电梯传动轮用铸型尼龙的抗静电性能研究文献综述
2020-04-10 16:12:31
1.引言
铸型尼龙(monomer casting nylon,简称MC尼龙)是五大工程塑料之一,具有优良的性能,但是用作电梯传动轮时,在电梯传动轮表面将会产生较大的静电,工业上主要通过加入一定量的抗静电剂来提高MC尼龙的抗静电性能。因此,本文主要介绍MC尼龙的性能和常用的抗静电剂以及MC尼龙电梯传动轮具体实施方法。
2.MC尼龙
2.1 MC尼龙简介
聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团#8212;[NHCO]#8212;的热塑性树脂的总称,是由美国杜邦公司首先合成的 。尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂,作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万,MC尼龙是尼龙的一种,上世纪五十年代由美国佛罗拉多大学开发,MC尼龙生产工艺简单、成本低,不需要复杂的生产设备,工艺过程简短,模具制作容易。其次,铸型尼龙的分子量在7-10万左右,结晶度可超过50%,密度也较大。所以,无论在强度、刚度、耐磨损性能和耐化学性能方面,均优于普通尼龙产品。再有,铸型尼龙成型制品的尺寸不受限制,从理论上讲,只要模具允许,制品的尺寸大小不受限制,而且无方向性。大型的制品可达几百公斤[1]。因此,MC尼龙在工业中大量替代钢、铜、铝等金属材料制作轴瓦、轴套、齿轮、齿条、滑轮以及各种密封圈等机械零部件 [2]。
2.2 MC尼龙合成机理
MC尼龙是阴离子本体聚合反应,通常阴离子是强碱夺取己内酰胺中氮上的氢而生成的活性离子,所谓的强碱可以用碱金属、碱土金属及其氧化物、氢化物和其它有机衍生物作催化剂,这些催化剂可以从己内酰胺单体上提取酰胺基上的氢,使之成为阴离子。而后在反应体系中加入酰化物质如TDI使其和己内酰胺阴离子发生固化反应[15]。整个过程可分为三个阶段(以己内酰胺为例):己内酰胺阴离子形成阶段、链增长阶段、平衡反应与结晶阶段[2]。不同阶段对产品的影响因素有所不同。整体上来说,原料配比、反应体系温度和反应体系真空度对产品的结晶度、力学性能和吸水性能都有不同程度的影响[3]。
2.3 MC尼龙的性能及改性
MC尼龙具有质量轻、力学性能好、强度高、自润滑、耐磨、抗震吸音、耐油、耐弱酸弱碱及一些有机溶剂、生产工艺简单、成本低、可以直接浇铸成型等优良的综合性能[2],但普通MC尼龙存在弹性模量较高、低温韧性较差、尺寸稳定性不好等缺点。为此,国内外学者在减少磨檫、增强、增韧、提高抗静电等方面研究活跃[4]。
刘卫平采用脂肪酸酯、烷基酰胺、磺酸盐和烷基季胺盐复配抗静电剂和玻纤研制了抗静电增强尼龙6[5]。许振山等采用磺酸盐抗静电剂成功试制抗静电MC尼龙,并证实季铵盐不能作为MC尼龙抗静电剂[6]。孙向东等在减磨、增强、减少气孔和耐热性的提高等方面提出了解决方案,用甲醇钠替代氢氧化钠催化合成MC尼龙,可避免因反应条件波动引起的不聚合现象; 使用HPT作为增塑剂可使MC 尼龙冲击性能大幅提高。液体润滑剂NZ-HA型矿物油能改进MC尼龙的耐磨性能[7]。焦斌采用HPT与磺酸盐配合使用作为抗静电体系不仅可以提高抗静电性能也可以保证力学性能[8]。李国禄等采用碳化硅颗粒填充MC尼龙,在水润滑条件下MC尼龙表现出较好的耐磨性能[9]。
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