濕度對尼龍材料的影響

一、濕度對塑料的影響

從濕度的因素考慮，在相對濕度高于 80%情況下，空氣中的水分滲入材料內(nèi)部或在塑料表面形成一層水膜，因此會(huì)使塑料的使用性能下降; 當(dāng)空氣中相對濕度小于 50%時(shí)，塑料中所含的水分會(huì)蒸發(fā)到空氣中，同樣會(huì)改變塑料的性能，使有的塑料變脆，產(chǎn)生裂紋。

濕度對塑料性能的作用主要是滲入吸收過程?，F(xiàn)在，有關(guān)濕度對塑料結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能影響研究主要有兩個(gè)方面，首先研究濕度所引起的膨脹造成材料變形和殘余應(yīng)力，包含用本構(gòu)或數(shù)值模擬的方法研究濕度的滲透、擴(kuò)散和水分含量不勻?qū)е碌慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)力和界面應(yīng)力;其次研究濕度與溫度對塑料物理特性影響，比如對強(qiáng)度、密度、模量、壽命等物理性能的影響。

環(huán)境濕度對塑料機(jī)械性能的影響是明顯的。一般可以吸收水分的塑料為極性材料，這種材料通?？梢孕纬梢恍┓N類的鍵，這樣的鍵很可能是氫鍵，尼龍等材料就是這種材料。從另外一方面來說，水分對聚乙烯或聚四氟乙烯不會(huì)起任何作用，這一些塑料的性能對環(huán)境濕度的改變幾乎就是惰性的。

二、濕度對尼龍機(jī)械性能的影響

尼龍材料是一類具有良好物理性能與機(jī)械性能的有高的半晶狀的熱塑性塑料，用于眾多工業(yè)中。另外，所有尼龍都有著吸濕性 (濕度敏感) ，這一點(diǎn)在材料的選擇、塑料件的設(shè)計(jì)、機(jī)械性能的預(yù)測和優(yōu)化等各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)應(yīng)該重視。

有專家對尼龍66吸濕性能展開了廣泛性研究，發(fā)現(xiàn)了尼龍66的硬度與吸收水分量成簡單的線性關(guān)系，并由此判定水分對尼龍的潤滑作用完全取決于尼龍薄表層的塑化。提出聚合物的塑化發(fā)生在兩個(gè)極端的條件: 剪切強(qiáng)度的減少和高分子材料接觸其他表面時(shí)接觸面積的增加。建議該區(qū)域面積的增加對潤滑作用減弱起著關(guān)鍵作用。

濕度與溫度的實(shí)驗(yàn)證明,吸收水分可提升純樹脂與玻璃纖維增強(qiáng)尼龍 6/12的沖擊強(qiáng)度.對經(jīng)過濕熱循環(huán)且每次循環(huán)后都烘干的玻璃纖維增強(qiáng)尼龍樣品，其沖擊強(qiáng)度沒顯著變化。水解作用能夠顯著增加尼龍的韌性，相反水分的缺失會(huì)造成尼龍材料變脆。有研究顯示水解會(huì)擴(kuò)大表面缺陷并影響纖維與基體的界面，指出表面缺陷的擴(kuò)大及其纖維—基體界面的退化造成沖擊性能下降。高溫加速尼龍的水解作用，并且已經(jīng)用于加速老化試驗(yàn)研究中。另外，尼龍吸濕后，溫度不是單一提升老化速率的的因素，但溫度的提升會(huì)提高這一速度。

有別的專家指出尼龍中的酰胺鍵的水解針對尼龍簡化合成是逆反應(yīng)。重復(fù)的吸濕與干燥會(huì)產(chǎn)生較大的缺陷來消除較弱的纖維---基體結(jié)合引起的優(yōu)勢。