聚酰胺的應(yīng)用透視
時(shí)間:2005-07-02
聚酰胺在數(shù)量上位于工程塑料中的第三位，而在生產(chǎn)值上則位于第二位。在西歐的主要應(yīng)用是在汽車結(jié)構(gòu)、電氣電子和包裝業(yè)。
在工程熱塑料中，聚酰胺由于衍生產(chǎn)品最多，形成了最大的產(chǎn)品群。它們的性能正根據(jù)以下因素被不斷地開發(fā)：
◆ 改善加工性能；
◆ 通過彈性體提高韌度；
◆ 通過新型增強(qiáng)劑改變機(jī)械性能；
◆ 提高耐熱性和耐候性；
◆ 開發(fā)阻燃品種。
消費(fèi)量
在1995年到1998年期間，平均增長率為6-7％/年。但是各個(gè)地區(qū)從1995年以來發(fā)展相當(dāng)不一樣。日本的增長在一般水平以下，歐洲和北美處于一般水平，而世界其余地區(qū)和遠(yuǎn)東（不含日本）的銷售量就在一般水平之上。在西歐每年的PA塑料的消耗量約為60萬噸。其中約45％為PA6, 45%o PA66,剩下的就是PA11、PA12和其它同聚酰胺和共聚酰胺。
半芳族聚酰胺在市場(chǎng)已經(jīng)受到了一定程度的歡迎。這些材料能承受極端的機(jī)械和熱負(fù)荷，以及嚴(yán)格的介質(zhì)暴露，應(yīng)用于連PA66都不是完全合適的場(chǎng)合是很理想的。
汽車結(jié)構(gòu)件
PA材料消耗量最高的行業(yè)是汽車業(yè)（世界53萬噸，西歐19萬噸）。在幾十年的歷程中，聚酰胺已不斷成功地將金屬逐出許多應(yīng)用中。取得這個(gè)成功的原因是相同的：PA重量較輕，功能性較高，加上成本更低，使PA具有設(shè)計(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。
想用金屬（如新型鎂合金）重新取代PA的努力一直沒有成功，原因在于成本和工藝工程上的問題。更便宜的材料如聚丙烯（PP）只在一些個(gè)別的應(yīng)用中成功取代PA，在這些應(yīng)用中對(duì)熱性能和機(jī)械性能的要求降低了。
在可預(yù)見的將來，PA在汽車工業(yè)中的最重要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)是：
◆ 導(dǎo)氣管和燃料混和（進(jìn)氣岐管，燃料管線、節(jié)流閥、充氣管）；
◆ 冷卻回路（水箱、風(fēng)扇葉輪、水管、恒溫箱外殼）；
◆ 油回路（濾油器蓋、油槽）；
◆ 外殼（發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、油缸蓋）；
◆ 踏板（離合器和加速器踏板）
◆ 氣囊外殼；
◆ 構(gòu)造性部件（前端）；
◆ 軸承保持器（滾珠軸承和抗磨軸承）；
◆ 液壓系統(tǒng)（油缸、壓力管線）；
◆ 反光鏡殼體；
◆ 車輪裝飾條邊；
◆ 頂蓬框；
◆ 汽車電氣部分（外殼，電纜導(dǎo)管、電纜連接片）。
通過將幾個(gè)功能部件與模件結(jié)合在一起，能獲得格外的成本節(jié)省。可能不用多余的連接和固定件，削減了裝配成本。
圖1 福特汽車中Focus一款的前端也是由PA組成
圖1顯示的是來自結(jié)構(gòu)部件領(lǐng)域的一個(gè)新例子。便于安裝的車前端由一塊熱成型的多孔金屬板組成，用玻纖增強(qiáng)PA來密封，而無需任何粘接劑。
半芳族PA部件目前被用在冷卻水回路中，因?yàn)樗鼈兊哪陀托猿骸Ｔ跍u輪增壓器中也應(yīng)用半芳族PA作消音器。
電氣電子
在現(xiàn)代電氣電子工業(yè)中聚酰胺元器件扮演著重要的角色。這是因?yàn)镻A將上乘的防火特性、均衡的機(jī)械性能和有力的熱性能很好地結(jié)合在一起。更嚴(yán)格的安全要求只能靠專用阻燃等級(jí)的來滿足。對(duì)主要用于這個(gè)目的的含溴化合物的批評(píng)正在增多。這些PA材料通常是難于加工的，它們的高密度導(dǎo)致體積單價(jià)高，而抗電弧徑跡性差。在燃燒或悶燒時(shí)所產(chǎn)生的煙霧濃烈和具腐蝕性。不含溴的替代品-例如，有了以紅磷或有機(jī)含氮化合物為基礎(chǔ)的阻燃劑，許多年的結(jié)果都是不錯(cuò)的。對(duì)于眾多原材料供應(yīng)商來說，目前開發(fā)的目標(biāo)是生產(chǎn)出一種易于加工、含無溴阻燃劑的增強(qiáng)型PA(圖2)，能達(dá)到UL94的V-5級(jí)別的要求，同時(shí)確保機(jī)械性能和易于著色。另一個(gè)現(xiàn)在越來越特別規(guī)定的要求是用Nd:YAG激光器進(jìn)行的可標(biāo)記性。
有時(shí)專門的焊接技術(shù)需要PA材料，能在短時(shí)間內(nèi)承受260℃以上的溫度，而不會(huì)有任何明顯的外形上的變化，如PA46和半芳族PA。
PA將繼續(xù)找到應(yīng)用的突破口，它的技術(shù)特性使功能性更高、設(shè)計(jì)更誘人和成本減少都成為可能。它可被用作熱固料（如在汽車斷路開關(guān)和短路開關(guān)等方面）和金屬（如電弧控制裝置）的替代品。
PA在電氣電子工業(yè)的典型應(yīng)用領(lǐng)域是：
◆ 工業(yè)開關(guān)裝置（發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)，接觸器）；
◆ 家用電器（總開關(guān)、輔助開關(guān)、線圈框）；
◆電氣安裝(自動(dòng)斷路、短路開關(guān)）；
◆ 汽車電器（電子系統(tǒng)的外殼、感應(yīng)器）；
◆ 端子塊；
◆ 插座；
◆ 電動(dòng)工具（外殼）。
包裝
在包裝業(yè)，PA主要是用作多層薄膜和容器的阻隔層。全PA的應(yīng)用是相對(duì)少的。具有復(fù)合和層壓膜，利用了PA6和含有作為主成分的PA6的共聚酰胺。這些包裝料的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括食品，例如肉、香腸，奶酪、花生和魚類，在這些地方PA貢獻(xiàn)出高的機(jī)械性能和很好的隔氧質(zhì)量。通過添加納米級(jí)填充物或無定形PA，或者通過雙向拉伸薄膜，可以更進(jìn)一步地提高阻隔效應(yīng)。實(shí)際上這是PA6在腸類食品包裝領(lǐng)域取得市場(chǎng)成功的原因，在這里拉伸的多層薄膜也具有良好的前景。
單分子膜已經(jīng)進(jìn)入到非食品領(lǐng)域，例如作為板材成型化合物的脫出薄膜、飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的熱穩(wěn)定薄膜、以及屋頂可透氣和無塵的阻隔膜。
