吸湿性:是指从气态环境中吸收水分的性质 。
吸水率(含水率):产品中所含水的重量和干态产品重量的比值 。
平衡吸水率:例如在23℃的水中,材料吸水达到平衡的状态即为平衡吸水率 。
平衡吸湿率:例如在23℃,50%相对湿度的条件下,材料从环境中吸湿达到平衡的状态即为平衡吸湿率 。
高分子材料科学中经常提到:结构决定性能 。PA6 和PA66分子中固有酰胺基团,吸湿性便是由酰胺基团给材料带来的与生俱来的的特性 。
PA6由己内酰胺开环再聚合,PA66由己二胺和己二酸聚合而成 。二者分子链中都含有如下的酰胺基团结构:

文章插图
酰胺基团遇上水分子后,极易形成氢键,这是一种介于范德华力和化学键中间的结合力,因此尼龙极易吸水且不容易烘干 。
由于PA6和PA66的结构不同,二者在相同的条件下,平衡吸水率也有一定的差异 。在23℃/50%相对湿度的标准环境中,纯PA6注塑件的平衡吸水率为3.0左右;纯PA66注塑件的平衡吸水率2.8左右 。
尼龙材料中的酰胺基团与水分子形成氢键后,本质上也是分子间的连接发生了变化 。故而材料的性能也会进一步的发生变化 。随着尼龙注塑件含水率的增加,其机械性能会有如下变化:
-拉伸和弯曲强度降低
-断裂延长率增高
-拉伸和弯曲模量降低
-冲击强度提高
工程师在设计产品时,除了考虑材料的适用性,同时要注意由于吸湿会导致产品变形/尺寸变化而影响装配,例如吸湿后:
1.制品的尺寸会发生变化
2.制品的韧性会增加
3.制品的刚性会下降
而且尼龙66和尼龙6的注塑功能件的平衡吸湿率在实际应用中,会随着环境温度和湿度的变化而变化,这也会对尼龙注塑件的性能稳定性带来困难和挑战 。其实除了尼龙66和尼龙6,其他的尼龙,也容易吸水,像尼龙46虽然有很多的优点,比如具有很优异的耐热性,但尼龙46的吸湿性比尼龙6和尼龙66都要高,水份对尼龙46的性能和尺寸的影响比尼龙66和尼龙6都来的大,主要原因是尼龙46的碳碳链比较短,极性很强的酰胺键的浓度很高,所以更易吸水 。
而当聚酰胺的碳碳链变长了之后,成为长碳链尼龙之后(比如尼龙12、尼龙612等等),吸湿率会有所降低,但是尼龙12与低吸湿的工程塑料(比如POM、Wintone Z33等等)相比,长碳链的尼龙还是会吸比较多的水 。关于不同的尼龙工程塑料的吸湿率的比较,大家可以参考下表:
在高耐磨行星减速齿轮箱塑胶行星齿轮、内齿圈、蜗轮蜗杆减速齿轮箱塑料蜗轮和塑胶斜齿轮、电动推杆塑胶齿轮等各类减速齿轮箱塑胶齿轮的应用上,苏州维本工程塑料Wintone T31高耐磨、超高扭力、高度耐热蠕变性齿轮专用料,可以帮您解决传统的齿轮材料可能遇到的一些问题:
1.玻纤增强PA66工程塑料,在温度50摄氏度到150摄氏度的温度区间内,力学性能下降比较快,在齿轮传动升温受力时易塑性变形而失效的问题,玻纤增强尼龙66齿轮扭力不够和耐磨耐疲劳寿命不够的问题;
2.传统的POM齿轮和玻纤增强POM齿轮,耐热蠕变性较差的问题;
3.PPS高温塑料比较脆,易断齿,齿轮传动噪音比较大的问题 。
4.PA46高温塑料的吸水率比较大,PA46齿轮的扭力和尺寸受水份影响比较大,玻纤增强PA46齿轮扭力不够的问题 。
5.PEEK高温塑料对一些齿轮应用的成本压力比较高的问题 。
T31高耐磨、超高扭力、高度耐热蠕变性齿轮专用料,在齿轮应用上的特点是:优异的耐磨和耐疲劳寿命、可承受超大扭力、从室温到高温150摄氏度的范围内齿轮扭力变化很小、优异的尺寸稳定性、低吸湿(T31在空气中的吸水率只有玻纤增强尼龙66材料的六分之一) 。
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