生物基尼龙和尼龙弹性体等多个品种。


长碳链尼龙12的优点是突出的。长碳链尼龙具有优异的性能，而尼龙12既具有性能优势，又具有成本优势。尼龙分子主链上两个酰胺基之间有一个亚甲基长度的尼龙称为长碳链尼龙。主要品种有尼龙11、尼龙12、尼龙612、尼龙1212、尼龙1012、尼龙1313等。尼龙12是使用最广泛的长碳链尼龙。除具有一般尼龙的大部分一般性能外，还具有吸水率低、尺寸稳定性高、耐高温、耐腐蚀、韧性好、易加工等特点。与另一种长碳链尼龙材料PA11相比，PA12的原料丁二烯的价格，仅为蓖麻油的三分之一，在大多数情况下可以替代PA11，如汽车燃油管、空气制动软管、海底电缆、3D打印等诸多领域有着广泛的应用。


尼龙12材料在3D打印中表现出色。与其他材料相比，PA12粉末具有高流动性、低静电、低吸水率、熔点适中、产品尺寸精度高等优良特性。耐疲劳性和韧性也能满足对机械性能要求较高的工件。因此，尼龙12逐渐成为工程塑料3D打印的理想材料。


尼龙12通常采用丁二烯为原料，由环十二碳三烯（CDT）和月桂内酰胺开环缩聚制得，工艺包括氧化肟化法、光亚硝化法和斯尼亚法，其中氧化肟化法是主流工艺。 氧化肟化法生产尼龙12需经三聚、催化加氢、氧化、酮化、肟化、贝克曼重排、开环聚合等7个步骤, 且整个过程中要使用苯、发烟硫酸等有毒、腐蚀性较大的原料, 开环聚合温度需 270-300℃, 生产步骤操作难度较大。

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