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尼龙6改性材料为什么耐碱不耐酸?

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来源:发布日期2017-10-20
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尼龙6改性料耐碱性能佳,但耐酸性则较差。室温条件下,可耐浓度50%的烧碱浸泡,但只能耐浓度7%的盐酸、20%的硫酸、10%的硝酸,不受腐蚀,因而,尼龙6改性料在碱性环境下的使用寿命要比酸性环境长3~4倍。为什么会这样?



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尼龙6改性料易吸水,水分子以三种状态吸附在酰胺键之间,吸水平衡的过程是一个动态过程,在这个过程中,材料通常会释放内应力,然后再重建内应力。调湿等热处理也有同样的作用。

尼龙6改性材料吸水后容易发生水解。水分子攻击PA6长分子链,酰胺键最先受到破坏,如果有酸碱盐的存在,则会加速这种破坏。PA6树脂中的酰胺键具有很强的氢键作用,水分子的侵蚀,酰胺键会发生水解,酰胺键-CONH-C-N发生断裂,形成端羧基和端氨基,本质上打断了分子链。

水解反应对应发生的基团是酰胺结构,酰胺结构在酸碱盐溶液中水解是有一定随机性的,每个基团的酰胺键发生水解的概率应该是相当的,也就说酰胺键的浓度是影响水解反应的关键因素。

尼龙6改性材料酸性环境下,酸根离子会中和一部分端羧基和端氨基,加快酰胺键的断裂反应平衡。研究显示,在酸碱盐的存在下,聚酰胺的水解速率增大,酸根离子浓度越大,水解速度越高,材料更容易失效。但当酸碱的浓度达到一定值时,水解反而无法进行,水分子被过量的酸碱包围,无法与酰胺基团发生反应。

    在聚酰胺的重复单元上,碳链越长,酰胺键的密度越低,吸水率也就越低,PA6改性材料的耐腐蚀性越好尺寸稳定性会更好。从宏观角度来看,酸碱盐溶液更容易加速材料裂化的进程,让材料中的应力更容易暴露出来,形成开裂现象。

     提升PA6改性材料的耐酸抗水解性能的手段,可以增加碳链长度,也可以在分子链中引入苯环。苯环天然地具有耐化学腐蚀性,可以减缓材料的水解速度,提高材料耐腐蚀性能。

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