耐熱性增韌尼龍
作為大量應(yīng)用的工程塑料,提高耐熱性始終是生產(chǎn)廠和用戶的目標。增韌尼龍進一步滲入汽車市場推動力是開發(fā)出定位于汽車機罩下應(yīng)用的新一代樹脂,保持高剛性、高韌性同時,提高耐熱性和流動性,半芳香族尼龍(增韌尼龍9T,聚對苯二甲酰1,9壬二胺)是代表性實用耐熱增韌尼龍,ZytelHTN和P增韌尼龍亦為半芳香族尼龍樹脂。
美國DuPont公司的高溫尼龍ZytelHTN已為用戶熟悉,具有高耐熱性,可替代PPS和熱固性樹脂用于氣動剎車系統(tǒng),節(jié)約成本和部件輕型化。隨著機罩下溫度升高,近幾年對高溫尼龍需求增加,其市場競爭加劇,除以聚鄰苯二甲酰胺(P增韌尼龍)為基礎(chǔ)樹脂的ZytelHTN外,Solvay高性能聚合物(AdvancedPolymers)公司推出了系列P增韌尼龍樹脂牌號,能連續(xù)耐溫200℃,尺寸穩(wěn)定性極高,符合發(fā)動機室小型化要求,由于部件多,空間小,空氣流動差,導致發(fā)動機室溫度更高,因此要求更耐高溫牌號。此外,瑞士EMSGrivory公司也推出了耐高溫的GrivoryHT高溫尼龍系列樹脂。
預(yù)計新應(yīng)用還有汽車新一代42V電子系統(tǒng),老的系統(tǒng)是上世紀50年代開始使用的,已不能滿足汽車現(xiàn)代化、多功能、自動化程度更高的要求,重新設(shè)計系統(tǒng)的部件對材料高溫性能提出了明確的要求。DuPont公司開發(fā)的半透明PA66Zytel牌號,做42V電子系統(tǒng)保險絲盒,成本比聚砜和聚醚砜便宜20%。
Rhodia公司開發(fā)的2個用于冷卻水箱和冷卻、加熱回路的玻纖增強PA66Technyl牌號,能在130℃下長期連續(xù)使用,最高承受溫度達160℃。
發(fā)動機室進氣歧管(AIM)是近幾年開發(fā)成功的主要塑料汽車部件,目前以增韌尼龍(包括P增韌尼龍)為主要原料。
無鹵阻燃增韌尼龍
汽車、電子電器、家用電器、辦公室和通訊設(shè)備等領(lǐng)域要求阻燃增韌尼龍,采用無毒、低發(fā)煙性、高耐熱阻燃劑,研究效率高、使增韌尼龍力學性能下降少的無鹵阻燃劑和各種阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)是無鹵阻燃增韌尼龍開發(fā)重點。早在20世紀80年代末,BASF公司就推出無鹵阻燃增韌尼龍UltramidKR425,達UL94V-0級,低溫沖擊強度達20kg.cm/cm,在此基礎(chǔ)上不斷推出新牌號,如1995年的KR4455。荷蘭AKZ0工程塑料公司也推出無鹵阻燃增韌尼龍,荷蘭DSM工程塑料公司推出的不含鹵素和磷的未增強PA6牌號AkulonK225-KS,比重小,流動性極好,0.75mm樣片達UL94V-0級,AkulonK224-HG56是30%玻纖增強PA6,比標準玻纖增強阻燃牌號密度低,容易加工,不易起霜,1.5mm樣片達UL94-V0級。隨著歐盟的RoHS、WEEE和ELV等指令發(fā)布和實施,美國、日本和我國等也相繼推出相應(yīng)法規(guī),無鹵阻燃增韌尼龍需求增大,生產(chǎn)廠顯著加快了性能符合要求、成本合理的無鹵阻燃增韌尼龍牌號開發(fā)步伐,適應(yīng)經(jīng)濟全球化和人們增長的健康理念的要求。
提高功能性牌號包括了激光焊接、耐乙二醇、高耐磨性、可在線涂漆等牌號,其中生產(chǎn)廠花大力氣開發(fā)能激光焊接牌號,適應(yīng)高度一體化、高耐熱、復(fù)雜形狀制品開發(fā)要求,限于篇幅,不做詳細介紹。
納米復(fù)合增韌尼龍材料
增韌尼龍納米復(fù)合材料是1990年日本豐田中央研究所與增韌尼龍樹脂廠UBE公司共同開發(fā)成功的,是世界最早的聚合物納米復(fù)合材料,用做汽車定時器罩。近年來,基于環(huán)保和成本的要求和考慮,利用納米材料改進增韌尼龍阻隔性在汽車燃油系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用備受關(guān)注。
意大利Fiat汽車公司已決定用增韌尼龍納米復(fù)合材料作為燃油管阻隔材料,替代原來的PVDF阻隔材料,多層燃油管包括增韌尼龍12外層、PA6/增韌尼龍12共聚物粘接層、含2%納米粘土的PA6/PA66共聚物阻隔層、PA6內(nèi)層,這種全增韌尼龍結(jié)構(gòu)燃油管,有便于回收的優(yōu)點。
PA6和有機改性納米層狀硅酸鹽(最高含量30%,重量分數(shù))母料加入HDPE后能提高HDPE阻隔性,甲苯對這種HDPE/增韌尼龍共混物的滲透率與甲苯對純增韌尼龍相近,用于制備汽車燃油箱和油管內(nèi)襯,可替代多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
日本UBE公司開發(fā)出尼龍/粘土納米復(fù)合材料(NCH)牌號,滿足越來越嚴格的對汽車燃油揮發(fā)泄漏量限制,有PA6系的1022C2和PA66系的5034C2,氧透過率(23℃,65%RH下,30mm厚)分別為22cc/m2?d和23cc/m2?d,水蒸氣透過率(40℃,90%RH下,30mm厚)分別為65g/m2?d和72g/m2?d,均約為一般尼龍牌號一半左右。應(yīng)用目標為汽車燃油管,納米復(fù)合材料降低汽油、甲醇和有機溶劑滲透率,UBE公司的Ecobesta是PA6/PA66共混物為基礎(chǔ)樹脂的納米復(fù)合材料,比未填充PA6的對汽油的阻隔性高3倍。