增强尼龙

　　本世纪初，企业界搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954)出于对基础科学的兴趣，建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。1927年该公司决定每年支付25万美元作为研究费用，并开始聘请化学研究人员，到1928年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘担任该所有机化学部的负责人。
　　卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感兴趣，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在 伊利诺伊大学取得硕士学位，后来在南边柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。 在导师罗杰·亚当斯(Roger Adams,1889－1971）教授的指导下,完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智，于是1928年受聘来到了杜邦公司。

附：常用聚酰胺品名

PA 聚酰胺(尼龙)
PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010)
PA-11 聚十一酰胺(尼龙11)
PA-12 聚十二酰胺(尼龙12)
PA-6 聚己内酰胺(尼龙6)
PA-610 聚癸二酰乙二胺(尼龙610)
PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612)
PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66)

阻燃尼龙-在过去二十年来，亚太地区由于消费型电子产品的发展推动了整个阻燃剂工业的发展。消费型电子产品要用到许多工程塑料特别是各种　

阻燃尼龙。图1展示了1998年和2000年亚太地区整个聚酯和尼龙的消费情况或预测,其中阴影部分为阻燃级产品：　
从该图可以看出工程塑料中尼龙所占的比例较大且其中百分之三十为阻燃级产品。表I 展示了阻燃尼龙的主要应用领域，即电子电器行业。 　　为了合成出高熔点口高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有263℃的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维，而且原料价格也比较便宜，杜邦公司决定进行商品生产开发。

　　要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业来源；二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。生产聚酰胺66所需的原料－己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用，必须开发生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺，杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验，到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术，用廉价的苯酚大量生产出己二酸，随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺．杜邦公司首创了熔体丝纺新技术，将聚酚胺66加热融化，经过滤后再吸入泵中，通过关键部件（喷丝头）喷成细丝，喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。1938年7月完成中试，首次生产出聚酰胺纤维．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了，并将聚酚胺66这种合成纤维命名为尼龙（nylon），这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的统用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年，耗投2200万美元，有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了工业化生产。遗憾的是尼尤的发明人卡罗瑟斯没能看到尼龙的实际应用。由于卡罗瑟斯一向精神抑郁，有一个念头使他无法摆脱，总认为作为一个科学家自己是一个失败者，加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世，使他的心情更加沉重，这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。为了纪念卡罗瑟斯的功绩，1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名为卡罗瑟斯研究室。
PA12

物性 尼龙12与尼龙11性能相似，相对密度小，仅1.02，是尼龙系列中最小的；吸水率低，尺寸稳定性好；耐低温性优良，可达-70℃；熔点低，成型加工容易，成型温度范围较宽；柔软性、化学稳定性、耐油性、耐磨性均较好，且属自熄性材料。长期使用温度为80℃(经热处理后可达90℃)，在油中可于100℃下长期工作，惰性气体中可长期工作温度为110℃。

PA1010

物性 白色或微黄色半透明颗粒。质轻且坚硬，具有吸水性小，尺寸稳定性好，无毒，电绝缘性能优异等特点。在-40℃下仍保持一定韧性。增强后具有高强度、耐磨等优点，并提高了原树脂的热稳定性和尺寸稳定性，是一种极优良的工程塑料。

应用 广泛应用于航天航空、造船、汽车、纺织、仪表、电气、医疗器械等领域。增强后可用作泵的叶轮、自动打字机的凸轮、各种高负荷的机械零件、工具把手、电器开关、设备建筑结构件、汽车、船舶的加油孔盖轴承、齿轮等。
尼龙PA中的主要类型有尼龙6和尼龙66，这2个品种占主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙612，另外还有尼龙1010，尼龙46，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲 增韧尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。