PA - 聚酰胺（尼龙）

聚酰胺（PA），俗称尼龙，是一系列半结晶工程热塑性塑料，以其卓越的机械强度、出色的耐磨损性和广泛的化学兼容性而闻名。自1938年由杜邦公司首次商业化以来，聚酰胺已成为汽车、电气、工业和消费品领域中应用最广泛的工程塑料之一。

2024年，全球聚酰胺市场规模约为330亿美元，预计到2030年将以5.8%的复合年增长率（CAGR）持续增长，主要驱动力来自汽车制造轻量化、电气电子产品产量扩大以及高性能工业组件需求的不断增加。根据ICIS行业数据，全球PA年产量超过800万吨，其中PA6和PA66占总消费量的90%以上。

聚酰胺树脂符合ASTM D4066尼龙注塑和挤出材料规范。部分牌号通过FDA 21 CFR 177.1500食品接触认证，UL认证牌号满足UL 94 V-0和V-2电气电子应用分类。玻纤增强牌号按照ASTM D638和ISO 527标准进行拉伸性能测试。

聚酰胺的主要性能特点包括：

• 机械强度和刚性高——未填充牌号的拉伸强度范围为70至85 MPa，玻纤增强复合材料超过190 MPa。
• 耐磨损性优异，天然摩擦系数低，使PA成为齿轮、轴承和滑动接触表面的理想选择，无需外部润滑。
• 对油脂、润滑脂、燃油、液压油和大多数有机溶剂具有良好的化学耐受性，适用于严苛的汽车和工业环境。
• 热变形温度高——未填充PA66可在120°C下持续使用，玻纤增强配方可达260°C。
• 疲劳耐久性和振动阻尼性能出色，对齿轮、卡扣装配件和弹簧元件等动态承载部件至关重要。
• 电气绝缘性能好，介电强度高，使PA成为电气连接器、端子排和断路器外壳的首选材料。
• 许多牌号无需添加阻燃剂即具有自熄特性，满足UL 94 V-2要求。

PA种类与化学结构

聚酰胺的特征在于其聚合物主链中的酰胺键（–CO–NH–）。两种最重要的商业化类型因其单体化学结构不同而呈现不同的性能特征：

• PA6（聚己内酰胺）：由己内酰胺经开环聚合制得。PA6表面光洁度优良，冲击强度好，加工性优于PA66。是挤出应用和对外观要求较高的部件的首选牌号。
• PA66（聚己二酰己二胺）：由己二胺和己二酸经缩聚反应制得。PA66具有更高的熔点（260°C对比220°C）、更好的刚性和更优的耐热性能，是汽车引擎舱部件的标准选择。
• PA12（聚月桂内酰胺）：一种特种聚酰胺，吸湿率低（0.25%对比PA6的2.5%），柔韧性更佳，耐化学性出色。PA12用于燃油管路、制动管路和电缆护套等在潮湿环境中需要尺寸稳定性的应用。

可供牌号

未填充PA6和PA66提供机械强度、韧性和可加工性的基本平衡，适用于通用注塑和挤出成型。这些牌号用于扎带、紧固件、家居用品和不需要增强的工业组件。

玻纤增强PA含有15%至50%玻璃纤维，可显著提高拉伸强度（最高达200 MPa）、刚性和热变形温度，同时减少吸湿引起的尺寸变化。这些牌号是汽车结构件、电气连接器和工业外壳的必备材料。

矿物填充PA添加矿物填料（滑石粉、硅灰石或玻璃微珠）以改善尺寸稳定性、减少翘曲并提供各向同性收缩行为。这些牌号适用于精密零件、平板组件和需要严格公差的部件。

增韧改性PA含有弹性体改性剂（通常为EPDM或马来酸酐接枝聚烯烃），可显著提高缺口冲击强度，尤其在零下温度条件下表现优异。这些牌号用于汽车保险杠组件、运动器材和电动工具外壳。

PA12及长链聚酰胺与PA6和PA66相比，吸湿率更低、柔韧性更佳、耐化学性更强。PA12是汽车和工业应用中燃油管路、气动管路和电线电缆护套的首选材料。

热稳定和耐紫外线PA添加了热稳定剂和紫外线稳定剂体系，可在严苛环境中延长使用寿命，包括汽车引擎舱应用和户外电气外壳。

加工工艺

聚酰胺主要通过注塑和挤出加工。PA6的成型温度为230–280°C，模具温度为40–90°C；PA66的成型温度为270–300°C，模具温度为60–100°C。加工前的充分干燥至关重要——PA树脂的含水量必须降至0.2%以下，以防止水解降解和表面缺陷。标准做法是使用除湿干燥机在80–90°C下干燥4–6小时。

聚酰胺还可通过挤出（型材、管材、薄膜）、吹塑、滚塑和粉末床熔融（SLS）3D打印加工。后加工方式包括机械加工、超声波焊接、热板焊接、胶粘和涂装。