蓖麻油的终端衍生产品—尼龙1010

◎赵学敬

（河南工业大学，河南 郑州 450001）

蓖麻油的终端衍生产品—尼龙1010

◎赵学敬

（河南工业大学，河南 郑州 450001）

尼龙1010是我国研制成功的材料品种，工业用途重要。文章把它视作蓖麻油衍生产品的终端，对其产出的化工原理、各种性能、工业用途、以它为原料的制品加工方法，一一作了论述。

癸二酸；癸二胺；化工原理；尼龙1010；工业用途

尼龙1010是蓖麻油衍生的终端产品，也是我国1958年研制成功的专利材料，在塑料工程使用中很受欢迎。它表面光亮，质轻坚硬，半透明体。本身无毒，不受霉菌、细菌、酶类和害虫的侵害。其最大用途是:可替代铜和其他金属制作工业上配套的零部件。

1 尼龙1010产出的化工原理

1.1 化工原理

尼龙1010是癸二酸和癸二胺两种单体原料（这里均由蓖麻油制得）缩聚而成。首先将两种单体原料分别溶于乙醇，继而在混溶中进行中和反应，生成盐类，后加热加压脱水，便得产品。化工过程如下:

生成的尼龙1010盐，在多量癸二酸的维护下，施以高温高压，经脱水、缩聚反应便产出尼龙1010聚合体，即:

接着，用正压氮气把尼龙1010聚合体压出缩聚釜，过铸型孔，成条状，切粒，水冷却，再干燥，再冷却，最后成品包装。

1.2 粘度分类

尼龙1010颗粒溶于94%～96%浓硫酸中，浓度1.0 g／100 mL，25 ℃时测定粘度，所得数据存在差异，且表现为3个范围，即:

低粘度尼龙1010，相对粘度为1.5～2.0。

中粘度尼龙1010，相对粘度为2.0～2.5。

生成尼龙1010盐的化工过程

尼龙1010聚合体

高粘度尼龙1010，相对粘度为2.5～3.0。

1.3 技术经济指标

以癸二酸为原料制得癸二胺，两者再聚合生成尼龙1010，其技术经济指标见表1。

表1 生产尼龙1010的技术经济指标

2 尼龙1010的各种性能

2.1 物理性能

比重:1.05。最大吸水率约1%～2%，比尼龙6和尼龙66低。它的轻度含水，有利于变韧，在完全干燥情况下易变脆。

2.2 机械性能

尼龙1010的表面硬度较大，具有高度延展性。在冲击力作用下，不易断裂或弯曲。在拉力作用下，牵伸长度可达原长的3～4倍。拉伸能引起分子定向排列，强度增大。它还有自身润滑性和耐磨性，例如，它的比重仅为铜的1／7，而耐磨性却是铜的8倍。它还有吸音性能，用它制造的机具运转中噪音小。强度和硬度见表2。

尼龙1010的制品，经过沸水蒸煮或放在130 ℃油中处理1～2 h，能提高尺寸的稳定性。

2.3 热学性能

尼龙1010的热学性能表见表3。

尼龙1010的熔融范围较窄，耐热、耐压情况尚好。长期处于使用状态时，外界温度宜在80 ℃以下;处于短期使用状态时，外界温度可达120 ℃而不变性。若在高于100 ℃环境中长期使用，且与氧接触的条件下，机械强度将会下降，色变为黄褐色。熔融状态下，与氧气接触很易热氧化。它的耐寒性良好，在-60 ℃下并不变脆，能保持一定的机械强度。

2.4 电学性质

尼龙1010的电学性质见表4。

表2 尼龙1010的强度和硬度

表3 尼龙1010的热学性能

表4 尼龙1010的电学性质

由于尼龙1010吸水性弱小，介电稳定性也就较好。

2.5 化学性能

尼龙1010不溶于烃、低级醇、脂类等大多非极性溶剂。能溶于苯酚、甲酚、甲酸、浓硫酸、水合三氯乙醛等极性溶剂。常温下，浓硫酸对尼龙1010起溶解作用;高温下，浓硫酸能把尼龙1010裂解，如用氧化性的浓酸，裂解作用更甚。对大多常用溶剂，尼龙1010是稳定的。

3 尼龙1010的防老化问题

尼龙1010存在老化问题，分为大气老化和热老化，又因尼龙1010中是否加有亚磷酸、碘化钾、乙酸铜（三者共占比例0.3%）防老剂，老化情况是不一样的。

未加防老剂的尼龙1010，它的抗张强度8个月之前变弱缓慢，9～11个月陡降，11个月后无什么变化。其抗弯强度，3个月之前呈增强趋势，3个月后则滑坡般地下降。其伸长率，2个月之前100%，2个月后陡降，暴露10个月伸长率消失。

尼龙1010中若加入0.3%的防老化剂，分别在80、100、120 ℃下进行长期热老化试验，结果见表5。

分析表5，可得出这样的结论:加入防老化剂的尼龙1010，80 ℃以下的老化速度是很缓慢的。在热老化过程中，抗拉强度和抗弯强度一直超过原始强度，而断裂伸长率比原始皆小，这是因为样品含湿量很低，失去水分又影响了增塑作用，质地变硬所致。

表5 尼龙1010加入防老化剂后的老化试验

4 尼龙1010的工业用途和制品加工

4.1 工业用途

尼龙1010是铜和其他金属的良好替代品。原用铜制造的单管、管缆、管件，皆可用尼龙1010来制作。制作的单管可代替紫铜管，用在机床的液压系统;热水袋上的镍铬铜螺纹盖，也可用尼龙1010制作。用它制作高压釜中的密封圈，能经受900 h、100～300 hPa大气压的考验。电机上的接线罩和螺帽，原为铝制品，现成尼龙1010制品。加入石墨的尼龙1010，以替代黄铜，来制作单相表上的宝石螺帽。另外，电焊机上铜质控制阀座、摇臂钻床上下部位的管体和螺母，都可以用尼龙1010来制作。玻纤增强的尼龙1010，不仅能制造水泵叶轮、叶片，还能代替不锈钢、青铜、铸铁等金属材料，用途广泛。

4.2 制品加工

尼龙1010的制品加工，方法有挤出成型、注射成型、火焰喷涂及其他加工技艺。

4.2.1 挤出成型

4.2.1.1 管材挤出工艺条件

料筒后部温度250～270 ℃，料筒前部温度260～280 ℃;机头后部温度240～250 ℃，机头前部温度210～230 ℃。口模温度200～210 ℃。螺杆为突变压缩型，L／D＝15，螺杆速度15 n／min。模套内经44.8 mm，模芯外径38.5 mm，口模平直部分长度45.0 mm，管材内径25.0 mm，管材外径31.3 mm，拉伸比1.5，真空定型直径31.7 mm，真空定型与口模距离20.0 mm。

4.2.1.2 棒材挤出工艺条件

料筒后部温度265～275 ℃，料筒前部温度275～285 ℃。机头后部温度250～255 ℃，机头前部温度200～210 ℃。机头与水冷定型模连接部位的温度200～210 ℃，水冷定型模冷却部位温度70～80 ℃。螺杆直径φ65.0 mm，螺杆转速105 n／min。牵引速度44.0～50.0 mm／min。水冷定型模直径为67.0 mm时:棒材直径63.0 mm，产品收缩率5.0%，产量9.0～9.5 kg／h。4.2.2 注射成型

尼龙1010注射成型的工艺条件分别为:注射压力400～1 000 kg／cm2，料筒后部温度190～210 ℃，料筒中部温度200～220 ℃，料筒前部温度210～230℃，喷嘴温度200～210 ℃。注射20～90 s,高压0～5 s,冷却20～120 s，总周期45～220 s。螺杆转速48 n／min。收缩率1.0%～2.5%。后处理中，用90～100℃的油或水加热4 h。

4.2.3 火焰喷射

把粒度80目左右的尼龙1010预热到50～60 ℃，利用塑料喷枪进行火焰喷涂。被涂工件事先要经去油、喷砂处理并预热到（250±5）℃。火焰喷涂中，采用CO2气力输送（因用压缩空气输送会使涂层氧化变黄），工作压力2.0～2.5 kg／cm2。氧乙炔喷射火焰，氧气压力2.0～4.0 kg／cm2，乙炔压力0.5 kg／cm2。喷涂的适宜厚度0.5～0.7 mm。

喷涂好的工件应立刻用水淬火，使得涂层软而坚韧。

4.2.4 其他使用方法

可用尼龙1010配置粘合剂，粘合效果良好。例如，先以重量比配制溶剂（苯酚∶水∶甲醛＝88∶12∶6），再酌量加入尼龙1010，调节粘度，一种很佳的粘合剂就配制出来了。

[1]钱知勉.塑料性能应用手册[M].上海:上海科学技术出版社，1980.

[2]赵学敬.癸二酸与工业制取技术[J].粮食流通技术，2014（5）:38-41.

[3]赵学敬.蓖麻油衍生产品癸二胺的制取理论与工程[J].现代食品，2015（20）.

Terminal Derivative Product of Castor Oil： Nylon1010

Zhao Xuejing
（Henan University of Technology, Henan Zhengzhou 450001, China）

Nylon 1010 is a material developed in China, and has important industrial applications. As the terminal product of castor oil derivatives, this paper discussed the production theory, properties, industrial application, and preparation method of products made of nylon 1010.

Sebacic acid; Sebacic amine; Chemical theory; Nylon 1010; Industrial application

TQ64

赵学敬（1942-），男，高级工程师，主要研究方向：炼油及农副产品加工。