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聚酰胺的應用透視

時間:2005-07-02
關鍵詞:聚酰胺 應用 透視 來源:www.newmaker.com
         聚酰胺在數量上位于工程塑料中的第三位,而在生產值上則位于第二位。在西歐的主要應用是在汽車結構、電氣電子和包裝業。

         在工程熱塑料中,聚酰胺由于衍生產品最多,形成了最大的產品群。它們的性能正根據以下因素被不斷地開發:

◆ 改善加工性能;
◆ 通過彈性體提高韌度;
◆ 通過新型增強劑改變機械性能;
◆ 提高耐熱性和耐候性;
◆ 開發阻燃品種。

        消費量

        在1995年到1998年期間,平均增長率為6-7%/年。但是各個地區從1995年以來發展相當不一樣。日本的增長在一般水平以下,歐洲和北美處于一般水平,而世界其余地區和遠東(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已經受到了一定程度的歡迎。這些材料能承受極端的機械和熱負荷,以及嚴格的介質暴露,應用于連PA66都不是完全合適的場合是很理想的。

       汽車結構件

       PA材料消耗量最高的行業是汽車業(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用中。取得這個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具有設計上的優點。

        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)只在一些個別的應用中成功取代PA,在這些應用中對熱性能和機械性能的要求降低了。

        在可預見的將來,PA在汽車工業中的最重要應用領域將會是:

◆ 導氣管和燃料混和(進氣岐管,燃料管線、節流閥、充氣管);
◆ 冷卻回路(水箱、風扇葉輪、水管、恒溫箱外殼);
◆ 油回路(濾油器蓋、油槽);
◆ 外殼(發動機外殼、油缸蓋);
◆ 踏板(離合器和加速器踏板)
◆ 氣囊外殼;
◆ 構造性部件(前端);
◆ 軸承保持器(滾珠軸承和抗磨軸承);
◆ 液壓系統(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,電纜導管、電纜連接片)。

        通過將幾個功能部件與模件結合在一起,能獲得格外的成本節省。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顯示的是來自結構部件領域的一個新例子。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,因為它們的耐油性超群。在渦輪增壓器中也應用半芳族PA作消音器。

          電氣電子

         在現代電氣電子工業中聚酰胺元器件扮演著重要的角色。這是因為PA將上乘的防火特性、均衡的機械性能和有力的熱性能很好地結合在一起。更嚴格的安全要求只能靠專用阻燃等級的來滿足。對主要用于這個目的的含溴化合物的批評正在增多。這些PA材料通常是難于加工的,它們的高密度導致體積單價高,而抗電弧徑跡性差。在燃燒或悶燒時所產生的煙霧濃烈和具腐蝕性。不含溴的替代品-例如,有了以紅磷或有機含氮化合物為基礎的阻燃劑,許多年的結果都是不錯的。對于眾多原材料供應商來說,目前開發的目標是生產出一種易于加工、含無溴阻燃劑的增強型PA(圖2),能達到UL94的V-5級別的要求,同時確保機械性能和易于著色。另一個現在越來越特別規定的要求是用Nd:YAG激光器進行的可標記性。

        有時專門的焊接技術需要PA材料,能在短時間內承受260℃以上的溫度,而不會有任何明顯的外形上的變化,如PA46和半芳族PA。

        PA將繼續找到應用的突破口,它的技術特性使功能性更高、設計更誘人和成本減少都成為可能。它可被用作熱固料(如在汽車斷路開關和短路開關等方面)和金屬(如電弧控制裝置)的替代品。

        PA在電氣電子工業的典型應用領域是:

◆ 工業開關裝置(發動機開關,接觸器);
◆ 家用電器(總開關、輔助開關、線圈框);
◆電氣安裝(自動斷路、短路開關);
◆ 汽車電器(電子系統的外殼、感應器);
◆ 端子塊;
◆ 插座;
◆ 電動工具(外殼)。

        包裝

        在包裝業,PA主要是用作多層薄膜和容器的阻隔層。全PA的應用是相對少的。具有復合和層壓膜,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用領域包括食品,例如肉、香腸,奶酪、花生和魚類,在這些地方PA貢獻出高的機械性能和很好的隔氧質量。通過添加納米級填充物或無定形PA,或者通過雙向拉伸薄膜,可以更進一步地提高阻隔效應。實際上這是PA6在腸類食品包裝領域取得市場成功的原因,在這里拉伸的多層薄膜也具有良好的前景。

        單分子膜已經進入到非食品領域,例如作為板材成型化合物的脫出薄膜、飛機結構中的熱穩定薄膜、以及屋頂可透氣和無塵的阻隔膜。
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