尼龙、磨料、塑料.docx

一、磨料知识
磨料可以分为天然磨料和人造磨料两大类。
一、 天然磨料
自然界一切可以用于磨削或研磨材料统称为天然磨料。常用天然磨料有以下几种：
1． 金刚石
金刚石目前已知最硬物质，其显微硬度为98.59Gpa。金刚石碳同素异型体，主要成份碳，另外还含有0.02~4.8%杂质，比重为3.15~3.53g/cm3。其产地非常有限，不但价格昂贵，而且极为缺乏。
金刚石因含杂质不同而呈黑色、黑褐色、灰黑色等，脆性较大，易沿结晶面裂开，结晶越大抵抗外力作用越强，金刚石计量单位克拉，1克拉=0.2g。
天然金刚石作为磨料主要用途有两个方面：
（1） 用于修整砂轮；
（2） 磨削和研磨难加工材料（如硬质合金、宝石、玻璃、石料等）。
2． 天然刚玉
天然刚玉主要矿物成份为α——Al2O3,其显微硬度为20.58Gpa，比重为3.93~4.00g/cm3。自然界存在天然刚玉主要有以下三种：
（1）优质刚玉（俗称宝石）有蓝宝石（含钛）、红宝石（含铬）等；
（2）普通刚玉，呈黑色或棕红色；
（3）金刚砂，可分为绿宝石金刚砂和褐铁矿金刚砂，它一种集合晶体，硬度较低。
在上述三种天然刚玉中，第一种主要用于首饰，而后二种可以作为磨料，用来制造砂轮、油石、砂纸、砂布或微粉、研磨膏等。
3．石榴石
石榴石晶形较好，显微硬度为13.33Gpa。属于石榴石矿物种类很多，但适合于作磨料仅有铁铝石榴石一种，其矿物组成这：3FeO.Al2O3.3SiO2,含量不低于85~90%。
4。石英
石英化学成份为SiO2，常夹杂有Al2O3、Fe2O3、 CaO MgO Fe2O3等。显微硬度为8.04 Gpa，可用作磨料石英矿有脉石英、石英岩及石英砂等。
随着科学技术发展，人造磨料品种已达几十种之多，天然磨料由于自身缺陷，已被越来越多人造磨料所取代，目前除了天然金刚石、石榴石外，其它种类天然磨料用量甚微。
二、 人造磨料
人造磨料分刚玉系列、碳化物系列、超硬系列等几大类。现将各类磨料简要制造方法、特性及磨削对象分别叙述如下。
1． 刚玉系列人造磨料
属于刚玉系人造磨料有棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、铬刚玉、镨钕刚玉、黑刚玉及矾土烧结刚玉等。
（1）棕刚玉（A）
棕刚玉以铝矾土、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。在冶炼过程中，无烟煤中碳将矾土中氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，为些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量杂质夹杂在刚玉熔快中。
棕刚玉主要矿物成份为物理刚玉，三方晶系，少量矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。
棕刚玉抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好化学稳定性，一种用途广泛磨料。适用于磨削抗张强度高金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，白刚玉还可用于精密铸造及高级耐火材料。
（3）铬刚玉（PA）
铬刚玉冶炼工艺与白刚玉相同，只在冶炼过程中加入一定量氧化铬，呈浅紫色或玫瑰色。
铬刚玉中由于引入Cr3+改善了磨料韧性，其韧性较白刚玉高，而硬度与白刚玉相近，用于加工韧性较大材料时，其加工效率比白刚玉高，并且工件表面光洁度也较好，铬刚玉适应于加工韧性高淬火钢、合金钢、精密量具及仪表零件等光洁度要求较高工件。
（4）微晶刚玉（MA）
微晶刚玉所采用原材料及冶炼方法与棕刚玉基本相同，在停炉后立即把熔液通过流放或倾倒方法倒入枝模子内急速冷却（一般在30分钏以内），因而得到微细结晶集合体。
微晶刚玉在冶炼过程中，杂质还原程度较差，Al2O3含量为94~96%，晶体尺寸一般在80~300微米，晶体占57~85%，最大晶体尺寸不超过400~600微米。它具有强度高，韧性较大特点。适用于重负荷磨削，可以磨削不锈钢、碳素钢、轴承钢以及特种球墨铸铁等材料，由于磨粒在磨削过程中呈微刃破碎状态，也被用于精密磨削甚至镜面磨削。
（5）单晶刚玉（SA）
单晶刚玉以矾土、无烟煤、铁屑和黄铁矿为原材料，在电弧炉内共熔，矾土中氧化铁、二氧化硅和氧化钛先后被还原并组成铁合金从熔液中沉降至炉底。一小部分氧化铝与碳、硫化亚铁起复分解反应，生成少量硫化铝填充在单晶颗粒之间，当熔块冷却后放入水中时，硫化铝被溶解，而被硫化铝隔开单晶刚玉即可分散开成为自然粒度磨料。
单晶刚玉呈灰白色，其颗粒形状多为等积形，晶体内不含杂质，具有多棱角切削刃，在同样磨削力作用下，所形成力矩小于其它磨料，因此它不易折碎，机械强度较高，单颗粒抗压强度为22~38kg，而棕刚玉仅为10~20kg。单晶刚玉由于有较高硬度和韧性，所以切削能力较强，可用来加工工具钢、合金钢、不锈钢、高钡钢等韧性大、硬度高难磨材料。
(6)锆刚玉（ZA）
锆刚玉以铝氧粉和锆英石为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，整个过程基本上一个熔化再结晶过程。它一种由α——Al2O3,与ZrO2组成共晶集合体，在冶炼过程中应尽可能使两种结晶相互交错构成微晶型晶体。
锆刚玉适用于高速重负荷磨削，可荒磨铸铁、铸钢、合金钢和高速钢等，特别适合于钛合金、耐热合金、高钒钢、不锈钢磨加工。
（7）镨钕刚玉（NA）
镨钕刚玉制造工艺与白刚玉相似，其差异在冶炼过程中加入约0.175%镨钕富集物（氧化镨、氧化钕、氧化镧）。大量磨削试验证明其磨削性能优于白刚玉，适用磨削不锈钢、高速钢、球磨铸铁、高锰铸钢及某些耐热合金等。
（8）黑刚玉（BA）
黑刚玉冶炼方法与棕刚玉相同，以三水铝矾土为原料，加少量还原剂，经溶炼而成，其耗电量约为棕刚玉三分之二。呈黑色，主要化学成分：Al2O3不低于77%，SiO2含量为10~12%，Fe2O3含量为7~10%，TiO2约为3%，比重不小于3.61.
黑刚玉具有很好自锐性，磨削时发热量少，加工件光洁度较好，适用于零件电镀前底面抛光，铝制品和不锈钢抛光，也可用于抛光光学玻璃、加工木材等。由于它亲水性好，可用在制造砂纸、砂布和树脂磨具，还可以作研磨膏和抛光粉。黑刚玉由于铁含量高，因而不宜用于制造陶瓷磨具。
（9）矾土烧结刚玉
矾土烧结刚玉唯一不用电炉冶炼刚玉，它用优质熟矾土（Al2O3含量85%以上）经湿法球磨至3微米微粒料浆（球磨时应加粘结剂），再经压滤成型为各种几何形状磨粒，在1500℃下烧结。
矾土烧结刚玉主要化学成份：Al2O3（85~88%）、SiO2（3~4%）、TiO2（3.5~4.5%）、Fe2O3（5.6~6.5%）。它具有α——Al2O3微晶结构，韧性高，可承受较大磨削压力而不至于破碎，并能切削较厚金属层，横向进给可高达6mm以上。磨料形状可制成各种柱形体，这所有磨料中唯一特例，适用于重负荷荒磨。
二、碳化物系列人造磨料
（1）碳化桂
碳化硅以石英、石油焦炭为主料，水粉、食盐为辅料按一定比例混匀后装入电阻炉内，通过高温冶炼而制成人造磨料。
碳化硅分黑绿两种：黑碳化硅呈黑色或蓝黑色，绿碳化硅呈绿色或蓝绿色。在制造过程中，生产绿色碳化硅特点在于采用较纯原材料，炉料中加入食盐，它可促进产品呈绿色。绿色碳化硅纯度要高于黑色碳化硅。
碳化硅不与任何酸起反应，但碱性氧化物熔体能促使碳化硅分解。
黑色碳化硅与刚玉系人造磨料相比，硬度较高、脆性较大，适用于加工抗张强度较低金属及非金属材料，如灰铸铁、黄铜、铅等有色金属，以及陶瓷、玻璃厂料等硬质脆性材料。
绿色碳化硅与黑色碳化硅相比，其纯度、硬度、脆性稍大，适用于加工硬而脆材料，如硬质合金、玻璃、玛瑙等，也广泛用于量具、刃具、模具精磨及飞机、汽车、船舶等发动机气缸珩磨。
随着工业发展和科学技术进步，碳化硅非磨削用途在不断扩大，在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品，如垫板、出铁槽、坩锅熔池等；在冶金工业上作为炼钢脱氧剂，可以节电，缩短冶炼时间，改善操作环境；在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。碳化硅烧结制品可作固定电阻器，在工程上还可作防滑防腐蚀剂。碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。
（2） 铈碳化硅（CC）
铈碳化硅在碳化硅炉料内不加食盐而添加微量氧化铈（CeO2）冶炼出来,其外观和绿碳化硅相似,显微硬度为36.29Gpa。与绿碳化硅相比，其铈碳化硅显微硬度、单颗粒抗压强度、韧性等均比绿碳化硅高。
由于铈碳化硅物理性能有所改弯，因此，其磨削效果也得到了一定改善。试验证明磨钛合金时，铈碳化硅与绿碳化硅相比，切削效率提高近一倍，并且火花较小；磨铸铁时，当进刀量为0.01mm时，铈碳化硅耐用度比绿碳化硅砂轮提高18.9%，磨削比提高9.6%，当进刀量为0.02mm时，其耐用度提高27.4%，磨削比提高74.1%。由此可见，用铈碳化硅磨削铸铁进刀量时，其效果比绿碳化硅提高更显著。磨硬质合金效果与绿碳化硅相近，磨削CO5Si M5Al 5F-6等难磨高速钢，其效果与单晶刚玉相似。
（3） 碳化硼（BC）
碳化硼（B4C）以硼酸（H3BO3）和炭素材料为原料，在电弧炉内经1700~2300℃高温冶炼，由碳直接还原熔融硼酐（B2O3）而制得。
碳化硼一种具有金属光泽灰黑色粉末，一种超硬材料。在空气中加热至500℃时，碳化硼开始氧化当温度达到800~900℃时，其氧化作用更为显著。碳化硼曾用来代替金刚石研磨硬质合金刀具。其烧结制品可以代替金刚石作为砂轮修整工具，适用于精磨碳钨合金、碳钛合金、烧结刚玉、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料制品。
（4） 碳硅硼
碳硅硼以硼酸、石英砂、石墨为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成，呈灰黑色，其硬度次于氮化硼高于碳化硼，脆性大，适用于硬质合金、半导师体、人造宝石和特殊陶瓷等硬质材料加工。
3． 超硬系列人造磨料
（1）金刚石（JR）
金刚石以石黑为原料，以某些金属或合金为触媒，在高温（1000~2000℃）、高压（557~608Mpa）下，使石墨结构转变为金刚石结构而成。金刚石已知最硬物质，具有较高抗压强度、良好导热性、化学稳定性、耐磨性，以及较强切削能力。
金刚石可分为JR1、JR2、JR3、JR4、JR5五个牌号，其特点和用途如下：
1．JR1型：晶体多为针片状，晶面粗糙，用于制造树脂结合剂金刚石磨具，主要用于硬质合金、陶瓷、玻璃及难磨材料精磨工序，加工效果好，表面光漫无边际度高，有时也用于半精磨，但不适于重负荷磨削。
2．JR2型：晶体大部分为等积形，适于制造金属结合剂及陶瓷结合剂金刚石磨具。它可承受较大负荷，用于粗磨、半精磨硬质合金及非金属材料，也可切割光学玻璃、宝石、高硬岩石等。
3．JR3型：晶体较完整，晶面光滑，抗压强度高，用于制造金属结合剂地质钻头、修整工具和切割工具等。
4．JR4型：晶体完整，抗压强度高于JR3，用于制造地质钻头、修整工具和切割工具等。
5．JR5型：颗粒为浅黄或淡黄绿色，多为透明无杂质完整八面晶体，强度高，适于制造切割锯片，钻头及修整工具等，用于加工硬脆非金属材料。
（2）立方氮化硼
立方氮化硼以六方氮化硼为原料，减金属或碱土金属或它们氮化物作触媒，在高压高温下转变为立方晶体氮化硼。这一转变与石墨转变为金刚石相似。
立方氮化硼一种新型超硬磨料，其硬度仅次于金刚石，而热稳定性、化学稳定性均优于金刚石，特别对铁族金属化学惰性好，不易与钢材起反应，磨既硬又韧钢材时具有独特优点，耐磨性比普通磨料高30~40倍，在加工高速钢、合金钢、耐热钢时，其工作能力在大超过金刚石磨具工作能力。亦可作为磨加工硬质合金及非金属材料使用。
参考中国磨料磨具在线链接:

尼龙的种类

　　尼龙系分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(—CONH—)的一类热塑性树脂，包括脂肪族聚酰胺、脂肪－芳香族聚酰胺及芳香族聚酰胺。脂肪族聚酰胺品种多、产量大、应用广泛，既可作纤维，也可作塑料。脂肪-芳香族聚酰胺品种少，产量也小；芳香族聚酰胺常简称为聚芳酰胺，主要用作纤维（芳纶）。

　　脂肪族尼龙分尼龙6、尼龙66、尼龙1010等。

　　其实尼龙6和尼龙66，区别不大。之所以两种都生产，只是因为杜邦公司发明尼龙6，6后申请了专利所以其它的公司为了生产尼龙，才发明出尼龙6来。尼龙是最常见的人造纤维。1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎，尼龙从此一举成名。此后在二战期间，尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。

　　尼龙属于聚酰胺，在它的主链上有氨基。氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。所以尼龙容易结晶，可以制成强度很高的纤维。聚酰胺为韧性角质状半透明或乳白色结晶性树脂，常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。

　　各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高(达104MPa)，耐磨，电绝缘性好，耐热（在455kPa下热变形温度均在150℃以上），熔点150～250℃，熔融态树脂的流动性高，相对密度1.05～1.15(加入填料可增至1.6)，大都无毒。

　　发明尼龙的故事

　　历史上首先发明的一种合成纤维—尼龙。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。

　　本世纪初，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－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954）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年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers，1896～1937）博士受聘担任该所有机化学部的负责人。

　　卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感兴趣，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在 伊利诺伊大学取得硕士学位，后来在南边柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。

　　在导师罗杰·亚当斯(Roger Adams，1889－1971）教授的指导下，完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智，于是1928年受聘来到了杜邦公司。

　　卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候，正值国际上对德国有机化学家施陶丁格(Hermann Staudinger，1881～1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论，卡罗瑟斯赞扬并支持施陶丁格的观点，决心通过实验来证实这一理论的正确性，因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。

　　一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应，想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比，使反应进行得很完全，在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000～20000。

　　1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中卡罗瑟斯的同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特性可能具有重大的应用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。

　　他们随后又对一系

列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（<100摄氏度）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论，最终放弃了对聚酯的研究。

　　顺便指出，就在卡罗瑟斯放弃了这一研究以后，英国的温费尔德(T.R.Whinfield，1901-1966)在汲取这些研究成果的基础上，改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应，1940年合成了聚酯纤维—涤纶，这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。

　　为了合成出高熔点、高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。

　　要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业来源；二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。

　　生产聚酰胺66所需的原料－己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用，必须开发生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺，杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验，到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术，用廉价的苯酚大量生产出己二酸，随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺．

　　杜邦公司首创了熔体丝纺新技术，将聚酚胺66加热融化，经过滤后再吸入泵中，通过关键部件（喷丝头）喷成细丝，喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。

　　1938年7月完成中试，首次生产出聚酰胺纤维．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。

　　10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了，并将聚酚胺66这种合成纤维命名为尼龙（nylon），这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。

　　杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年，耗投2200万美元，有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了工业化生产。

　　遗憾的是尼龙的发明人卡罗瑟斯没能看到尼龙的实际应用。由于卡罗瑟斯一向精神抑郁，有一个念头使他无法摆脱，总认为作为一个科学家自己是一个失败者，加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世，使他的心情更加沉重，这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。

　　为了纪念卡罗瑟斯的功绩，1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名为卡罗瑟斯研究室。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，1939年10目24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，混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。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1940年5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．最初十年间产量增加25倍，1964年占合成纤维的一半以上，至今聚酰胺纤维仍是三大合成纤维之一。

　　尼龙的发明从没有明确的应用目的的基础研究开始，最终却导致产生了改变人们生活面貌的尼尤产品，成为企业办基础科学研宪非常成功的典型。

　　它使人们认识到与技术相比科学要走在前头，与生产相比技术要走在前头；没有科学研究，没有技术成果，新产品的开发是不可能的。

　　此后，企业从事或资助的基础科研在世界范围内如雨后春笋般地出现，使基础科研的成果得以更迅速地转化为生产力。

　　尼龙的应用

　　广泛用作各种机械和电器零件，其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。还有包装用带、食品用薄膜（熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜）的产量也相当大。

　　美国孟山都公司开发适用于反应注射成型的聚酰胺

尼龙 (nylon) 的种类和特征简介及胶管行业
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。　　从第二次全球大战爆发直到1945年，尼龙产业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特征和广泛的用途，第二次全球大战后发展非常迅速，尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯 尼龙的种类尼龙系分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(―CONH―)的一类热塑性树脂，包括脂肪族聚酰胺、脂肪－芳香族聚酰胺及芳香族聚酰胺。脂肪族
尼龙的种类
统冲击严重等问题。报告性质：产品报告报告名称：2008-2009年中国胶管总成市场现状分析与前景预测报告数据来源：统计局、工商局、税务局、商务局、海关、行业协会及中国市场监测中心数据库等第一章胶管总成市场特征(行业概念、产品分类及行业主要特征介绍）(一)行业定义(二)行业市场现状(三)行业特征（行业特征包括行业自身特征和近期的市场运行特征，其中行业自身特征包括行业的市场
聚酰胺俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide（简称pa），是分子主链上含有重复酰胺基团―[nhco]―的热塑性树脂总称。包括脂肪族pa，脂肪―芳香族pa和芳香族pa。其

　　尼龙系分子主链的重复结构单元中，含有酰胺基(―conh―)的一类热塑性树脂，包括脂肪族聚酰胺、脂肪－芳香族聚酰胺及芳香族聚酰胺。脂肪族聚酰胺品种多、产量大、使用广泛，既可作纤维，也可作塑料。脂肪-芳香族聚酰胺品种少，产量也小；芳香族聚酰胺常简称为聚芳酰胺，重要用作纤维（芳纶）。
聚酰胺俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide（简称pa），是分子主链上含有重复酰胺基团―[nhco]―的热塑性树脂总称。包括脂肪族pa，脂肪―芳香族pa和芳香族pa。其中，脂肪族pa品种多，产量大，使用广泛，其命名由合成单体详细的碳原子数而定。尼龙中的重要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次

　　脂肪族尼龙分尼龙6、尼龙66、尼龙1010等。

聚酰胺俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide（简称pa），是分子主链上含有重复酰胺基团―[nhco]―的=verdana>尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9
　　其实尼龙6和尼龙66，差别不大。之所以两种都生产，只是因为杜邦公司发明尼龙6，6后申请了专利所以其它的公司为了生产尼龙，才发明出尼龙6来。尼龙是最常见的人造纤维。1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎，尼龙从此一举成名。此后在二战期间，尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。

　　尼龙属于聚酰胺，在它的主链上有氨基。氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。所以尼龙轻易结晶，可以制成强度很高的纤维。聚酰胺为韧性角质状半透明或乳白色结晶性树脂，常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。

　　各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高(达104mpa)，耐磨，电绝缘性好，耐热（在455kpa下热变形温度均在150℃以上），熔点150～250℃，熔融态树脂的流动性高，相对密度1.05～1.15(加入填料可增至1.6)，大都无毒。

　　发明尼龙的故事

　　历史上首先发明的一种合成纤维―尼龙。人们对尼龙并不生疏．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。

　　尼龙是全球上首先研制出的一种合成纤维。

　　本世纪初，企业界搞基础科学研发还被认为是一种不可思议的事情。

　　1926年美国最大的产业公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（charlesm.a.stine，l882～1954）出于对基础科学的爱好，建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研发。

　　1927年该公司决定每年支付25万美元作为研发费用，并开始聘请化学研发人员，到1928年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研发所，年仅32岁的卡罗瑟斯（wallaceh.carothers，1896～1937）博士受聘担任该所有机化学部的负责人。

　　卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感爱好，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在伊利诺伊大学取得硕士学位，后来在南边柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。

　　在导师罗杰・亚当斯(rogeradams，1889－1971）教授的指导下，完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为搞科学研发更能发挥自己的智慧才智，于是1928年受聘来到了杜邦公司。

　　卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候，正值世界上对德国有机化学家施陶丁格(hermannstaudinger，1881～1965)提出的高分子理论展开了激烈的争论，卡罗瑟斯赞扬并支持施陶丁格的观点，决心通过实验来证明这一理论的准确性，因此他把对高分子的探索作为有机化学部的重要研发趋势。

　　一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应，想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比，使反应进行得很完全，在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000～20000。

　　1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中卡罗瑟斯的同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继承拉伸，拉伸长度可以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特征可能具有重大的使用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。

　　他们随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研发。由于当时所研发的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（<100摄氏度）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论，最终放弃了对聚酯的研发。

　　顺便指出，就在卡罗瑟斯放弃了这一研发以后，英国的温费尔德(t.r.whinfield，1901-1966)在汲取这些研发成果的基础上，改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应，1940年合成了聚酯纤维―涤纶，这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。

　　为了合成出高熔点、高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将留意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原材料价格很高，还不相宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28日合成出聚酰胺66。

　　要将实验室的成果变成商品、一是要解决原材料的产业来源；二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产科技及设备的研发。

　　生产聚酰胺66所需的原材料－己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用，必须研发生产大批量、价格相宜的己二酸和己二胺，杜邦公司选择丰富的苯酚进行研发实验，到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化科技，用廉价的苯酚大量生产出己二酸，随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺．

　　杜邦公司首创了熔体丝纺新科技，将聚酚胺66加热融化，经过滤后再吸入泵中，通过要害部件（喷丝头）喷成细丝，喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。

　　1938年7月完成中试，首次生产出聚酰胺纤维．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放行情。

　　10月27日杜邦公司正式公布全球上第一种合成纤维正式诞生了，并将聚酚胺66这种合成纤维命名为尼龙（nylon），这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。

　　杜邦公司从高聚物的基础研发开始历时11年，耗投2200万美元，有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了产业化生产。

　　遗憾的是尼龙的发明人卡罗瑟斯没能看到尼龙的实际使用。由于卡罗瑟斯一向精神抑郁，有一个念头使他无法挣脱，总认为作为一个科学家自己是一个失败者，加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世，使他的心情更加沉重，这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。

　　为了纪念卡罗瑟斯的功绩，1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研发室改名为卡罗瑟斯研发室。尼龙的合成奠定了合成纤维产业的基础，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，1939年10目24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，混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。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1940年5月尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。

　　从第二次全球大战爆发直到1945年，尼龙产业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特征和广泛的用途，第二次全球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，以难以计数的方法出现．最初十年间产量增加25倍，1964年占合成纤维的一半以上，至今聚酰胺纤维仍是三大合成纤维之一。

　　尼龙的发明从没有明确的使用目的的基础研发开始，最终却导致产生了改变人们生活面貌的尼尤产品，成为企业办基础科学研宪非常成功的典型。

　　它使人们熟悉到与科技相比科学要走在前头，与生产相比科技要走在前头；没有科学研发，没有科技成果，新产品的研发是不可能的。

　　此后，企业从事或资助的基础科研在全球范围内如雨后春笋般地出现，使基础科研的成果得以更迅速地转化为生产力。

　　尼龙的使用

　　广泛用作各种机械和电器零件，其中包括轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头等。还有包装用带、食品用薄膜（熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜）的产量也相称大。

　　美国孟山都公司研发适用于反应注射成型的聚酰胺塑料，又称rim尼龙，很受各国注目，一些国家制成了玻璃增强rim尼龙大型汽车壳件，使聚酰胺在与金属材料的竞争中，在汽车制造业减轻重量、节能和降低成本等方面找到了又一途径。
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塑料的分类、成分及特性

塑料是一种用途广泛的合成高分子材料，在我们的日常生活中塑料制品比比皆是。从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具，到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫，以及电视机、洗衣机、计算机的外壳，还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具……

塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。

一、塑料的分类
塑料种类很多，到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多，常用的有两种：
1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料
热塑性塑料分子结构都是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化，冷却后又变硬，这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单，能够连续化生产，并且具有相当高的机械强度，因此发展很快。
热固性塑料的分子结构是体型结构，在受热