纳米尼龙6工业化的新进展

纳米尼龙6工业化的新进展

绪论 纳米尼龙6复合材料与纯尼龙6相此，具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性，高尺寸稳定性、阻隔性能好，较尼龙6性能有很大提升，并具有良好的加工性能；与普通的玻纤增强和矿物增强尼龙6相比，在相对密度低、耐磨性好、相同无机物含量的条件下综合性能明显优于前者。由于尼龙6纳米塑料具有优异的性能及较高的性能价格比，其应用领域非常广泛。

纳米尼龙6与传统尼龙6的比较 尼龙6纳米复合材料是由刚性层状硅酸盐以纳米级状态分散在尼龙6机体中的纳米复合材料；具有高刚性、高模量、高耐热性、高效阻燃抑烟性、高阻透性、表面光洁性和良好的加工流动性。与普通尼龙6相比，具有如下优点：

1. 比普通尼龙6具有更高的拉伸模量和阻氧性能。

2. 在相同的相对湿度下纳米尼龙的氧透过率只有普通尼龙6的一半。

3. 可减少尼龙薄膜的厚度。

4. 降低各种味觉剂的传输。

5. 提高保鲜效果。

6. 具有比普通尼龙6更高的热变形温度。

7. 可在高速情况下印刷或热封。

8. 可替代BOPA复合膜、热填料包装和蒸煮袋。

9. 提高结晶速率，缩短成型周期；透明度得到进一步提高。

纳米尼龙6复合材料与纯尼龙6的性能比较项目纯尼龙6纳米尼龙6密度(g/cm3)1.141.15熔点(静液压强度装备已到货℃)225225有机纳米蒙脱土含量(%)03.0拉伸强度(MPa)6882弯曲强度(MPa)108161.7弯曲模量(MPa)缺口冲击强度(kJ/m2)6.26.2热变形温度(℃,1.82Mpa)65135.8吸水率(% 24H)1.91.0

纳米尼龙6研发状况 纳米尼龙6是采用插层共聚新技术将层状硅酸盐以纳米尺度均匀地分散于尼龙6中，从而大幅度地提高了尼龙6的耐热性（HDT）及力学性能，耐湿热及阻隔性，是新一代高性能尼龙6工程塑料和包装材料。

工业化生产纳米复合材料的关键是有机蒙脱土，经过十几年的发展，有机蒙脱土，特别是用于生产纳米尼龙6的蒙脱土已相当成熟，它可以如同其它添加剂一样在生产尼龙6的过程加入。现有采用连续法生产尼龙6的装置经过简单改造，可以很容易的生产出性能优异的纳米尼龙6产品，国外很多大公司使用专业公司生产的有机蒙脱土，都已生产出各自的纳米尼龙6产品，国内也已在千吨装置上生产出合格的产品。因此从目前的情况看，工业化生产纳米尼龙6已不再是一个具有技术含量的工作，这是由于有机蒙脱土的加工技术经过这十几年的发展，已经能够满足工业化的应用水平。纳米尼龙6的价格应该也不是问题，视蒙脱土的添加量不同，价格大约要比普通尼龙6增加％，由于纳米尼龙6的性能这样的自动化是行业标准与普通尼龙6相比有较大的提高，在达到相同强度或相同阻隔率的情况，使用纳米尼龙6可能只需要原有材料的三分之二，在这种情况下对于用户来说价格并未提高。

图 1: 有机蒙脱土分子结构 按道理现有生产尼龙6的大公司最适合转产纳米尼龙6，他们的生产装置、技术能力、权威以及客户资源，要推广该产品并不是一件难事，但目前的情况是这些大公司开始也积极试产纳米尼龙6，在对外宣布成功生产后却按兵不动，并不开展相应的销售工作，这其中的主要原因可能是这些大公司自己没有生产纳米材料的核心技术及产品，即蒙脱土的生产技术及有机蒙脱土产品，生产纳米尼龙6要受制于人；其次生产的纳米复合材料还会替代一些自己生产的、具有垄断地位的品种，推广过程是替他人做嫁衣。在此背景下，尽管有一些大公司几年前就宣布推出了纳米尼龙6，但市场上始终见不到产品。如果没有其它公司打破目前这种僵局，情况可能还会延续下去。

尼洛纳米复合材料公司，其以独特纳米改性技术开发出的全新复合材料纳米尼龙,具有耐热、阻气、防穿透等特性。该产品具有随着制品差异化使高分子耐燃性、刚性提升的优点,此外因为具有层状结构,而拥有显著的阻气效果,可作为阻气包装材料。同时,产品还有阻燃效果,可多次回收再利用,物性不会下降。且这一产品的生产采用连续式聚合反应工艺,制造成本比批式聚合反应低30%以上,因此与一般尼龙添加传统填充物混炼比较,尼洛的这一新产品明显具有竞争力。

图 2: 纳米尼龙6母粒纳米尼龙6的应用 为了进一步推动纳米尼龙6的应用，美国Nanocor公司最近推出一种有机蒙脱土含量为30％的尼龙母粒，该产品可以与PA6、PA66混合，将蒙脱土的含量稀释到％，它也可以与其它树脂混合，如ABS、PP等，做出含有蒙脱土的塑料合金材料。

车用塑料方面将是纳米尼龙大有作为的领域，一般说添加5％蒙脱土的纳米尼龙6，相当于添加％玻纤的增强尼龙，添加5％蒙脱土的纳米尼龙加入15％的玻纤后，其性能与添加％玻纤的增加尼龙相当，但前者在加工性能、重量、外观等方面具有非常大的优势。所以纳米尼龙产品可替代现的尼龙产品，用于汽车的引擎盖、摇杆盖、冷却加热装置和油箱。

1.在汽车中的应用

在汽车发动机周边部件上的应用，发动机周边部件主要是发热和振动部件，目前大大多数采用玻纤增强尼龙。玻纤改性后的尼龙性能虽然在强度、制品精度、尺寸稳定性等方面均有所提高，但也存在较大缺陷，如材料重量增加、加工性能差、制品表面不美观等。纳米尼龙6则可有效解决上述问题。它与玻纤尼龙相比，在达到同等力学性能的前提下要求精度高，其重量、体积、外观以及加工性等方面，均比普通尼龙和玻纤尼龙有大幅提高。另外，纳米尼龙6的吸水率、尺寸稳定性、耐老化等方面也有出色表现。

此外，车用空气滤清器、外壳、风扇、车轮罩、导流板、车内装饰、储水器材盖、线卡、各种车内电气接插件等，也可采用纳米尼龙，它能够在减轻重量、缩小体积的条件，达到相同的强度。另外，在铁路方面，铁轨绝缘垫板、轨撑、弧形板座、挡板座等