3D打印材料聚酰胺PA尼龙

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。尼龙不仅可以制成各种塑料,还可以拉制成纤维,还可以制成薄膜、涂料和胶黏剂。由于尼龙具有良好的机械性能、耐热性、耐磨性等性能,产品可广泛应用于服装、工业丝、汽车、机械、电气电子、交通运输、包装工业等诸多领域。


聚酰胺的品种很多,尼龙PA12脱颖而出。


尼龙具有优良的性能,得到广泛的应用。


尼龙有着丰富的历史和不断发展的家族。1935年,在实验室首次合成了PA66。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。


按主链的化学结构,尼龙可分为脂肪族、半芳香族、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。全芳族聚酰胺具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、和辐射等优良性能,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。


与传统品种相比,采用新合成单体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,增加新的功能,一般通过引入新的合成单体,可以获得一系列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。



PA12在长碳链尼龙中的优势突出。


长碳链尼龙具有优异的性能,而尼龙12兼具性能和成本优势。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是应用最广泛的长碳链尼龙。它除了具有一般尼龙的大多数一般性能外,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。优势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PA11的原料蓖麻油价格的三分之一。它可以取代PA11,并在大多数情况下使用。汽车燃油管、气制动软管、海底电缆、3D打印等多个领域都有着广泛的应用。


尼龙12材料在3D打印中效果很好。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。抗疲劳性和韧性也能满足对机械性能要求更高的工件。因此,尼龙12逐渐成为工程塑料3D打印的理想材料。


据前瞻产业研究院统计,2017年全球3D打印行业第四大材料为PA12,占比5.6%。2018年,我国尼龙3D打印材料占比达到14.1%。未来,国产尼龙12材料的发展将为我国3D打印产业的发展奠定基础。

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