尼龍

尼龍的合成是高分子化學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，被認(rèn)為是20世紀(jì)影響人類(lèi)生活的100項(xiàng)最偉大發(fā)明之一。它具有纖維強(qiáng)度高、重量輕、易維護(hù)和耐磨等特點(diǎn)，一經(jīng)問(wèn)世很快風(fēng)靡世界，在民用領(lǐng)域廣受好評(píng)，更是軍需被裝生產(chǎn)的重要原材料。

發(fā)展

1935~1938

1928年，年僅32歲的卡羅瑟斯受聘擔(dān)任美國(guó)杜邦公司基礎(chǔ)化學(xué)研究所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人。就是這個(gè)年輕人，后來(lái)成了“尼龍之父”，為合成纖維乃至整個(gè)高分子科學(xué)的發(fā)展做出了革命性貢獻(xiàn)。

1935年2月，卡羅瑟斯用脂肪族二元胺和二元酸合成聚酰胺66聚合物。

1938年7月，卡羅瑟斯所在的公司首次生產(chǎn)出聚酰胺66纖維

1938年7月，卡羅瑟斯所在的公司首次生產(chǎn)出聚酰胺66纖維

生產(chǎn)

生產(chǎn)原料與合成方法

聚酰胺纖維，一類(lèi)主鏈上含有許多重復(fù)酰胺基團(tuán)(—CONH—)的線型熱塑性樹(shù)脂的總稱(chēng)。聚酰胺主要由二元酸與二元胺或氨基酸經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得，俗稱(chēng)為尼龍(Nylon)。它包括脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺及脂肪-芳香族聚酰胺。（圖為尼龍66）

結(jié)構(gòu)

從化學(xué)的角度來(lái)看尼龍是一種縮合聚合物，其組成單位由酰胺連接，因此它也是聚酰胺的一種。尼龍是世界上種完全人造的纖維，其原材料是碳、氫和氧。從這些原材料中一般合成兩種基本化學(xué)物質(zhì)，在大多數(shù)情況下己二胺和己二酸。它們被混合在一起聚合形成尼龍。（圖為尼龍66的晶體結(jié)構(gòu)）

特點(diǎn)

尼龍作為大用量的工程塑料，廣泛用于機(jī)械、汽車(chē)、電器、紡織器材、化工設(shè)備、航空、冶金等領(lǐng)域。成為各行業(yè)中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料，其主要特點(diǎn)如下：

1. 優(yōu)良的力學(xué)性能。尼龍耐磨、輕質(zhì)、機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好。

2. 自潤(rùn)性、耐摩擦性好。尼龍具有很好的自潤(rùn)性，摩擦系數(shù)小，從而，作為傳動(dòng)部件其使用壽命長(zhǎng)。

3.優(yōu)良的耐熱性。如尼龍46等高結(jié)晶性尼龍的熱變形溫度很高，可在150℃下長(zhǎng)期期使用。PA66經(jīng)過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)以后，其熱變形溫度達(dá)到250℃以上。

4.優(yōu)異的電絕緣性能。尼龍的體積電阻很高，耐擊穿電壓高，是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。

5.優(yōu)良的耐氣候性。

6.吸水性。尼龍吸水性大，飽和水可達(dá)到3%以上。在一定程度影響制件的尺寸穩(wěn)定性。

應(yīng)用

軍用與民用

尼龍66纖維具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性及耐磨、耐刺穿、耐撕扯、耐剪切、耐踐踏等力學(xué)性能，滿(mǎn)足了軍需裝備的耐磨耐用、輕量化及偽裝要求，可應(yīng)用于高強(qiáng)耐磨背包、帳篷、睡袋、雨衣、惡劣氣候防護(hù)服等，以及眾多需要高強(qiáng)度、耐磨損用途的產(chǎn)品。隨著科技的發(fā)展，還誕生了一些受現(xiàn)代生物啟發(fā)或模仿生物特性開(kāi)發(fā)的特種尼龍仿生材料：如通過(guò)蒼耳屬植物獲得靈感發(fā)明了尼龍搭扣，受蛛絲啟發(fā)制備高強(qiáng)度尼龍纖維并用作抗撕斷裂降落傘、防彈衣、防彈車(chē)、裝甲車(chē)輛等結(jié)構(gòu)材料。