尼龙扎带为什么会脆断？这个问题不仅在工业应用中有人问，在日常生活中也常常有朋友提出。特别是在寒冷的冬季，北方地区的朋友们更是深有体会。当我们用尼龙扎带来捆扎电线、电缆，或用在各种设备和工艺流程中，尽管大多数情况下，尼龙扎带都能表现出优良的耐用性和实用性。然而，在一些特定环境下，如低温环境，尼龙扎带就可能变脆，容易断裂。
尼龙扎带脆断的现象不仅会影响设备的正常运行，还可能对人员安全构成潜在威胁。为了解决这个问题，我们必须了解其背后的原因。今天，华达将通过探讨尼龙扎带的原材料，以及它的物理和化学性质，来了解尼龙扎带在低温环境下容易脆断的原因。同时，我们也将讨论可能影响尼龙扎带低温性能的其他因素，并提出一些可能的解决策略。希望通过本文的阅读，能让您能对尼龙扎带在低温环境下的性能有一个更全面、更深入的了解。
尼龙扎带
尼龙扎带，又称塑料扎带、束线带或捆扎带，由各种不同类型的聚酰胺（尼龙）制成。如PA6、PA66、PA12、PA45和PA11等，它们各自具有独特的化学和物理性质，但是最常见的还是PA6以及PA66尼龙扎带。
尼龙扎带的物理性质
机械性能
这包括尼龙扎带的强度，硬度，韧性和耐磨性等。这些性能是由尼龙的化学性质中的分子结构，包括其链长，链间距和结晶度等决定的。接下去我们来分析它们在低温下是如何被影响的。
（其他还有光学性能、电性能、热性能等，因为低温对这些性能影响不太大所以不做展开描述。）
尼龙扎带原材料的化学性能
尼龙的化学组成和分子链结构
从“尼龙扎带是什么材料做的”一文中我们知道，尼龙扎带是由尼龙，也被称为聚酰胺制成，是一种特殊的塑料，它是由许多小的分子（称为单体）连接在一起，形成一种更大的分子链，这就是我们所说的“聚合”。这些单体的类型和组合方式决定了尼龙的类型，比如尼龙6、尼龙66等。
每种类型的尼龙都有自己的特性，但它们共有的一点是：它们的分子链中都包含了一种特殊的连接方式，就是我们所说的酰胺键（-CONH-），即尼龙的主链。尼龙材料由于这种特殊的酰胺键（-CONH-），使得材料具有一定的极性，因此特别容易吸引环境中的水分子，形成氢键，这就是为什么我们说常说聚酰胺吸水性强。
当尼龙吸收水分后，水分分子会嵌入到分子链之间，使分子链之间的间距增大，这种现象称为塑化效应。它会降低聚合物分子间的相互作用力，使得分子链更容易移动，从而提高了材料的柔韧性，但同时它的强度也会有所下降。反之亦然，当尼龙扎带失水后，强度会上升，柔韧性下降。
影响尼龙扎带低温脆断的因素
聚合物（尼龙）的分子链移动速度，这将极大程度影响尼龙扎带的韧性和脆性。
在较高温度环境下，分子链移动得较快，聚合物材料就能更好地吸收和分散应用在其上的应力。分子链的这种移动和滑动可以让材料产生塑性变形，这就是我们所说的”韧性”，因此在这种情况下，材料更有可能在应力下产生形状的改变，而不是直接破裂。
相反，当温度较低时，分子链移动得较慢，聚合物材料的硬度和强度会提高。这是因为分子链不能轻易地移动和滑动，所以不能很好地吸收和分散应力。因此，当应用应力时，这种材料会更有可能发生断裂，因为它不能有效地通过塑性变形来吸收这些应力，这就是我们所说的”脆性”。
在理解了分子链移动速度对扎带的影响后我们久久就不难理解以下可能影响尼龙扎带低温性能的其他因素了。
低温对尼龙扎带的影响有哪些？
1. 强度
随着温度的降低，尼龙扎带的强度可能会有所增加。这是因为低温环境会减慢分子间的运动，从而增强分子间的力，使得尼龙扎带更难被拉断。然而，这并不意味着尼龙扎带在低温环境下更为耐用，因为尼龙扎带的塑性可能会降低，使得它在承受突发冲击或者大应力时，更容易发生脆断。
2. 韧性
韧性是材料在承受外力时能吸收的能量。在低温环境下，尼龙扎带的韧性可能会明显降低。这是因为低温环境使得分子运动更为困难，分子链间的滑动更少，这使得尼龙扎带在受到冲击时，无法通过分子链间的滑动来吸收能量，从而导致韧性降低。
3. 弹性模量的变化
弹性模量（Elastic modulus），又称为杨氏模量（Young’s modulus）是材料弹性的量化描述，反映了材料在受力时的变形程度。在力学中，弹性模量是材料在受到拉伸或压缩时抵抗形变的能力的度量。低温环境可以影响尼龙的弹性模量，主要是通过改变分子间的运动。通俗一点来说，弹性模量越大，硬度越大。
举个例子来说，钢和橡胶都可以拉伸或压缩，但钢的弹性模量要远大于橡胶。这就意味着，对于同样大小的力，钢会形变得比橡胶少得多。这就是为什么我们通常认为钢是一种”刚性”的材料，而橡胶是一种”柔性”的材料。
回到尼龙扎带，当温度降低时，材料的弹性模量会增加，即材料会变得更具有”刚性”。这就是为什么在低温环境下，像尼龙这样的塑料可能会变得更脆，更容易断裂。
4. 尼龙的结晶行为
尼龙的结晶行为就是分子链如何组织和排列的行为。尼龙分子链并不是全都随便排列的。在一些区域，这些链可能会随机排列，我们称之为“无定形区域”，特点主打柔韧，但强度和硬度较低。
而在另一些区域，这些链可能会排列得非常整齐，形成一种我们称之为“晶体”的结构，我们称这部分为“半结晶区域”，它们硬度高、强度高，但韧性可能较低。
尼龙中这两种区域的并存，所以尼龙是半结晶聚合物，这使得它既有强度又有一定的韧性。
在低温下，聚合物链段的运动会受到限制，这可能影响其结晶行为，使得聚合物的结晶变得不完全，形成较小的晶粒或更多的无定型区域，这可能会影响其机械性能。甚至结晶区域比无定型区域更硬、更脆。
5. 应力裂纹敏感性增加（Stress Crack Resistance）
抗应力裂纹性能（Stress Crack Resistance）就好比材料的“抗压能力”。在我们的生活中，有很多东西都是需要承受持续或者重复的压力。如果不能抵抗压力造成的损害，比如裂纹的产生和扩展，那么它们就会“断裂”。尼龙等聚合物材料的抗应力裂纹性能在很大程度上取决于材料的结构，尤其是聚合物链段的运动。
低温环境会显著影响聚合物的抗应力裂纹性能。这是因为，在低温环境下，聚合物链段的移动性会大大降低。这种移动性降低会导致材料变得更加脆，更容易产生和扩展裂纹。因此，尼龙扎带在低温环境下可能会表现出较差的抗应力裂纹性能，从而导致易脆断的问题。
总结
尼龙扎带为什么会脆断，是大家非常关注的问题。今天，我们探讨了尼龙扎带在低温下性能受影响的主要原因和影响因素：低温环境会导致尼龙材料的分子链运动变慢，并由此产生的一系列影响并导致其机械性能下降，特别是韧性。
针对尼龙扎带在低温下容易脆断的问题，我们可以采取一些解决策略，例如选择合适的尼龙材料，或者在尼龙里添加一些耐寒物质等。总之，在选择尼龙扎带时，大家也需要根据具体的环境条件和应用要求，合理选择合适的材料，以提高其使用寿命。对扎带的耐低温性能不了解的朋友可以看看我们过往的文章《尼龙扎带的耐低温测试》来选择合适类型的扎带，或者来电咨询我们华达塑料。我们专业的工程师团队随时为您答疑解惑：0577-6717 2388。
