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      尼龍PA12材料已成為3D打印行業剛需原料之一

      尼龍PA12材料已成為3D打印行業剛需原料之一

      發布日期:2021-02-19 瀏覽次數:

      尼龍在傳統工業是高性能的聚合物材料。在3D打印領域,尼龍也成為應用最為廣泛的材料之一。PA6、PA11、PA12、PA66等經常出現在3D打印的可用材料中。在形式上,分為可用于粉末床3D打印技術的粉體材料,如選擇性激光燒結(SLS)和多噴射融合(MJF);或者可用于FDM 3D打印技術的線材。

          聚酰胺品種繁多,尼龍PA12 脫穎而出尼龍性能優異,應用極為廣泛。聚酰胺(PA)又稱尼龍(Nylon),是一種分子主鏈上的重復單元中含有酰胺基團的高分子聚合物。尼龍既可以制成各種塑料,又可拉絲成纖維,還可以制成薄膜、涂料和膠黏劑等。由于尼龍具備良好的力學、耐熱性、耐磨損性等性能,制品可廣泛應用于服裝、工業用絲、汽車、機械、電子電氣、交通運輸、包裝工業等諸多領域中。
          尼龍歷史悠久,家族不斷壯大。1935 年 PA66 首次在實驗室中合成,1938 年美國杜邦公司正式宣布世界上第一種合成纖維的誕生,并將其命名為尼龍。在接下來的幾十年中,尼龍家族逐步發展壯大,PA6、PA610、PA11 等新品種不斷出現。PA6 和 PA66 具備成熟的生產工藝和廣泛的應用領域,依然是需求量最大的兩類尼龍產品。
          尼龍可按照主鏈的化學結構分為脂肪族、半芳香族、全芳香族等。脂肪族聚酰胺為線形高分子材料,由甲基鏈段和酰胺基有規律交替鏈接而成,具有良好的韌性。在主鏈中引入芳香環,可使分子鏈運動受限,提升玻璃化轉變溫度,從而提升尼龍產品的耐熱性能和力學性能。當聚酰胺的原料胺或酸中有一種含有苯環時,可制得半芳香族聚酰胺,當兩種原料中都含有苯環時可制得全芳香族聚酰胺。半芳香族聚酰胺的耐熱性能、力學性能都得到增強,并具有良好的尺寸穩定性和耐溶劑性,全芳香族聚酰胺具備超高強度、高模量、耐高溫、耐酸耐堿、耐輻射性等優異的性能,但由于其高度對稱的主鏈結構中含有密集的苯環和酰胺基團,因此加工性能上略遜一籌,難以實現注射成型,其成本也相對更高。
          相較常規品種,引入新的合成單體的特種尼龍具備更為優異的性能。常規尼龍(PA6、PA66 等)即使在經增強、阻燃等改性后,仍存在諸如強親水性、不耐高溫、透明性差等缺點,在一定程度上限制了其應用范圍。因此,為了改善常規尼龍的缺點,增加新的特性,一般通過引入新的合成單體,可以得到一系列不同性能的特種尼龍,以適應更多的使用場景。這些特種尼龍包括高溫尼龍、長碳鏈尼龍、透明尼龍、生物基尼龍以及尼龍彈性體等諸多品種。
          長碳鏈尼龍中 PA12 優勢凸顯:
          長碳鏈尼龍性能優良,尼龍 12 兼具性能及成本優勢。尼龍分子主鏈中 2 個酰胺基團之間的亞甲基長度在 10 以上的尼龍稱為長碳鏈尼龍,主要品種包括尼龍 11、尼龍 12、尼龍 612、尼龍 1212、尼龍 1012、尼龍 1313 等。尼龍 12 是應用最為廣泛的長碳鏈尼龍,它除了具備一般尼龍的大多通用性能之外,吸水率較低,并且具有較高的尺寸穩定性、耐高溫、耐腐蝕、韌性好、易于加工等優點。與另一長碳鏈尼龍材料 PA11 相比,PA12 的原材料丁二烯的價格僅為 PA11 原料蓖麻油的三分之一,可代替 PA11 應用于大部分場景,在汽車燃油管、氣制動軟管、海底電纜、3D 打印等諸多領域都有廣泛的應用。
          據統計2017年PA12是全球3D打印行業第四大材料,占比達到5.6%,2018年我國尼龍3D打印材料占比達到14.1%。未來國產尼龍12材料的發展將為我國3D打印行業的發展奠定基礎。
          尼龍12材料在 3D 打印中表現出色。相比其他材料,PA12 粉末具有高流動性、低靜電、低吸水性、熔點適中及制品的高尺寸精度等優異的特性,耐疲勞性和韌性也可滿足需要較高機械性能的工件,因此尼龍 12 逐步成為工程塑料 3D 打印的理想材料。

      參考資訊與產品應用
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