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高性能尼龙替代金属比刚还强

时间:2006/2/20来源:作者:未知

  目前,国际上用塑料替代汽车工业中金属的应用不断扩大,用高流动性尼龙(PA)和高玻纤或无机填充料增强的尼龙,已成为十分重要的产业用纺织品材料。世界各地的科学家通过各种试验,积极寻找新的高性能热塑性塑料,也成为企业争取更多客户和扩大市场份额的重要组成部分。
  高流动性尼龙--粘度降低
  由于汽车厂家面临日益增大的成本压力和对部件精度、外观逐步提高的要求,生产厂家越来越普遍地选用高流动性尼龙或低粘度尼龙,然而,应用的难点和关键是要降低尼龙熔体粘度,且对材料性能无负面影响。
  随着增强尼龙中玻纤含量增大,材料拉伸强度和弯曲模量提高,加工制品和部件收缩率和翘曲变小,但其熔体流动性差,会增加加工成型时间和成本。而高流动性尼龙适于成型大型和复杂部件,加工厂可以选用低合模力的注塑设备,而且由于高流动性树脂充模快,部件壁厚可设计得更薄,节省材料,降低成本。总之采用高流动性尼龙能提高注塑机生产速度,因而提高产量。或在维持原由生产速度前提下,则可选用相对小(成本和加工成本低)的注塑机进行加工。
  高流动性玻纤增强尼龙部件表面外观好,因为玻纤在模具中分散比一般玻纤增强尼龙平滑和均匀,因此最终制品表面可见的砂粒或螺旋纹状缺陷少。而且由于最终表面光泽好,甚至可以免除有些产品的表面涂染工艺过程。
  德国朗盛(Lanxess)公司新推出的牌号DurethanBKV60H2.0EF901510是含量 60%玻纤的增强尼龙,采用降低材料粘度的新技术,该系列材料熔体粘度低于一般尼龙Durethan牌号。Duret hanBKV系列材料是替代汽车发动机室用金属的理想材料,也可作为结构材料,特别是用于塑料/金属复合材料制备的部件。DurethanBKV的室温弯曲模量(表示材料刚性)为20GPa,比30%玻纤增强尼龙高一倍,其170℃下的拉伸模量为6700MPa,优于长玻纤增强聚丙烯,后者在80℃下的拉伸模量为6600MPa,但超过80℃后很快软化。
  尽管DurethanBKV系列材料还未实际加工成工业化部件,但应用前景十分看好。经初步试验表明可用于制备汽车前端车架横梁,该横梁连接和固定格栅、排口板、前头灯,有的车型还与汽车前散热器相连。
  高玻纤增强尼龙--刚性提高
  荷兰DSM工程塑料公司推出60%玻纤增强尼龙46
  (Stany1TW241F12),应用目标为汽车机罩下部件。该新牌号主要用于汽车齿轮,替代尼龙66 。据介绍,尼龙46(Stany1)已在齿轮应用中取得一定程度的进展,根据5年多的试验,公司预计Stany1占有 1/4的汽车齿轮市场份额。
  Stany1加工的齿轮应变小,因此设计更为方便,而且还能降低材料加工和齿轮罩成本,因此Stany1 齿轮成本低于尼龙66齿轮。而且由于加工的齿轮应变小,能适用于不同发动机,发动机效率高,也能降低成本。其次,St any1的耐用性也优于尼龙6和尼龙66,用Stanyl退火效果极佳,退火提高Stany1齿轮的耐用性1倍或1倍以上。Stany1目前已用于制备电动止推控制齿轮、电动转向和航行控制齿轮。日本几家大型汽车公司已选用Stany 1齿轮,包括丰田(Toytoa)、本田(Honda)和日产(Nissan)公司。
  Stany1TW241F12耐连续使用温度上限为200℃,短期能耐峰温250℃,120℃以上仍保持高刚性,实际上比新一代Stany1产品的刚性还高30%以上。将该材料应用在汽车工业上更为有效。
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