楊興杰
1.聚酰胺PA概述
聚酰胺（polyamide/Nylon，簡稱“PA”）俗稱尼龍，是指主鏈上含有酰氨基（—CONH—）重復結構單元的聚合物，包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。脂肪族聚酰胺是聚酰胺材料中最主要的一類，品種多，產量大，應用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數而定，主要包括PA6、PA66及PA11等。其中，PA6的化學名稱為聚酰胺6，又稱尼龍6，是尼龍材料中最主要的產品之一，可以加工成單絲、衣用纖維、工程塑料、塑料薄膜等制品。按照下游應用領域來劃分，PA6可分為尼龍薄膜級、工程塑料級以及尼龍纖維級。
圖表：PA行業分類
2.聚酰胺PA結構特征
聚酰胺是一種高聚物，其主鏈中含有酰胺基團。它可以通過內酰胺開環聚合或二元胺與二元酸縮聚來制備。主要品種包括尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍610、尼龍612、尼龍46和尼龍1010等。其中，尼龍6和尼龍66產量最高，占據了主要市場份額。尼龍具有結晶性，氫鍵作用力較大，賦予其高熔點、優異的力學性能和耐熱性。此外，尼龍還具有良好的耐化學藥品性、耐油性、耐磨性、自潤滑性和易于成型加工的特點。
尼龍的化學結構可以分為兩種基本類型：一種是由ω-氨基酸或其內酰胺形成的，另一種是由二元酸和二元胺縮聚而成的。這些化學結構決定了尼龍的性能特點。不同種類的尼龍具有不同的特性，但它們都具有共同的優點：優異的力學性能、耐熱性、抗化學性能和成型加工性。
二元胺和二元酸或者二元胺和二元酸中的亞甲基可以被環狀或者芳香族化合物取代，也可以是上述結構的尼龍的共聚物。從上述尼龍的結構中可以看出，尼龍分子的主鏈段單位中都含有酰氨基團（—CONH—），同時含有亞甲基或部分亞甲基、部分環狀化合物基團或芳香族化合物基團。尼龍的性能與上述的化學結構密切相關。由于各種尼龍的化學結構不同，它們的性能也會有所差異，但它們共同具有以下特性：尼龍的分子之間能形成氫鍵，使得結構容易結晶化，并且分子間相互作用力較大，賦予尼龍高熔點和良好的力學性能。酰氨基是親水基團，因此尼龍具有較大的吸水性。另外，尼龍的化學結構中還含有亞甲基或芳基，使其具有一定的柔性或剛性。隨著亞甲基/酰氨基比例的增加，分子中的氫鍵數量減少，分子間作用力減小，柔性增加，吸水性減小。因此，通常尼龍工程塑料具有良好的力學性能、電性能、耐熱性和韌性，同時具有出色的耐油性、耐磨性、自潤滑性、耐化學藥品性和成型加工性。
3.聚酰胺PA主要性能特點
基本性能特征：尼龍具有極性酰氨基團，可形成氫鍵，分子間作用力大，易結晶，具有良好的力學性能和耐熱性。此外，尼龍耐低溫性好，電絕緣性良好，吸水性較大，無毒、無臭、不易腐爛，耐候性好。在化學穩定性方面，尼龍耐海水、溶劑和油類，但不耐酸。尼龍的燃燒性為UL94V-2，熔點較高，且具有良好的流動性。
物理性能：尼龍外觀為乳白或淡黃色，具有一定的硬度和光澤。不同種類的尼龍具有不同的密度，且具有不同的結晶度和吸水率，進而影響其力學性能和尺寸穩定性。
力學性能：尼龍具有較高的機械強度和彈性模量，耐疲勞性良好，耐摩擦性和耐磨性優異。通過玻璃纖維增強處理可提高尼龍的力學性能，耐磨性尼龍1010表現最佳。
熱性能：尼龍的熱變形溫度較低，但通過玻璃纖維增強可提高至200℃。尼龍的熱導率很小，線脹系數和熱穩定性受結晶度影響。
電性能：尼龍作為絕緣材料，具有一定的電絕緣性能，介電常數和電導率受結構和含水率影響。尼龍不適用于高頻和濕環境下的絕緣材料。
環境性能：尼龍耐化學穩定性良好，耐油性突出。然而，尼龍在陽光下易脆化，不適用于戶外環境。
4.成型加工特性
尼龍在成型過程中易受潮，熔體流動性好但易產生“流延”現象。成型時需要嚴格控制溫度和濕度，避免水分對制品性能的影響。由于尼龍的成型收縮率大，成型后需進行除濕處理和退火處理，以提高尺寸穩定性。
5.應用領域
尼龍作為工程塑料被廣泛應用于機械、交通、電器、儀器儀表、醫療器械和日用品領域。常見應用包括制作齒輪、滑輪、軸承、泵葉輪、密封圈、襯套、閥座、墊片、貯油容器、拉鏈等。其耐磨、耐油、耐磨擦性和自潤滑性使其成為許多領域的首選材料。
6.PA行業市場規模
近年來，薄膜級PA6產量隨著BOPA薄膜等聚酰胺薄膜的市場規模擴大而同步增長。根據卓創資訊數據，2018-2022年期間，我國PA6行業呈現穩定增長的發展態勢。市場需求由339.10萬噸增長至449.80萬噸，年復合增長率7.32%；產量由292.80萬噸增長至443.30萬噸，年復合增長率約為10.93%。
圖表：2018-2022年我國PA行業市場需求及產量規模
數據來源：卓創資訊
在下游應用方面，PA6主要用于纖維、薄膜以及工程塑料等塑料制品領域。其中纖維主要包括民用長絲、工業絲、短纖、綜絲、單絲。根據卓創咨詢數據，2022年PA6下游實際消費量約為410.7萬噸，較上年減少1.04%，預計2023年PA6下游實際消費量約447.7萬噸，較2022年增加約9%。具體來看，BOPA薄膜占PA6下游總消費量的6%。
圖表：2022年國內PA6下游市場消費需求占比
數據來源：卓創資訊
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