尼龍作為五大工程塑膠之首，PA66和PA6占到整個尼龍市場的90%以上。這其中，PA66有約59%用于工程塑膠，還有将近41%是用于制作纖維，其中工業長絲占比約23%。
攝于華峰展台
早在1939年杜邦公司首先完成了尼龍66工業化生産，最初的尼龍66纖維主要用于襪子，即大名鼎鼎的尼龍襪。
在經過幾十年不懈努力與研究發展，現階段尼龍66纖維已廣泛應用在輪胎簾子布、軍用降落傘、安全氣囊、服裝紡織等領，服裝紡織領域涉及織襪、内衣、體操服、休閑服、滑雪衫、泳裝等紡織産品。
攝于神馬展台
攝于華峰展台
那麼尼龍66工業絲特性有哪些？是怎麼生産出來的？性能影響因素又有哪些呢？
1、尼龍66纖維特點及應用範圍
尼龍纖維 攝于華峰展台
尼龍66具有以下優勢。
（1）高強度：尼龍66在拉伸和彎曲方面的強度均超過其他尼龍品種，具有較強的承載和抗沖擊能力。
（2）耐磨性：尼龍66具有低摩擦系數和良好的自潤滑性，能夠有效降低磨損和噪音，提高使用壽命。
（3）耐熱性：尼龍66的熔點高達252℃,持續耐熱溫度可達80~120℃,能在高溫環境下保持良好的性能。
（4）耐化學性：尼龍66對酸堿和大多數有機溶劑都有較好的抵抗能力，不易被腐蝕或降解。
（5）易加工性：尼龍66具有良好的流動性和成型穩定性，可以通過注塑或擠出等方式加工成各種形狀和規格的産品。
表1常見工業絲性能參數
2、尼龍66的分子結構特征、凝聚态結構特征與性能
尼龍66的分子具有對稱性，所有的碳氮鍵之間都能發生氫鍵作用，而尼龍6的分子不具備對稱性，有一部分的碳氮鍵之間無法形成氫鍵，是以尼龍66纖維比尼龍6纖維有更高的強度和更好的機械加工性能。
尼龍66的結晶能力和結晶速率都顯著高于尼龍6（分别高出約20倍和12倍）。是以，尼龍66适合采用高速直接紡絲法，能有效提高産品的機械性能和穩定性，主要适用于高品質輪胎。尼龍6通常采用兩步紡絲法，大部分用于輕型卡車胎、出口胎等，少數可用于高品質輪胎。
3、尼龍66工業絲的生産工藝和生産裝置
尼龍66工業絲的生産有連續縮聚直接紡絲和間歇縮聚固相縮聚紡絲兩種工藝。前者是一體化的過程，由尼龍66鹽經過精煉、聚合制成尼龍66熔體再紡絲，技術難度大，但效率高、穩定性好、經濟性好。
尼龍66工業長絲 圖源：海利得
間歇法是以尼龍66切片為原料經噴出、冷卻、給油、牽伸、卷繞等步驟，形成尼龍66工業絲。該法優點在于便于存儲運輸、工藝難度小，但能耗大、穩定性差。下圖為尼龍66纖維生産流程圖。
圖1尼龍66纖維生産裝置流程圖
4、影響尼龍66工業絲生産的關鍵因素及作用規律
4.1尼龍66聚合物的分子量
聚合物的相對分子品質（M）是其結構參數之一，可以通過相對黏度（η）表征，M越大，η越大。M和η影響聚合物的紡絲性能和纖維品質。尼龍66纖維成品品質的控制取決于尼龍66鹽的品質和縮聚溫度。尼龍66鹽雜質多，會使聚合物發黃，M降低。是以要控制好尼龍66鹽的精制工藝條件，保證其色度低。
η過高或過低，都會導緻紡絲困難和成品絲強力低、毛絲多等問題。尼龍66紡絲時η控制在77～79之間時，紡絲過程穩定，可實作高強度尼龍66絲的制備。η升高至83~85時，絲條發硬，可紡性變差；η在62~64時，會導緻絲條不連續。綜合考慮，尼龍66紡絲時黏度控制在74~79之間，可實作較好的可紡性。
4.2尼龍66切片含水量及可提取物含量
聚酰胺切片含水量對熔融過程有重大影響，聚酰胺熔融過程是一個可逆平衡反應，如式（1）所示。
+ ′2 ↔ ′ + 2 （1）
紡絲液品質會受到聚酰胺切片的水分和可提取物含量的影響。聚合物的水分過低，會引起“再聚合”的現象，使相對分子品質變高，分布變寬；水分過高，會生成氣泡，引起紡絲斷頭、材料缺陷和裝置腐蝕。水分子與酰胺基團之間形成氫鍵，改變了分子結構和性能。是以，切片在紡絲前要進行幹燥處理，一般控制在0.06%以下。
可提取物含量過低，會導緻聚合物解聚合，單體和低聚物增加；可提取物含量過高，會使相對分子品質分布變寬，熔體黏彈性下降。單體和低聚物也受裝置、工藝等影響。一般控制可提取物含量在0.3%~0.5%左右。
圖源：天辰齊翔
4.3紡絲箱溫度
尼龍66聚合物熔體黏度受溫度影響較大。當溫度過低時，熔體流動性變差，紡絲難以實作；溫度過高，聚合物會熱裂解和交聯，生成氣泡和凝膠，造成斷頭和飄絲。為保證紡絲流體品質，需要控制适宜的溫度範圍。當紡絲箱溫度降至300℃時，尼龍66聚合物η可保持在83，且對熔體的流動性能影響較小。是以，紡絲箱溫度确定為（300±1）℃。
4.4紡絲元件濾材和濾網
紡絲元件是由密封材料、過濾材料、配置設定闆、噴絲闆等部件構成的。它的主要作用是将計量泵送出的熔體混合均勻、過濾，并通過噴絲闆噴出細絲。紡絲元件的壓力和過濾效果對熔體擠出品質有重要影響，元件壓力主要由元件過濾層結構和熔體性質決定。為了保證熔體擠出成型順利，元件壓力必須适當增大。一般采用20~22MPa。
紡絲濾材和過濾網的主要作用是過濾熔體中的雜質和凝膠。常用的濾材有海砂+複合金屬網和金屬砂+金屬網。與海砂相比，金屬砂使用壽命更長，物性名額更均勻，能保證熔體溫度一緻。此外，金屬砂的尖角結構能刺破氣泡，阻隔異物和凝聚粒子，提高過濾精度。能有效降低斷絲次數，提高生産效率。
熔體經噴絲闆擠出後，彈性勢能和靜壓能釋放，導緻直徑膨脹。這種膨脹會造成熔體的均勻性變化，降低紡絲品質。噴絲口的孔徑越小，膨脹越嚴重；噴絲孔的長徑比越大，膨脹越減弱。尼龍66工業長絲的噴絲闆長徑比通常為4∶1。
4.5側吹風冷卻工藝及泵供量
紡絲熔體從噴絲口噴出後，受卷繞拉伸，與環境傳熱。當溫度下降時，熔體高分子發生結晶，形成固化點。固化點的位置會影響絲條的物性，需要嚴格控制冷卻條件。冷卻裝置通過控制風速、風溫、風量、風壓、濕度等參數，實作對纖維固化點的調控，冷卻速率過快或過慢，都會導緻紡絲品質波動。
不同紡絲速度對應不同冷卻條件，高速紡絲要求風溫更低，風速更高。高速紡絲的風溫為18~20℃，比正常紡絲低4~10℃，這是因為絲條與冷卻媒體接觸時間縮短。風速對紡絲絲條的均勻性影響較大，過大或過小都會降低初生纖維的均勻性。高速紡絲的風速一般為0.7~0.8m/s，濕度為75%~85%。
除此以外，根據生産纖度的纖度不同，對側吹風的工藝參數要求也不同。
4.6紡絲集束點
紡絲集束點對纖維的結構與品質有重要影響。集束點離噴絲闆過近，會導緻初生纖維未進行充分冷卻，過早的集束會導緻絲條晃動，易造成纏絲、斷頭現象。集束點離噴絲闆過遠會導緻纖維流動穩定性降低，影響纖維均勻性，加劇毛絲和斷頭現象，影響卷繞成型。通常紡絲過程中集束點與噴絲闆的距離為5~6m。
4.7給濕、上油工藝
初生纖維冷卻後，需要給濕、上油，以達到卷繞的平衡含水率（3.0%~3.5%）和防止靜電、毛絲等問題。給濕和上油的劑量要适當，過多或過少都會影響卷繞品質。高速紡絲上油率一般在0.4%~0.6%。
油劑種類的選擇，除了要滿足潤滑、抱合、抗靜電等特點外，還要與纖維的加工工藝相比對。聚酰胺長絲在拉伸、加彈過程中，加熱環境往往在200℃左右，是以選擇的油劑耐熱性要達到200℃以上。
4.8紡絲速度
紡絲速度對纖維的結構和拉伸性能有一定影響。紡絲速度在2000m/min以下時，纖維最大拉伸比會随着紡絲速度的提高而明顯下降。當紡絲速度高于2000m/min時，最大拉伸比幾乎不受紡絲速度變化的影響。當紡絲速度達到4000m/min時，絲條的取向度與結晶度均穩定在較高水準，絲條吸濕後膨脹變形的情況得到了明顯的改善，筒子成形的品質有了較大的提升。
4.9卷繞工藝
卷繞是初生纖維的最後一道加工，卷繞工藝參數包括拉伸比、卷繞超喂、卷繞角、卷繞頭接觸壓力等。張力的大小與拉伸比和卷繞角成正比，與卷繞超喂成反比。一般超喂率控制在1.6%~1.8%，卷繞角控制在6°~8°之間。卷繞張力過大或過小，都會影響絲條的斷頭、毛絲、絲餅的成型和硬度。卷繞頭接觸壓力過大過小都會對絲餅的硬度造成影響，通常卷繞接觸壓力控制在120N。
4.10拉伸工藝
拉伸張力的大小在拉伸過程中對纖維的穩定性和結構有重大影響，其主要取決于纖維與拉伸輥面之間的摩擦系數以及纖維在輥上的包角。摩擦系數越大、纖維的包角越大，拉伸張力就越大。摩擦系數過大，會導緻纖維出現毛絲。
拉伸速度也會影響拉伸張力，其影響較為複雜。由高分子的黏彈性原理可知，提高拉伸速度會導緻拉伸張力和拉伸應力的增大。
纖維的拉伸張力受拉伸速度和溫度的影響。拉伸速度增加時，拉伸張力緩慢增加，但熱效應也增加，導緻拉伸應力降低。是以，存在一個最佳的拉伸速度。拉伸溫度應高于玻璃化轉變溫度（40~60℃），低于軟化溫度（185~215℃）。分子鍊在高溫下更容易舒展、拉直和再結晶，進而增強纖維強度。拉伸倍數應随溫度升高而增大，且低于斷裂伸長率，大于自然拉伸倍數。
4.11網絡度
網絡度是指每米絲條内能承受纖維互相交織、抱合的數量，增加網絡度可以增加單絲間的抱合力。為了避免尼龍66工業長絲出現單絲松散、劈縫等現象，必須在制造過程中賦予其一定的網絡度。
網絡度對工業絲的實體性能和退繞性能都有影響。網絡度越高，工業長絲的實體性能越好，退繞異常率越低。但網絡度過高，纖維會出現斷裂，毛絲等現象，進而影響成品的實體性能；若網絡度過低，則會增加斷頭出現頻率，後續加工困難。最佳的網絡度範圍是6~10個/m。
4.12紡絲環境條件的影響
4.12.1紡絲間環境溫度
尼龍66工業絲生産過程中，為了使未拉伸絲具有良好的拉伸性能，需要将高溫的聚合物熔體進行冷卻降溫。紡絲間環境溫度會對纖維的降溫處理産生影響。環境溫度過高，會導緻纖維冷卻速率降低，增加結晶時間，進而導緻可拉伸性下降，毛絲、斷頭增加。紡絲現場的環境溫度最适宜為23~25℃。
4.12.2紡絲間環境濕度
紡絲間濕度也會對纖維的降溫處理産生有影響。尼龍66有較好的吸濕性，适當的濕度可以消除靜電，增加絲束的抱合力，減少絲束的抖動。濕度過低或過高，都會使成形纖維的均勻性和穩定性受到影響。紡絲間濕度最适宜為56%~60%，可紡性較好。
4.12.3卷繞間環境溫度
卷繞間溫度會對纖維可紡性産生一定影響。卷繞間溫度高，會導緻紡絲間溫度升高，使紡絲過程中出現毛絲、斷頭等現象。最适宜卷繞間溫度為18~19℃，此時廢絲率穩定在2%左右。溫度超過19℃，廢絲率上升到3%左右。
4.12.4卷繞間環境濕度
卷繞間濕度對絲的長度和可紡性有影響。濕度過高，不僅影響筒子成形，還會降低可紡性，提高廢絲率。最适宜卷繞間濕度為65%~66%，此時廢絲率穩定在2%左右。
5、尼龍66工業絲生産的最佳工藝條件
表2為尼龍66工業絲生産的最佳工藝條件。
6、尼龍66纖維推廣前景
過去，尼龍66纖維的發展受制于上遊原料己二腈的短缺，國内己二腈産能不足，進口成本高昂。然而，随着國内企業攻克己二腈技術難關，大規模建設己二腈産能，尼龍66纖維的成本有望大幅下降，市場潛力有望充分發揮。