2021/01/06 • 2条评论

你听过尼龙丝袜，那你知道什么是尼龙塑胶，科普Nylon、PA材料基本知识

尼龙(Nylon)是一种由杜邦公司所开发出来的塑胶材料，其最早应用于牙刷的刷毛，又因为它可以被抽成丝状而不断裂，后来也被大量运用于布料纺织上，比如说我们最耳熟能详的「尼龙丝袜」，就是杜邦最早推出也是最典型的尼龙代表产品之一，另一个代表则是「尼龙雨衣」、「尼龙绳」与「帆布」这类可以防水、可拉扯、可折叠的商品。由此可知，尼龙材料具有一定的强韧性、延展性与回弹特性。

另外，尼龙的耐摩擦性也非常良好，而且还具有低摩擦系数的优点，更具有一定的刚性与强度，可耐多种化学腐蚀，所以在工业上，人们就善用了尼龙的这些特性，而将之制作成齿轮、滚轮、脚轮、轴承…等可以滚动的物品，在制造组装作业上则经常将之拿来作为夹治具(Fixture)的材料，尤其是那些需要有作动(motion)的机构治具，或是治具与产品接触时那些需要防刮伤、撞伤的部位。

（请注意：尼龙与POM从外观及触感看起来都有点类似，但是POM的摩擦系数更小，尺寸比尼龙更稳定，而尼龙的机械强度、韧性、抗拉及抗压强度则较佳，所以如果是需要比较精细的尺寸且机械强度要求不高的治具一般会採用POM材质。）

现在我们可以回头来聊聊教科书上关于「尼龙」哪些比较八股的知识

「尼龙」其实是一种人造物，其正式学名为「聚醯胺(Polyamide)」，所以又被简称为PA，它是由含有「羧基(-COOH)」和「氨基(-NH₂、-NHR、-NR₂」的单体通过「醯胺键(-CO-NH-)」所聚合而成的高分子化合物。
（「醯」唸作「ㄒㄧ」）
（「羧」唸作「ㄙㄨㄛ」，但是拼音为「ㄗㄨㄟ」）

至于「Nylon(尼龙)」这个被全世界广泛使用的名称由来，有人说是NewYork及London两地加起来而成，因为这两地是尼龙的最早制造地，也有人说是「Now You’ve Lost, Old Nippon（你输了，老日本）」，可见当时老美有多恨日本人，但这些似乎都没有得到一个定论，就算事实真的如此，杜邦应该也不会承认，总之它就是一种由美国杜邦所发明并命名的高分子产物。

尼龙的塑胶特性

「尼龙」材料之所以具有「强韧」的物性，其主要原因是来自于化学式中的「-CONH(醯胺基)」，比如说以PA6为例，因为其具有-CONH化学式，所以其本身就具有相当的稳定性、耐热性也好，但是因为醯胺基具有良好的亲水性，所以尼龙材质的吸湿性可是非常的高，这也给许多想要使用尼龙来塑型生产商品的制造商造成了一定的困扰，还好现在可以在生产前使用烘料设备来预先烘烤尼龙塑料(含水率0.2％以下，有些PA塑料甚至要求含水率要在0.05%以下)以克服尼龙加热时含水变脆的问题。

另外，尼龙就算在射出成型后，其产品依然会持续地吸收空气中的水分直到饱和为止，而神奇的是，当尼龙的分子链中加入了水分后，反而可以达到「增韧」的效果。也因为尼龙在射出成型后仍然会持续吸水肿胀，以致造成尼龙射出后产品的尺寸不易受控，甚至造成产品弯曲变形等现象，这在其他的塑胶材料中是比较少见到的现象，因此在评估使用尼龙做射出成品开发之初就要预先模拟射出后的吸水率及肿胀问题，甚至要在塑胶模具开发前就预留模具可修改的空间。

（有人将这种188betapp下载后吸水肿胀的现象称之为「回水(water absorption)」，不过188金宝搏苹果下载也是第一次听到这样的说法，因为一般我们对回水的定义都类似回水管，或是河水流经障碍物被拦阻后往后倒流回水形成回流漩涡的现象。）

尼龙射出后会吸水，尺寸会变大是不可避免的自然现象，如果你只是想加速尼龙射出后达到饱和稳定的尺寸，或许可以考虑将射出后的尼龙成品浸泡于热水中煮沸2个小时或是放置于高温蒸气中一个小时来达成。

添加玻璃纤维可以有效降低尼龙射出后尺寸不稳

如果你想要改善尼龙射出后尺寸肿胀不易控制的问题，目前看来就只能添加「玻璃纤维(GF, Glass Fiber)」来做塑胶改性的动作，也就是所谓的「尼龙+纤」。由于尼龙本身为半结晶热塑形材料，在添加玻纤后，其物性与缩水率都会发生明显的变化，基本上添加了玻纤改性后可以得到更好的机械强度与硬度，也会有更高的热变形温度，而且缩水率也会随之降低。

但是尼龙添加玻纤改性后韧性则会下降，熔点则会变高，这个改变也顺带产生了一个明显的缺点，就是射出作业的「熔合线(welding line)」会比较明显，而且熔合处的结合强度也会变得比较差，一旦产品受到应力作用时就容易从融合线的位置开始破裂。

其次，玻璃纤维的配向如果没有弄好，将导致应力分配不均，最后可能造成射出品出现翘曲变形等问题，虽然可以透过移动注胶口的位置来改善，但最好还是在评估是否使用添加玻纤改性前，考虑清楚产品的使用特性，而且在开模前一定要事先做好玻纤配向性评估并预留胶口变更可能性。

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