尼龍6/66吸水內部結構的變化以及對性能的影響
尼龍成分是聚酰胺,其酰胺基有極性,使尼龍有著吸水和脫水雙面性,沒吸水的尼龍比較脆且容易斷裂,而吸了水以后其物理性能才能展現出來,尼龍的制品在長時間干燥、低溫環境使用時會有脫水現象會變脆斷裂,縮短尼龍使用時間。尼龍6/66吸水后對性能有何影響,下面做下簡單介紹。
一、結晶度和晶體結構
對尼龍6/66的晶體學研究發現,尼龍6/66全是半結晶性材料,成型后都帶有晶區和非晶區。在晶區,分子鏈呈平面鋸齒構象,利用酰胺鍵在鏈與鏈之間形成氫鍵。在非晶區,分子鏈構象呈無規狀,大部分酰胺鍵沒相互作用形成氫鍵,呈“自由”狀態,但也不排除少數區域形成了局部氫鍵。
二、力學性能和分子運動
尼龍吸水后在力學性能上的改變非常明顯。最主要還是硬度、模量和拉伸強度降低,屈服點降低,沖擊強度增加。尼龍6/66的分子運動研究方法為核磁共振、動態力學松弛和介電損耗等,研究尼龍6/66材料吸水前后轉變看到,其玻璃化轉變溫度(Tg)對水分比較敏感,吸水后,Tg大幅度下降。還發現,Tg隨吸水量增加而降低的過程有著階段性。起始降低迅速;當吸水質量分數超過一定值以后,降低緩慢。
三、尺寸變化
尼龍6/66吸水后體積將會發生膨脹。膨脹時,材料尺寸變化和吸水量變化不完全同步。尼龍6纖維隨著吸水量變化膨脹先快后慢;而尼龍6薄膜則相反。經過拉伸取向的樣品,膨脹有著各向異性。在拉伸取向的方向上膨脹較為明顯。
四、吸水后性能變化的因素
尼龍零件一般都是注塑成型的。因為流動性較差,需用較大的注塑壓力,這就導致了獲得的零件具有一定的內應力。尼龍6/66有著吸潮的性能,吸潮后內部微結構被軟化,應力大幅度降低。外在變化是剛度降低、韌性增加。