PA12 即尼龍12，又叫聚十二內(nèi)酰胺、聚月桂內(nèi)酰胺，是一種高性能長(zhǎng)碳鏈尼龍。

尼龍12的相對(duì)密度僅為1.01-1.03，受益于輕量化要求提高，汽車(chē)是尼龍12最大的需求市場(chǎng)，且目前仍保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。此外，3D打印行業(yè)的迅速發(fā)展擴(kuò)大了對(duì)高性能打印材料的需求，尼龍12材料在3D打印中表現(xiàn)出色。在此背景下，全球尼龍12市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著我國(guó)電子、汽車(chē)、機(jī)械、電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，中國(guó)已成為尼龍12全球最大消費(fèi)市場(chǎng)之一。       

 尤其值得一提的是，除了新能源汽車(chē)，隨著儲(chǔ)能熱管理技術(shù)的進(jìn)步，液冷儲(chǔ)能成為工商業(yè)儲(chǔ)能和集裝箱儲(chǔ)能的行業(yè)趨勢(shì)，其中，PA12以其優(yōu)異的性能成為液冷管路的優(yōu)選材料。

1. 歷史

了解一種材料，不得不提其歷史，PA12發(fā)展歷史如下：

1966 年， Emser 公司和 Huls 公司首次成功開(kāi)發(fā)PA12 。

20 世紀(jì) 70 年代，尼龍 12 首先由贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)（Evonik）的前身德國(guó)德固賽公司在 Marl 率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，隨后瑞士 EMS、法國(guó)阿科瑪（Arkema）和日本宇部興產(chǎn)（UBE）也陸續(xù)宣布工業(yè)化生產(chǎn)的消息，四大生產(chǎn)商已經(jīng)牢牢掌握尼龍 12 的生產(chǎn)技術(shù)近半個(gè)世紀(jì)。

2018 年，法國(guó)阿科瑪宣布在中國(guó)常熟園區(qū)提升其全球 PA12 材料 25%的產(chǎn)能，并有望在 2020 年中投產(chǎn)。德國(guó)贏創(chuàng)也宣布投資 4 億歐元在 Marl 工業(yè)園區(qū)擴(kuò)充其 PA12 材料 50%的產(chǎn)能，并計(jì)劃于 2021 年初開(kāi)始運(yùn)行。

1977 年，江蘇淮陰化工研究院與上海合成材料研究所合作以丁二烯為原料進(jìn)行尼龍 12 的合成研究工作。隨后巴陵石化有限責(zé)任公司（原岳陽(yáng)石油化工總廠）以環(huán)已酮為原料進(jìn)行了尼龍 12 小試合成研究。

2012 年起，萬(wàn)華開(kāi)始尼龍 12 材料相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)，2013 年萬(wàn)華尼龍 12 小試項(xiàng)目正式啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)積累和小試中試，萬(wàn)華的尼龍 12 技術(shù)經(jīng)中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)組織成果鑒定，已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平。隨著 2019 年底萬(wàn)華年產(chǎn) 4 萬(wàn)噸尼龍 12 項(xiàng)目得到環(huán)評(píng)批復(fù)，進(jìn)入工業(yè)化實(shí)施階段，率先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，打破海外廠商壟斷。

2022年10月18日，萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司4萬(wàn)噸/年尼龍12產(chǎn)業(yè)鏈裝置成功產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。標(biāo)志著我國(guó)尼龍12全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)化技術(shù)取得重大突破，也意味著萬(wàn)華化學(xué)成為全球第二家擁有尼龍12全產(chǎn)業(yè)鏈制造核心技術(shù)和規(guī)模化生產(chǎn)制造能力的企業(yè)。

2. 結(jié)構(gòu)性能

尼龍12 中存在著非極性的亞甲基基團(tuán)，而且數(shù)量很大，這使尼龍12 分子鏈的柔順性較大；尼龍12 中的酰胺基團(tuán)是極性的，且內(nèi)聚能很大，它的分子之間可形成氫鍵，使分子的排列較規(guī)整。因此尼龍12的結(jié)晶度高，強(qiáng)度也較高。尼龍12(PA12)吸水率低，耐低溫性好，氣密性好，耐堿、油脂性能優(yōu)良，耐醇類(lèi)和無(wú)機(jī)稀酸以及芳烴的性能中等，力學(xué)性能和電性能亦好，且屬自熄性材料。

1）密度

尼龍 12 的相對(duì)密度僅為1.01-1.03，是所有工程塑料中最小的，這對(duì)減輕汽車(chē)質(zhì)量，降低油耗有一定的作用。如果按單位體積比較，尼龍 12 在價(jià)格和性能上具有優(yōu)勢(shì)。

2）熔點(diǎn)

尼龍 12 的熔點(diǎn)為172-178℃，稍低于尼龍11，完全能夠滿足汽車(chē)燃油管和氣制動(dòng)管的工作環(huán)境溫度要求。

3）吸水性

眾所周知，尼龍制品最大的缺點(diǎn)就是吸水性大，尺寸穩(wěn)定性難以保證。但是，由于尼龍 12 中亞甲基分子的增多，大大降低了親水基團(tuán)的影響，因此，尼龍 12 具有尼龍產(chǎn)品中最低的吸水率，這樣就減小了制品因吸水而造成的性能和尺寸的改變，這使尼龍 12 具有很大的優(yōu)勢(shì)。吸水后，尼龍 12 的抗拉強(qiáng)度降低很小，而尼龍66和尼龍 6卻有很大的變化。

4）抗沖擊強(qiáng)度

抗沖擊強(qiáng)度是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于經(jīng)常暴露在空氣中的尼龍 12 管，這項(xiàng)指標(biāo)尤其重要。尼龍 12 在-20℃和-40℃下按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，均無(wú)斷裂現(xiàn)象，完全符合使用要求。尼龍 12 抗沖擊性能十分優(yōu)異。

5）低溫性能

尼龍 12 的脆性溫度最低，達(dá)-70攝氏度，因此，可廣泛用于耐低溫的部件。下表列出尼龍樹(shù)脂的脆性溫度：

6）柔韌性

增塑劑對(duì)尼龍 12 物理性能的影響集中表現(xiàn)在樹(shù)脂的彈性模量上。尼龍 12 有三種基本類(lèi)型的樹(shù)脂，它們的主要區(qū)別是因增塑劑含量不同而形成了不同的柔韌性。隨著增塑劑可萃取組分含量的增高，樹(shù)脂的彈性模量降低。

7）低磨耗和低摩擦性能

尼龍 12 有優(yōu)異的低磨耗和低摩擦性能及自潤(rùn)滑性能，因此尼龍 12 產(chǎn)品摩擦噪聲很低。下表給出了尼龍 12 與其它塑料經(jīng)泰伯圓盤(pán)試驗(yàn)得到的數(shù)值。

8）耐燃油性能

在汽車(chē)上，目前使用的含氧燃油、高芳烴燃油和酒精混合燃油會(huì)導(dǎo)致許多軟管材料的分解。經(jīng)試驗(yàn)，僅尼龍11、尼龍 12 和碳氟樹(shù)脂彈性體可在此環(huán)境下使用。在汽車(chē)燃油的作用下，所有的尼龍都會(huì)溶漲，從而導(dǎo)致尺寸改變，尤其在含甲醇的汽油中，含有大量酰胺基團(tuán)的尼龍如尼龍6比含有少量酰胺基團(tuán)的尼龍如尼龍 12 % 溶漲量大很多。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，含15%甲醇的燃油對(duì)尼龍有很大的影響。

9）耐氯化鋅溶液

氯化鋅會(huì)出現(xiàn)在車(chē)底環(huán)境中。在一定的溫度和濕度下，路上的鹽分與鍍鋅鋼板或含鋅底漆發(fā)生反應(yīng)，形成少量的氯化鋅。氯化鋅有很強(qiáng)的腐蝕作用，但尼龍 12 耐氯化鋅溶液的能力很強(qiáng)。臭氧老化、紫外線照射、溫度條件等等，都會(huì)帶給零件不同程度的損傷，降低使用壽命。由于尼龍 12 中不存在容易受到臭氧進(jìn)攻的 + 2 3 2 + 不飽和雙鍵，因此不會(huì)發(fā)生臭氧老化問(wèn)題。

另外，尼龍 12 的結(jié)晶度高，熔融溫度高，其耐熱穩(wěn)定性也較好，添加熱穩(wěn)定劑后，耐熱性能更是成倍提高。陽(yáng)光照射時(shí)，其能量能夠引起有機(jī)物的化學(xué)鍵斷裂。而尼龍 12 中的C-H、C-O、C-N鍵的鍵能均很大，紫外線不足以破壞它們，只能破壞鍵能較小的C-C鍵；因此，在原料中添加適當(dāng)?shù)目估匣瘎┖螅猃?12的抗紫外線性能十分優(yōu)異。

目前以贏創(chuàng)公司為代表的大部分生廠商都使用以丁二烯為原料的主流工藝路線，而日本宇部興產(chǎn)公司取得英國(guó)石油化學(xué)公司的技術(shù)許可后，采用以環(huán)己酮為原料的工藝路線實(shí)現(xiàn)了PA12的工業(yè)化生產(chǎn)。

近年來(lái)，越來(lái)越多的尼龍生產(chǎn)企業(yè)與科研工作者將目光轉(zhuǎn)向了生物基尼龍的發(fā)展，其中包括贏創(chuàng)、杜邦、帝斯曼和巴斯夫等著名化工企業(yè)。目前，已有多種尼龍單體實(shí)現(xiàn)了生物法從頭合成，包括尼龍4單體4-氨基丁酸、尼龍5單體5-氨基戊酸和尼龍6單體6-氨基己酸。雖然國(guó)外已經(jīng)有了一些尼龍12單體生物合成的相關(guān)研究，但是效率均較低，且目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)從頭生物合成。

內(nèi)容來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
免責(zé)聲明：本文（部分）數(shù)據(jù)、圖表或其他內(nèi)容來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)或其他公開(kāi)發(fā)表的資料，僅供讀者參考、交流、學(xué)習(xí)，不涉及任何商業(yè)行為或目的。版權(quán)歸屬原作者、原出處。若版權(quán)所有者認(rèn)為本文涉嫌侵權(quán)或其他問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我方并及時(shí)處理。