PA6 と PA66: 何を知っていますか?

2026,03,09

質問: 現在、当初 PA66 + GF30 で指定されたプラスチック部品を製造しています。調達が困難なため、サプライヤーは PA6 + GF30 の代替品が可能かどうか問い合わせてきました。

答え: いいえ。

理由: PA66 は、PA6 と比較して、優れた機械的特性、強化された耐熱性、低い吸湿性、優れた寸法安定性を備えています。このコンポーネントの厳しい動作条件を考慮すると、いかなる妥協も許されません。

I. 2 つの材料の特性の違いは何ですか?

PA6 および PA66 はナイロン 6 およびナイロン 66 としても知られ、コストパフォーマンスに優れた一般的に使用されるエンジニアリングプラスチックです。

通常、材料にはガラス繊維 (GF) やその他のフィラーが組み込まれており、繊維含有量は通常 30% です。パフォーマンスの比較は次のとおりです。

材料カテゴリー	PA6	PA6+GF30	PA66	PA66+GF30
密度(g/m3)	1.13-1.14	1.33～1.35	1.14-1.15	1.35～1.37
引張強さ(MPa)	80	130-150	90	160-180
曲げ強さ(MPa)	90	180-200	110-130	220-240
破断伸び(%)	200-300	3-8	60-80	2-5
曲げ弾性率(MPa)	2200-2800	6000-7000	2800-3500	8000-9000
成形収縮率(%)	1.2～1.8	0.3～0.7	1.0～1.5	0.2～0.6
融点(℃）	220	220	260	260
吸水率（%）	3.5	0.8～1.2	2.5	0.3～0.6
長期使用温度（℃）	80-100	120-140	100-120	140-160

パフォーマンスを比較すると、次のパターンがわかります。

• PA6 は靱性と密度で優れていますが、他のすべての特性では PA66 が優れています。

• ガラス繊維の添加により、材料の物理的特性は向上しますが、靭性は低下します。

• ガラス繊維で強化すると、繊維が水の浸透を妨げるため、吸水性が低下します。

• ガラス繊維は、基材によって決定される融点への影響を最小限に抑えます。

• ガラス繊維の断熱特性により、材料の耐熱性が向上します。

• PA6 の特性に対するガラス繊維含有量の変化の影響を調べた研究 [1] では、GF の質量分率が 30% に達すると、GF が PA6 マトリックス内で効果的にカプセル化および分散することが結論付けられました。

II. 2 つの材料の違いの理由は何ですか?

ポリアミドの命名規則は、「PA + モノマー炭素原子数」です (ジアミンとジカルボン酸のコポリマーの場合、最初の数字はアミンの炭素数を示し、2 番目の数字は酸の炭素数を示します)。

主な違い: PA6 は単一モノマーの単独重合であり、分子鎖内のアミド結合の密度がわずかに低いことが特徴です。 PA66 は 2 つのモノマーの共重合体であり、分子鎖内でアミド結合がより密に配置され、分子間水素結合相互作用がより強力になります。

1.PA66 分子式: 各繰り返し単位には 2 つのアミド基が含まれており、アミド基の数が多いだけでなく、高度に規則的に配置されています。一方の端には -NH- 基があり、もう一方の端には -CO- 基があり、完全な対称性を示します。この構造は、以下に示すように、双方向の高密度で規則的な水素結合ネットワークを容易に形成します。

2.PA6 分子式: 各繰り返し単位にはアミド基が 1 つだけ含まれており、単一の方向に配置され、非対称に分布しています。これにより、組み合わせ反復構造の形成が妨げられ、PA66 で観察される規則的な配置とは異なり、一方向にしか結合できない水素結合が生じます。

その結果、PA6 は結晶品質と水素結合ネットワーク密度がわずかに劣り、それに応じて耐熱性やその他の特性が低下します。

PA66 がより多くの水素結合を有しており、それらを破壊するにはより高いエネルギーが必要であることは明らかです。そのため、PA66はナイロン6に比べて融点が高く、耐熱性に優れ、剛性・強度ともに優れています。

III.これら 2 つの材料の応用シナリオ

PA6 は優れた靭性、低コスト、優れた機械加工性を備えているため、高い靭性が必要な部品、複雑な形状、コスト重視の用途に適しています。

PA66は強度、剛性、耐熱性、耐摩耗性に優れており、厳しい機械的特性や熱耐久性が要求される重要部品に採用されています。

1.PA6共通部品インテリアトリム部品：シートアジャスター、ドアトリムパネル、インパネフレームなど PA6は靱性、耐衝撃性に優れ、良好なメルトフローにより複雑な内装構造の射出成形が容易です。エアフィルターハウジング: 複雑な構造設計に対応しながらフィルターエレメントを保護するには、十分な強度と靭性が必要です。電子エンクロージャ: 携帯電話、ルーターなどの筐体。PA6 は内部回路の短絡を防止する適切な電気絶縁特性を備えています。コネクタ: 比較的低コストでありながら、材料の絶縁特性と十分な機械的強度が求められます。

2.PA66共通部品エンジン周辺部品：エンジンカウリング、インテークマニホールド、ウォーターポンプインペラ、バルブ室カバーなど PA66は耐熱性、強度、剛性に優れ、エンジンの高温高負荷運転条件下でも構造的健全性を維持します。電気コネクタ: 材料には非常に高い電気絶縁特性、耐熱性、機械的強度が要求されます。リレーハウジング: 材料は、高温を遮断し、火災を抑制するために、優れた断熱性、耐熱性、難燃性を示す必要があります。

IV. 2 つの素材の使用における制限

ただし、PA6 と PA66 の両方には、アプリケーションに固有の制限があります。

• 長期クリープ耐性が低い。持続的な応力負荷の下では、構造の寸法と形状が継続的に変形するため、長期にわたる寸法と形状の安定性が必要な精密部品には不向きになります。

• 長期使用温度が制限されている。ガラス繊維強化により耐熱性が向上しますが、高温の動作条件に対しては十分な温度マージンを維持する必要があります。

• 耐加水分解性が低い: PA66 は PA6 よりわずかに優れた化学的安定性を示しますが、特定の酸性、アルカリ性溶液、有機溶媒に長時間さらされると分子構造が侵食され、材料の劣化につながる可能性があります。

• 高い吸湿性: PA66 は PA6 よりもわずかに低い吸湿性を示し、平衡含水率は約 2.5% ですが、湿気の多い環境または高湿度の条件に長時間さらされると、寸法精度と機械的特性に大きな影響を与える可能性があります。

以下に示すように、特定の高性能長鎖ナイロンや PPS などの特殊プラスチックと比較して、ナイロン素材は比較的高い吸水率を示します。水を吸収すると金属イオンを放出し、溶液の導電性が増加し、関連成分が汚染されます。

ナイロン素材を使用する場合は、素材の耐久性を十分に考慮しながら、乾燥状態と湿潤状態の両方の素材特性を個別に考慮することが最も重要です。 PA6 および PA66 の場合、ガラス繊維で強化されている場合や低加水分解処理が施されている場合でも、水環境に長時間さらされた後の機械的特性には特に注意を払う必要があります。

DuPont ナイロングレード: Zytel PA66 は、耐加水分解性と強化された熱安定剤を組み込んだ特殊なグレードという独特の特性を備えて開発されました。

例: Zytel 70G30L は、PA66 GF30 材料の標準グレードです。その特性表には、以下に示すように、乾燥状態と湿潤状態でのさまざまな温度での応力-ひずみ曲線とともに、乾燥特性と湿潤特性 (平衡吸湿時) の両方がリストされています。 (たとえば、80°C では、乾燥破壊応力は 115 MPa ですが、湿潤破壊応力は 80 MPa で、30% の減少に相当します。)