蓖麻油的終端衍生產(chǎn)品—尼龍1010

◎趙學(xué)敬

（河南工業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450001）

蓖麻油的終端衍生產(chǎn)品—尼龍1010

◎趙學(xué)敬

（河南工業(yè)大學(xué)，河南 鄭州 450001）

尼龍1010是我國研制成功的材料品種，工業(yè)用途重要。文章把它視作蓖麻油衍生產(chǎn)品的終端，對其產(chǎn)出的化工原理、各種性能、工業(yè)用途、以它為原料的制品加工方法，一一作了論述。

癸二酸；癸二胺；化工原理；尼龍1010；工業(yè)用途

尼龍1010是蓖麻油衍生的終端產(chǎn)品，也是我國1958年研制成功的專利材料，在塑料工程使用中很受歡迎。它表面光亮，質(zhì)輕堅硬，半透明體。本身無毒，不受霉菌、細菌、酶類和害蟲的侵害。其最大用途是:可替代銅和其他金屬制作工業(yè)上配套的零部件。

1 尼龍1010產(chǎn)出的化工原理

1.1 化工原理

尼龍1010是癸二酸和癸二胺兩種單體原料（這里均由蓖麻油制得）縮聚而成。首先將兩種單體原料分別溶于乙醇，繼而在混溶中進行中和反應(yīng)，生成鹽類，后加熱加壓脫水，便得產(chǎn)品?；み^程如下:

生成的尼龍1010鹽，在多量癸二酸的維護下，施以高溫高壓，經(jīng)脫水、縮聚反應(yīng)便產(chǎn)出尼龍1010聚合體，即:

接著，用正壓氮氣把尼龍1010聚合體壓出縮聚釜，過鑄型孔，成條狀，切粒，水冷卻，再干燥，再冷卻，最后成品包裝。

1.2 粘度分類

尼龍1010顆粒溶于94%～96%濃硫酸中，濃度1.0 g／100 mL，25 ℃時測定粘度，所得數(shù)據(jù)存在差異，且表現(xiàn)為3個范圍，即:

低粘度尼龍1010，相對粘度為1.5～2.0。

中粘度尼龍1010，相對粘度為2.0～2.5。

生成尼龍1010鹽的化工過程

尼龍1010聚合體

高粘度尼龍1010，相對粘度為2.5～3.0。

1.3 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

以癸二酸為原料制得癸二胺，兩者再聚合生成尼龍1010，其技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表1。

表1 生產(chǎn)尼龍1010的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

2 尼龍1010的各種性能

2.1 物理性能

比重:1.05。最大吸水率約1%～2%，比尼龍6和尼龍66低。它的輕度含水，有利于變韌，在完全干燥情況下易變脆。

2.2 機械性能

尼龍1010的表面硬度較大，具有高度延展性。在沖擊力作用下，不易斷裂或彎曲。在拉力作用下，牽伸長度可達原長的3～4倍。拉伸能引起分子定向排列，強度增大。它還有自身潤滑性和耐磨性，例如，它的比重僅為銅的1／7，而耐磨性卻是銅的8倍。它還有吸音性能，用它制造的機具運轉(zhuǎn)中噪音小。強度和硬度見表2。

尼龍1010的制品，經(jīng)過沸水蒸煮或放在130 ℃油中處理1～2 h，能提高尺寸的穩(wěn)定性。

2.3 熱學(xué)性能

尼龍1010的熱學(xué)性能表見表3。

尼龍1010的熔融范圍較窄，耐熱、耐壓情況尚好。長期處于使用狀態(tài)時，外界溫度宜在80 ℃以下;處于短期使用狀態(tài)時，外界溫度可達120 ℃而不變性。若在高于100 ℃環(huán)境中長期使用，且與氧接觸的條件下，機械強度將會下降，色變?yōu)辄S褐色。熔融狀態(tài)下，與氧氣接觸很易熱氧化。它的耐寒性良好，在-60 ℃下并不變脆，能保持一定的機械強度。

2.4 電學(xué)性質(zhì)

尼龍1010的電學(xué)性質(zhì)見表4。

表2 尼龍1010的強度和硬度

表3 尼龍1010的熱學(xué)性能

表4 尼龍1010的電學(xué)性質(zhì)

由于尼龍1010吸水性弱小，介電穩(wěn)定性也就較好。

2.5 化學(xué)性能

尼龍1010不溶于烴、低級醇、脂類等大多非極性溶劑。能溶于苯酚、甲酚、甲酸、濃硫酸、水合三氯乙醛等極性溶劑。常溫下，濃硫酸對尼龍1010起溶解作用;高溫下，濃硫酸能把尼龍1010裂解，如用氧化性的濃酸，裂解作用更甚。對大多常用溶劑，尼龍1010是穩(wěn)定的。

3 尼龍1010的防老化問題

尼龍1010存在老化問題，分為大氣老化和熱老化，又因尼龍1010中是否加有亞磷酸、碘化鉀、乙酸銅（三者共占比例0.3%）防老劑，老化情況是不一樣的。

未加防老劑的尼龍1010，它的抗張強度8個月之前變?nèi)蹙徛?～11個月陡降，11個月后無什么變化。其抗彎強度，3個月之前呈增強趨勢，3個月后則滑坡般地下降。其伸長率，2個月之前100%，2個月后陡降，暴露10個月伸長率消失。

尼龍1010中若加入0.3%的防老化劑，分別在80、100、120 ℃下進行長期熱老化試驗，結(jié)果見表5。

分析表5，可得出這樣的結(jié)論:加入防老化劑的尼龍1010，80 ℃以下的老化速度是很緩慢的。在熱老化過程中，抗拉強度和抗彎強度一直超過原始強度，而斷裂伸長率比原始皆小，這是因為樣品含濕量很低，失去水分又影響了增塑作用，質(zhì)地變硬所致。

表5 尼龍1010加入防老化劑后的老化試驗

4 尼龍1010的工業(yè)用途和制品加工

4.1 工業(yè)用途

尼龍1010是銅和其他金屬的良好替代品。原用銅制造的單管、管纜、管件，皆可用尼龍1010來制作。制作的單管可代替紫銅管，用在機床的液壓系統(tǒng);熱水袋上的鎳鉻銅螺紋蓋，也可用尼龍1010制作。用它制作高壓釜中的密封圈，能經(jīng)受900 h、100～300 hPa大氣壓的考驗。電機上的接線罩和螺帽，原為鋁制品，現(xiàn)成尼龍1010制品。加入石墨的尼龍1010，以替代黃銅，來制作單相表上的寶石螺帽。另外，電焊機上銅質(zhì)控制閥座、搖臂鉆床上下部位的管體和螺母，都可以用尼龍1010來制作。玻纖增強的尼龍1010，不僅能制造水泵葉輪、葉片，還能代替不銹鋼、青銅、鑄鐵等金屬材料，用途廣泛。

4.2 制品加工

尼龍1010的制品加工，方法有擠出成型、注射成型、火焰噴涂及其他加工技藝。

4.2.1 擠出成型

4.2.1.1 管材擠出工藝條件

料筒后部溫度250～270 ℃，料筒前部溫度260～280 ℃;機頭后部溫度240～250 ℃，機頭前部溫度210～230 ℃?？谀囟?00～210 ℃。螺桿為突變壓縮型，L／D＝15，螺桿速度15 n／min。模套內(nèi)經(jīng)44.8 mm，模芯外徑38.5 mm，口模平直部分長度45.0 mm，管材內(nèi)徑25.0 mm，管材外徑31.3 mm，拉伸比1.5，真空定型直徑31.7 mm，真空定型與口模距離20.0 mm。

4.2.1.2 棒材擠出工藝條件

料筒后部溫度265～275 ℃，料筒前部溫度275～285 ℃。機頭后部溫度250～255 ℃，機頭前部溫度200～210 ℃。機頭與水冷定型模連接部位的溫度200～210 ℃，水冷定型模冷卻部位溫度70～80 ℃。螺桿直徑φ65.0 mm，螺桿轉(zhuǎn)速105 n／min。牽引速度44.0～50.0 mm／min。水冷定型模直徑為67.0 mm時:棒材直徑63.0 mm，產(chǎn)品收縮率5.0%，產(chǎn)量9.0～9.5 kg／h。4.2.2 注射成型

尼龍1010注射成型的工藝條件分別為:注射壓力400～1 000 kg／cm2，料筒后部溫度190～210 ℃，料筒中部溫度200～220 ℃，料筒前部溫度210～230℃，噴嘴溫度200～210 ℃。注射20～90 s,高壓0～5 s,冷卻20～120 s，總周期45～220 s。螺桿轉(zhuǎn)速48 n／min。收縮率1.0%～2.5%。后處理中，用90～100℃的油或水加熱4 h。

4.2.3 火焰噴射

把粒度80目左右的尼龍1010預(yù)熱到50～60 ℃，利用塑料噴槍進行火焰噴涂。被涂工件事先要經(jīng)去油、噴砂處理并預(yù)熱到（250±5）℃。火焰噴涂中，采用CO2氣力輸送（因用壓縮空氣輸送會使涂層氧化變黃），工作壓力2.0～2.5 kg／cm2。氧乙炔噴射火焰，氧氣壓力2.0～4.0 kg／cm2，乙炔壓力0.5 kg／cm2。噴涂的適宜厚度0.5～0.7 mm。

噴涂好的工件應(yīng)立刻用水淬火，使得涂層軟而堅韌。

4.2.4 其他使用方法

可用尼龍1010配置粘合劑，粘合效果良好。例如，先以重量比配制溶劑（苯酚∶水∶甲醛＝88∶12∶6），再酌量加入尼龍1010，調(diào)節(jié)粘度，一種很佳的粘合劑就配制出來了。

[1]錢知勉.塑料性能應(yīng)用手冊[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980.

[2]趙學(xué)敬.癸二酸與工業(yè)制取技術(shù)[J].糧食流通技術(shù)，2014（5）:38-41.

[3]趙學(xué)敬.蓖麻油衍生產(chǎn)品癸二胺的制取理論與工程[J].現(xiàn)代食品，2015（20）.

Terminal Derivative Product of Castor Oil： Nylon1010

Zhao Xuejing
（Henan University of Technology, Henan Zhengzhou 450001, China）

Nylon 1010 is a material developed in China, and has important industrial applications. As the terminal product of castor oil derivatives, this paper discussed the production theory, properties, industrial application, and preparation method of products made of nylon 1010.

Sebacic acid; Sebacic amine; Chemical theory; Nylon 1010; Industrial application

TQ64

趙學(xué)敬（1942-），男，高級工程師，主要研究方向：煉油及農(nóng)副產(chǎn)品加工。