Najlon, kao važna inženjerska plastika, ima širok raspon primjena u mnogim poljima. Razumijevanje strukture najlonskih proizvoda od velikog je značaja za duboko razumijevanje njegove performanse i primjene.
Osnovna strukturna jedinica najlona sastoji se od ponavljajućih jedinica povezanih amidnim vezama. Amidne veze nastaju reakcijom karboksilne skupine i amino grupe i imaju visoku polarnost. Ovaj polaritet omogućuje snažno vezanje vodika između najlonskih molekula. Ponavljajuća jedinica najlona obično se sastoji od diamina i diacid ili aminokiselina. Na primjer, uobičajeni najlon 66 nastaje kondenzacijom heksametilendiamina i adipinske kiseline, a najlon 6 nastaje polimerizacijom kaproraktama za otvaranje prstena. Različite strukture sastava određuju karakteristike performansi različitih vrsta najlona.
Struktura molekularnog lanca najlona uključuje linearnu strukturu i razgranatu strukturu. Njegov molekularni lanac obično je linearni, a ova struktura čini da najlon ima visoku kristalnost i pravilnost. U kristalnom stanju, najlonski molekularni lanci usko su raspoređeni tako da tvore uređenu kristalnu strukturu, poboljšavajući tako čvrstoću, tvrdoću i toplinsku otpornost materijala. Linearni molekularni lanci također daju najlonu dobru obradu, a mogu se pretvoriti u proizvode različitih oblika kroz različite metode obrade kao što su oblikovanje ubrizgavanja, ekstruziranje i oblikovanje puhanja. U nekim slučajevima mogu postojati razgranate strukture u molekularnom lancu najlona, a stupanj razgranavanja utjecati će na kristalizaciju i mehanička svojstva najlona. Općenito govoreći, što je veći stupanj grananja, niži je stupanj kristalnosti, žilavost i mekoća materijala mogu se povećati, ali snaga i tvrdoća će se smanjiti.
Agregatna struktura najlona podijeljena je u kristalnu strukturu i amorfnu strukturu. Najlon je polukristalni polimer, a kristalna struktura je ključna za performanse materijala. Stupanj kristalnosti ovisi o čimbenicima kao što su molekularna struktura, uvjeti obrade i toplinski obrada najlona. Veća kristalnost može poboljšati čvrstoću, tvrdoću, toplinsku otpornost i kemijsku korozijsku otpornost najlona, ali će smanjiti žilavost i transparentnost materijala. Kontroliranjem stupnja kristalnosti, performanse najlona mogu se prilagoditi kako bi se ispunili različiti zahtjevi za primjenom. Istodobno, postoji određeni udio amorfnih regija u agregatnoj strukturi najlona. Molekularni lanci u amorfnoj regiji su poremećeni, imaju veliku fleksibilnost i deformabilnost i imaju važan utjecaj na žilavost, transparentnost i performanse prerade najlona.
Amidne veze u najlonskim molekulama mogu tvoriti vodikove veze. Prisutnost vodikovih veza čini da molekule najlona imaju snažnu silu interakcije, poboljšavajući tako otpornost na čvrstoću i toplinsku otpornost materijala. Njegova formacija također će utjecati na kristalizacijsko ponašanje najlona. Tijekom procesa kristalizacije, vodikove veze mogu promicati uredno raspored molekularnih lanaca i poboljšati kristalnost. Istodobno, oni također mogu ograničiti kretanje molekularnih lanaca do određene mjere, utječući na tako svojstva žilavosti i obrade materijala.
Učinkovitost najlona usko je povezana s njegovom polimernom strukturom. Visoka čvrstoća i velika žilavost uglavnom potječu iz njegove linearne strukture molekularnog lanca i vezanje vodika; Toplinski otpor povezan je s njegovom kristalnošću i toplinskom stabilnošću molekularnog lanca; Otpornost na kemijsku koroziju uglavnom ovisi o njegovoj molekularnoj strukturi i kristalnosti; Učinkovitost obrade usko je povezana sa njegovom strukturom molekularnog lanca i agregatnom strukturom.
50% najlona visokih vlakana (obično se odnosi na najlonske kompozitne materijale ojačane s velikim udjelom staklenih vlakana ili ugljičnih vlakana) je inženjerska plastika visokih performansi s mnogim karakteristikama performansi jezgre, poput velike čvrstoće i krutosti. Visoki sadržaj vlakana (50%) značajno poboljšava vlačnu čvrstoću, fleksibilni modul i otpornost na utjecaj materijala; Toplinski otpor se poboljšava, a temperatura toplinske deformacije može doseći iznad 200 stupnjeva; dobra dimenzijska stabilnost i nisko skupljanje; nositi otpornost i otpornost na umor; Kemijska otpornost je ulje, otapalo i slaba kiselina i alkalija, ali može se pogoršati u jakim kiselinskim ili jakim alkalnim okruženjima. Međutim, visoki sadržaj vlakana može umanjiti žilavost i povećati materijalnu krhkost, što zahtijeva optimizaciju postupka oblikovanja ubrizgavanja.
Razumijevanje strukture najlonskih proizvoda pomaže u potpunom igranju prednosti najlona. U poslovanju s vanjskim trgovinama također može bolje uvesti karakteristike i vrijednost najlona kupcima i promovirati međunarodnu trgovinu najlonskih proizvoda.