聚酰胺与尼龙：详细的比较指南

聚酰胺是所有包含酰胺键的聚合物的一般项。尼龙最初是杜邦（Dupont）为工业和消费者应用开发的合成聚酰胺PA6和PA66的商标。尽管尼龙是聚酰胺的子集，但两个术语并不完全可互换。在本文中，我们将探讨聚酰胺和尼龙之间的关系，并详细比较其关键特性和性能。

什么是聚酰胺？

聚酰胺（PA）是一类高分子量的聚合物，其重复单元与酰胺（-co-NH-）键相连。聚酰胺可以是天然的或合成的。天然聚酰胺包括羊毛，丝绸，胶原蛋白和角蛋白。合成聚酰胺可以分为三类：

脂肪族聚酰胺（PA6，PA66，PA11，PA12）：非常适合通用工程。他们平衡力量，韧性，耐磨性和以合理的成本处理易于处理。

芳族聚酰胺（例如Kevlar®和Nomex®）：最适合极端性能。像Kevlar®之类的Para-aramids具有出色的拉伸强度和切割的电阻，而Nomex®之类的元弧菌则以固有的火焰抗性和热稳定性而珍贵。它们很昂贵且不融化，因此零件形状和制造路线更有限。

半芳族聚酰胺（PPA，PA6T，PA6/12T）：针对高温工程。它们在升高的温度下保持刚度和尺寸，并很好地处理许多汽车液。它们可以进行融化处理（注入/挤出），但在较高的熔体温度下运行，需要仔细干燥。成本位于脂肪族PA和芳香虫之间。

它们具有增加的结晶度，良好的热和耐化学性，并且由于分子链之间的氢键而引起的水分吸收趋势，尽管这些特性的程度因类型而变化很大。它们的机械性能（拉伸强度，弹性模量，断裂时伸长）与链刚度和结晶性紧密相关：这些材料越高，材料的更硬且越强，但也越脆。较低的值会导致更柔软，更坚固的材料。

聚酰胺的普通等级

以下是最常见的合成聚酰胺等级，其关键特性和典型应用的摘要。

年级	通用名称	单体	碳计数	聚合	拉伸强度（MPA）	弹性模量（GPA）	熔化温度（°C）	HDT（°C，干，1.8 MPa）	吸收水分（％） @50％RH	耐化学性
PA6	尼龙6（合成）	Caprolactam（ε-Caprolactam）	6	开环聚合	60–75	1.6–2.5	220–225	65–75	2.4–3.2（〜9–11％饱和）	良好的油/燃料耐药性；对强酸/碱敏感
PA66	尼龙6,6	六甲基二胺 +脂肪酸	6+6	缩聚	70–85	2.5–3.0	255–265	75–85	2.5–3.5（约8–9％饱和）	与PA6相似，抗溶剂抗性稍好
PA11	基于生物的聚酰胺	11-氨基酸酸	11	自调	50–65	1.2–1.8	185–190	55–65	1.5–2.0	优异的耐化学性，盐喷雾，耐燃料
PA12	长链聚酰胺	Lauryl lactam	12	开环聚合	45–55	1.6–1.8	178–180	50–60	0.5–1.0	类似于PA11；出色的耐化学性
PA46	高温聚酰胺	四甲基二氨酸 +脂肪酸	4+6	缩聚	80–100	3.0–3.5	〜295	160–170	2.0–3.0（饱和时较高）	出色的高为高温，油和耐磨性
凯夫拉	para-aramid	p-苯基二胺 + terephathaloyl氯化物	-	缩聚	3000-3600	70–130	没有融化；分解> 500°C	保留最大〜300°C的性能；分解> 500°C	3–7（水分恢复 @65％RH）	对大多数化学物质的抵抗力；紫外线敏感

如何识别聚酰胺

您可以通过简单的动手测试来快速筛选聚酰胺 - 开始进行燃烧测试（它们融化，然后用黄色的蓝色火焰燃烧，散发出类似芹菜的气味，并留下坚硬的黑色珠子）或热针测试（它们用相同的气味柔软地柔软地软化）。请注意，PA6/PA66（密度约1.13–1.15 g/cm³）沉入水中，而PA11/PA12（≈1.01–1.03 g/cm³）等长链等级可能会漂浮在水中或稀释酒精。对于确定的实验室ID，请使用FTIR光谱检测特征性N – H伸展（〜3300cm⁻为）和C = O strave（〜1630cm⁻⁻），并使用DSC确认熔点（PA12≈178°C，PA6≈215°C，Pa666 ≈26〜26〜26Y≈2600°C）。

什么是尼龙？

尼龙是合成聚酰胺最著名的子集。实际上，当人们在塑料或纺织品中说“聚酰胺”时，几乎总是指尼龙型材料。

最广泛的商业广告尼龙 - 像尼龙6，尼龙6/6，尼龙11和尼龙12一样，是脂肪族聚酰胺。他们的半晶微观结构和牢固的氢键结合使它们具有强度，韧性，耐磨损性以及良好的热量和耐化学性能的一般工程。它们可以通过多种传统制造和添加剂技术来处理多功能且可靠，使其成为长期以来的主食工程塑料。

如何识别尼龙

总体而言，用于鉴定尼龙和聚酰胺的方法（在现场和实验室中）基本相同。主要区别在于，尼龙等级需要更精确的标准才能准确区分。在实验室环境中，差异扫描量热法（DSC）通常用于测量熔点并查明特定等级。密度测试提供了一种将长链尼龙（PA11/PA12）与短链尼龙（PA6/PA66）分开的快速方法。当需要进一步确认时，可以应用诸如X射线衍射（XRD）或熔体流速（MFR）分析之类的技术，以更高精度将6系与11/12系列材料区分开。

聚酰胺和尼龙的常见特性

“聚酰胺”和“尼龙”通常可以互换使用，尽管尼龙只是一种类型的聚酰胺。本节详细介绍了他们的共同属性。

组成和结构

聚酰胺的特征是在其主链中重复酰胺（-co-NH-）键，但可以从许多单体中合成。脂肪族聚酰胺是由直链单元（例如ε-丙二酰酰胺，六甲基二胺与脂肪酸或11-氨基酸苯甲酸）建造的，而芳香族芳香族将刚性芳族掺入链中。单体的选择和聚合方法决定了链的柔韧性，结晶度和氢键密度，这反过来影响机械强度，热稳定性以及对油，燃料和许多化学物质的耐药性。

尼龙是由窄单体组制成的脂肪族聚酰胺的子集。常见的尼龙等级包括PA6，由ε-丙二烯酰胺和PA6,6制成的PA6，由用脂肪酸冷凝六甲基二胺产生。它们均匀的链条段和牢固的氢键创建了一个半晶网络，可提供拉伸强度，韧性，耐磨性和适度耐热性的平衡组合。

熔点

聚酰胺（包括尼龙的）熔点由四个主要因素决定：单体化学结构，结晶度，氢键密度和链柔韧性。通常，更多且定期间隔的氢键和更高的结晶度提高了熔化温度。相反，破坏晶体形成的柔性链节降低了熔点。例如，在178–180°C左右融化的长链，低结晶聚酰胺，例如PA6和PA6/6之间的常见尼龙和大约215°C和265°C之间的常见尼龙，以及刚性芳香族聚酰胺（例如Kevlar）在大气压下不融化，而在大气压力下则融化，而不是在高于50000000000000000000000000000000000000000°乐的压力下。

拉伸力量和韧性

通常，尼龙提供了强度和韧性的平衡组合，而其他聚酰胺提供了更广泛的性能调整。在高强度端，诸如Kevlar®之类的芳香芳烃达到了纤维抗拉的强度，高达约3.6 GPa（〜3600 MPa），并在弹道影响下具有excel能量吸收。另一方面，PA11和PA12（PA12）的长链脂肪族聚酰胺一些拉伸强度（〜45-60 MPa）以获得出色的延展性和高影响力。常见的尼龙（PA6和PA6,6）位于中间，提供约60–85 MPa的干抗拉强度和平衡的冲击电阻，使其成为承受负载，耐受耐受耐受性的零件的流行选择。

戴阻力

整个聚酰胺家族提供了良好的耐磨性。 Kevlar®等芳族聚酰胺结合了非常高的表面硬度和模量，并具有出色的磨损和切割性。常见的尼龙（PA6和PA6,6）具有中等硬度，但摩擦系数低（≈0.2-0.3），在干燥和润滑条件下使它们具有出色的耐磨性。长链脂肪族聚酰胺（PA11和PA12）具有柔软，更柔软的链段，与PA6/PA6,6相比，硬度略低，耐磨性略低。但是，它们的高韧性使他们能够在低负载，高影响力应用中保持出色的磨损性能。

冲击阻力

聚酰胺的冲击力在很大程度上取决于链柔韧性，玻璃过渡温度（TG）和吸收水分。即使在低温下，诸如PA11和PA12之类的长链等级也具有出色的韧性。常见的尼龙（PA6和PA6,6）提供了平衡的冲击强度，随着水的充当增塑剂，可以通过中等水分吸收来进一步改善，从而降低了TG。芳族聚酰胺（例如Kevlar®）虽然张力极高，但在横向或高应变率的影响下却更加僵硬，宽容且宽容时，当以散装或复合形式使用而不是用作纤维时。

耐化学性

在不同的聚酰胺之间，耐化学性差异很大。常见的尼龙（PA6和PA6/6）可为轻烃，油和大多数非极性溶剂提供良好的障碍，但是当暴露于浓酸，强碱或氧化剂（如硝酸酸，漂白剂和氯的溶剂）时，它们容易容易水解或降解。长链脂族聚酰胺（PA11和PA12）可以抵抗石油，燃料，许多有机溶剂和油，使其成为燃油管线，燃油箱组件，齿轮和滑动零件的首选。

芳族聚酰胺（例如Kevlar，Nomex）对几乎所有常见的溶剂和燃料都具有高度抗性。然而，温度升高，延长的浸入或动态磨损会使多酰胺内的微型体和氢键网络更容易受到化学入口的影响，从而导致性能降解。

防水性

在23°C和50％RH下，典型的尼龙（PA6和PA6/6）的水分吸收率约为2-3％，而长链聚酰胺（PA11和PA12）仅吸收约0.5-1％，而芳族聚酰胺吸收甚至更少。水分吸收略微使材料塑造，从而增加韧性并降低脆性骨折的风险。在光学或隐藏应用中，水合还使尼龙的折射率更接近水，增强了“隐形”，这是尼龙钓鱼线的原理。

但是，吸收水分也会导致尺寸肿胀，刚度和强度降低，在某些情况下是水解，最终缩短了材料的使用寿命。

用于3D打印的聚酰胺和尼龙：关键材料和用途

聚酰胺和尼龙是出色的3D打印材料，因为它们具有出色的机械强度，热稳定性和耐化学性。这些聚合物还与广泛的添加剂制造工艺兼容，可回收和支持多功能后处理。这里是一些最常见的3D打印尼龙和多酰胺材料及其用途。

1。PA12

PA12是3D打印中最常见的聚酰胺之一，可提供低水分吸收（〜0.5–1.0％），高维精度以及对脂肪族碳氢化合物（燃料，油）的极好耐药性​​，许多酒精和稀释碱。此外，与其他尼龙粉末相比，它具有更好的影响抗性和疲劳寿命。

• 过程：MJF，SLS，FDM
• 最适合：功能原型，住房，快照，齿轮，耐化学夹具和小的最终用途零件。

2。PA12玻璃珠（PA12 GB）

PA12用〜40 wt％的玻璃珠加强，以提高刚度，尺寸稳定性和细质量的表面饰面。

• 过程：MJF
• 最适合：固定装置，工具，支架，夹具和海洋零件。

3。PA12玻璃纤维（PA12 GF）

与PA12 GB相似，但用切碎的玻璃纤维加固（〜35–40 wt％），PA12 GF的刚度和拉伸强度明显更高，但通常提供更大的翘曲趋势和更脆弱的断裂行为。

• 过程：SLS
• 最适合：承载固定装置，消费级外壳和高水平齿轮。

4。 PA6

FDM级尼龙被认为是最强，最具影响力的常见FDM材料之一。它具有出色的磨损和耐热性，但吸收较高（〜2-3％），而收缩率与PA12相比更容易扭曲。

• 过程：FDM
• 最适合：齿轮，轴承，结构零件，功能原型；也很容易加工用于后处理。

5。PA11

PA11是一种基于生物的尼龙，具有出色的柔韧性，抗冲击力和环境稳定性。

• 过程：MJF
• 最适合：连接器，假肢，燃油管线和快照。

6。PA11阻燃剂（FR）

改良的PA11带有添加的引起刺激性填充剂，例如三氧化钼或氧化铝三水合物，可用于高热或电子环境。

• 过程：SLS
• 最适合：开关外壳，泵组件和电连接器。

结论

聚酰胺是所有具有酰胺键的聚合物的伞项，其中尼龙是最知名和使用的合成变体。由于它们具有出色的强度，柔韧性，耐化学性和设计多功能性，这些材料已成为3D打印世界中出色的选择。无论您是与PA12合作用于精密外壳，用于抗影响的生物零件的PA11，还是用于结构应用的玻璃增强式变体，这些材料都将继续解锁整个行业的新可能性，包括从航空航天和自动发展到医疗和消费电子电子。

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常问问题

“ PA”在PA6或PA12中代表什么？

“ PA”代表聚酰胺。该数字表示所用单体中的碳原子数量 - 例如，PA6来自caprolactam（6碳），PA12，来自Lauryl lactam（12碳）。

多酰胺健康吗？

是的，聚酰胺通常被认为是安全且健康的，对于大多数人来说，在服装和纺织品中使用。由于其轻巧，可拉伸和耐用性，它被广泛用于运动服，内衣，袜子，泳装和外套。