淺談尼龍隔熱條化學(xué)穩(wěn)定性

　　1. 目前隔熱條市場情況
　　隨著觀念與材料工業(yè)的發(fā)展，建筑門窗從早期的單玻木門窗開始，到單玻實(shí)腹鋼窗、空腹鋼窗、鋁合金門窗、塑鋼窗，最后演進(jìn)至目前的斷橋鋁合金門窗、雙玻節(jié)能木窗、雙玻鋁木門窗等多種節(jié)能門窗并存的局面。

　　木門窗與鋁木門窗具有良好的隔熱節(jié)能效果，但因木材成本高昂，主要應(yīng)用于高端市場。而鋁合金門窗具有重量輕、強(qiáng)度高、剛性好、耐腐無毒、防火性能優(yōu)異、采光面積大、裝飾效果好、使用壽命長等特點(diǎn)，因此廣泛為社會所接受。但缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)比較大，保溫隔熱性能差。隨著國內(nèi)外鋁型材廠家采用“斷橋隔熱鋁材”彌補(bǔ)了鋁合金的固有缺點(diǎn)，新型斷橋隔熱鋁合金門窗逐漸被人們認(rèn)可，每年均以10% 以上的速度增長。

　　“斷橋隔熱鋁型材”中關(guān)鍵部件是用滾壓方式安裝的“隔熱條”，從某種意義上可以說隔熱條性能決定了新型隔熱鋁合金門窗的隔熱節(jié)能效能。一般來說，建筑的能量傳導(dǎo)約為墻體占1/3，空氣對流約為1/3，門窗占1/3，而造價(jià)僅占門窗造價(jià)4%左右的隔熱條，其隔熱效能卻要占門窗的20%-30%，所以，隔熱條不僅是斷橋鋁合金門窗的關(guān)鍵部件，也是門窗節(jié)能的重要構(gòu)成部分！

　　簡單的說斷橋隔熱鋁合金門窗就是在傳統(tǒng)的鋁合金基礎(chǔ)上把原來的一體性型材一分為二，然后由兩支隔熱條通過機(jī)械復(fù)合的手段再將分開的兩部分連接在一起。隔熱條的這種使用性質(zhì)決定了其必須同時(shí)具備很高的強(qiáng)度及優(yōu)異的穩(wěn)定性，否則極易造成門窗、幕墻斷裂脫落，存在重大質(zhì)量及安全隱患，所以隔熱條的材質(zhì)選擇及穩(wěn)定性顯得至關(guān)重要。然而目前由于原料、生產(chǎn)成本大幅上漲，國內(nèi)隔熱條市場極為混亂，摻雜PA66條，PA6條，PVC條等劣質(zhì)隔熱條渾水摸魚，瞞天過海，即使是尼龍PA66條，原材料也有很多種，還有新料和回收料的區(qū)別，質(zhì)量和性能都相差很多，尤其經(jīng)過一段時(shí)間的使用及老化后，穩(wěn)定性將大幅下降，給產(chǎn)品帶來很大的質(zhì)量隱患和安全隱患。

　　2. 尼龍66隔熱條穩(wěn)定性問題
　　尼龍66隔熱條的穩(wěn)定性涉及兩方面的問題:一是尼龍66隔熱條的熱穩(wěn)定性，二是尼龍66隔熱條的光穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性對尼龍66隔熱條加工過程中品質(zhì)的保證具有決定性的作用，而光穩(wěn)定性對保證尼龍66隔熱條的長期安全使用有不可估量的影響。

　　2.1熱穩(wěn)定性
　　（1）高溫?zé)嵫?a href='../../zsk/ct.asp?id=8496' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>降解
　　尼龍66分子結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定化尼龍66是由己二胺和己二酸縮聚合成的高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)式如下：

 　　-(CH2)5-CO-NH-CH2-(CH2)5-
　　在尼龍66分子結(jié)構(gòu)中位于-NH基團(tuán)旁的亞甲基-CH2-是最薄弱環(huán)節(jié)，在高溫(大于120℃)有氧氣存在情況下，氧首先攻擊上述所說的-CH2-中的氫原子形成過氧化物，過氧化物在高溫下很易裂解形成自由基，自由基回過頭來再攻擊-NH基團(tuán)旁的-CH2-，于是發(fā)生尼龍分子鏈斷裂，這就是尼龍66熱氧降解過程。

　　（2）高溫水降解
　　尼龍66在高溫下除了遭遇熱氧降解外，還會遭受水解。這是因?yàn)槟猃?6的合成反應(yīng)是一個化學(xué)平衡過程，它是可逆的，如下表示：

　　nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2-(CH2)6-NH2=HO-[CO-(CH2)4-CO-HN-(CH2)6-NH]n-H+(2n-1)H2O
　　當(dāng)高溫有水時(shí)上述反應(yīng)會向左邊進(jìn)行，即水解，水解的結(jié)果也導(dǎo)致尼龍分子鏈發(fā)生斷裂。尼龍66隔熱條在熔融狀態(tài)下進(jìn)行加工時(shí)，尼龍66本身的降解過程是復(fù)雜的，其中既包含了熱氧降解又同時(shí)有水解。

　　2.2光穩(wěn)定性
　　尼龍66的熱穩(wěn)定主要涉及的是隔熱條加工成型過程中的品質(zhì)保證，隔熱條在實(shí)際使用過程中周邊環(huán)境溫度一般不會超過50℃，這樣的溫度對尼龍66隔熱條不會造成任何明顯損害。但由于隔熱條作為整體窗框的一部分不可避免地要受到戶外太陽光紫外線照射，因此尼龍66的光穩(wěn)定性就與隔熱條能否長期使用緊密聯(lián)系。

　　當(dāng)尼龍66暴露在300nm-400nm范圍的紫外線下時(shí)，尼龍分子鏈中的碳氮鍵會發(fā)生斷裂，另外-NH基團(tuán)旁的亞甲基-CH2-亦會發(fā)生歧化產(chǎn)生自由基，二者共同作用的結(jié)果是使尼龍分子鏈斷開，尼龍分子量下降，強(qiáng)度降低，給產(chǎn)品帶來很大的安全隱患。

　　2.3 穩(wěn)定性對隔熱條的影響
　　無論是熱氧降解，水解抑或光降解，帶來的都是尼龍分子量的減少，這在隔熱條性能上的表現(xiàn)就是隔熱條強(qiáng)度急劇下降，同時(shí)韌性損失，脆性大增。因此在隔熱條生產(chǎn)中，需精確控制成型溫度及原料含水率，并添加一定比例的穩(wěn)定劑和抗氧化劑，這勢必會對廠家工藝技術(shù)提出更高的要求，同時(shí)也帶來一定成本的上升。

　　目前國內(nèi)隔熱條生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平參差不齊，且由于PA66GF25復(fù)合材料的成本高、擠出成型工藝復(fù)雜、穩(wěn)定助劑價(jià)格高，很多廠家生產(chǎn)的隔熱條穩(wěn)定性都存在一定的問題。選擇性能優(yōu)異、品質(zhì)有保障的隔熱條變得尤為重要。

　　3. 各類劣質(zhì)隔熱條的穩(wěn)定性
　　（1）PVC隔熱條
　　PVC隔熱條強(qiáng)度低、耐熱性差、抗老化性能差，其軟化點(diǎn)為80℃，于130℃開始分解變色，并析出HCl，同時(shí)PVC與鋁合金的線膨脹系數(shù)相差甚遠(yuǎn)，往往導(dǎo)致隔熱門窗在安裝使用一段時(shí)間后，隔熱條在型材內(nèi)出現(xiàn)松動，甚至完全脫離及斷裂。輕則導(dǎo)致窗體松動、變形，破壞門窗的氣密水密性，重則導(dǎo)致窗體整體松散、脫離。

　　（2）PA6、ABS摻雜隔熱條
　　尼龍6相鄰分子間的氫鍵結(jié)合相比尼龍66弱，因此它的熔點(diǎn)比尼龍66要低40℃左右，耐熱性能相對較差。ABS樹脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯三種單體的接枝共聚物，分子式為（C8H8•C4H6•C3H3N）x，但實(shí)際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，ABS塑料的成型溫度為180-250℃，但是最高不超過240℃。

　　國內(nèi)很多廠家為降低成本，便于加工，摻雜部分尼龍6、ABS等原料生產(chǎn)隔熱條，由于實(shí)際生產(chǎn)中尼龍66成型溫度往往高于它們的分解溫度，因此部分原料容易分解，造成隔熱條總體性能下降，同時(shí)這些通用塑料耐老化性差的問題也是隔熱條質(zhì)量安全的一大隱患。

　　（3）回收尼龍66
　　回收PA66含有相當(dāng)量的PVC、PP、PE等塑料雜質(zhì)，且成分更復(fù)雜，助劑重復(fù)使用、毒性更大！經(jīng)過長期使用，材料內(nèi)部不相容的雜質(zhì)會與尼龍界面結(jié)合脫離，雜質(zhì)析出，內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，性能明顯降低。

　　4. 結(jié)束語
　　尼龍66隔熱條的穩(wěn)定化涉及產(chǎn)品最終質(zhì)量和長期使用的安全性問題，特別是隔熱條的光穩(wěn)定性好壞，應(yīng)該引起使用者的高度注意。建議用戶在使用和甄別隔熱條時(shí)選擇質(zhì)量有保障的玻纖增強(qiáng)尼龍66隔熱條，同時(shí)不忘向提供者索要相關(guān)檢測報(bào)告和長期質(zhì)量保證承諾，做好使用過程中的質(zhì)量跟蹤。