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尼龙6老化更透、更全的解读

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来源:发布日期2019-09-20
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尼龙6老化是指大分子链发生各种不可逆的化学过程或物理过程的总称。既有物理老化,物理老化是可逆的变化,也有化学老化,它是不可逆的变化。九种途径可以让尼龙6逐渐老化直至退出“江湖”。


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尼龙6物理老化一般伴随堆砌密度增加,分子链段活动性降低,宏观上呈脆性改变,模量或拉伸强度增大,伸长率和韧性下降。化学老化伴随尼龙6生产、加工、贮存、使用的各个过程中,经受光、热、氧、臭氧、水、氮氧化物或者机械应力、高能辐射等因素的影响,使材料的性能显著下降,直至失去使用价值。

通常。尼龙6最容易受到的老化侵蚀是热降解、热氧化老化和紫外线等光照降解老化。

1、尼龙6的热降解。尼龙6在熔融温度250℃之上,特别是达到热分解300℃,主链就会断裂,接枝的侧链脱落或者末端功能团断裂,分子量迅速下降,按连锁机理逐一脱除生成多聚体、单体。

2、尼龙6热氧老化是指在热和氧双层因数的作用下,按照自由基反应机理进行,导致尼龙6降解和交联。降解反应的结果是聚合物分子链下降,材料变软变粘,强度和模量下降;交联反应的结果是聚合物变硬变脆,伸长率下降。

3、尼龙6光降解在光线照射线下,当波长大于340nm,酰胺基团不发生降解,主要是分子链中的杂质或不规则结构发生光反应;当波长小于340nm时直接发生光降解,酰胺键断裂,波长介于两者之间,是两种情况的互相竞争。


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    除了上述三种,尼龙6还有六种情形下的老化降解。

1、尼龙6酸性老化是在酸性环境中,酸根离子会中和一部分尼龙6水解产生的端羧基和端氨基,加快酰胺键的断裂反应平衡。研究显示,PH值越低,酸根离子浓度越大,水解速率越大,材料失效越快。

2、尼龙6光氧老化是指尼龙6分子链受光激发并在有氧存在的环境中所氧气和氮气发生反应,试样表层没有O-C=O键。尼龙6光氧老化过程交联反应占主导地位,凝胶含量和比浓度增加,拉伸强度和模量上升,韧性下降,端竣基含量上升,端氨基含量下降。

 3、尼龙6水解老化是指尼龙6在温度和湿度较高的环境中,水分子受热渗透到尼龙6分子链段,破坏尼龙6很强的氢键作用,并攻击酰胺键,酰胺键会发生水解,酰胺键-CONH-的C-N发生断裂,形成端羧基和端氨基,物理和化学性能出现下降,直至失效。


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4、尼龙6臭氧老化是由于尼龙6改性产品含有O-C=O等双键,应用于飞机等高空与臭氧接触较多的环境,会受到臭氧的作用了生交联、降解,性能下降,甚至失去使用价值。

5、尼龙6应力老化是在应力作用下,尼龙6老化初期的蠕变急剧增加,并随应力增大而增长,拉伸强度老化时间延长先增大后下降,断裂伸长率下降到一定数值后不再下降,单纯的应力对尼龙6分子链和端基影响不大,但取向度和结晶度随应力和老化时间增大而增长。

6、尼龙6盐雾老化是指尼龙6在受到海洋大气或海边大气的盐雾及其他因素的腐蚀后,发生降解、交联,性能变坏变劣的现象。

延缓尼龙6老化,提高耐用性能有物理改性,如江苏海阳的海阳牌半消光尼龙6切片加入纳米TIO2,既有消光功能,又能防范紫外线照射,还有抗菌功能;有化学改性,加入抗氧剂、防老剂或进行抗UV改性;同时也有等离子处理、光处理、热处理、表面接枝等表面改性方法。


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