目前,國際上用塑料替代汽車工業(yè)中金屬的應用不斷擴大,用高流動性尼龍(PA)和高玻纖或無機填充料增強的尼龍,已成為十分重要的產(chǎn)業(yè)用紡織品材料。世界各地的科學家通過各種試驗,積極尋找新的高性能熱塑性塑料,也成為企業(yè)爭取更多客戶和擴大市場份額的重要組成部分。
高流動性尼龍--粘度降低
由于汽車廠家面臨日益增大的成本壓力和對部件精度、外觀逐步提高的要求,生產(chǎn)廠家越來越普遍地選用高流動性尼龍或低粘度尼龍,然而,應用的難點和關(guān)鍵是要降低尼龍熔體粘度,且對材料性能無負面影響。
隨著增強尼龍中玻纖含量增大,材料拉伸強度和彎曲模量提高,加工制品和部件收縮率和翹曲變小,但其熔體流動性差,會增加加工成型時間和成本。而高流動性尼龍適于成型大型和復雜部件,加工廠可以選用低合模力的注塑設備,而且由于高流動性樹脂充模快,部件壁厚可設計得更薄,節(jié)省材料,降低成本。總之采用高流動性尼龍能提高注塑機生產(chǎn)速度,因而提高產(chǎn)量;蛟诰S持原由生產(chǎn)速度前提下,則可選用相對小(成本和加工成本低)的注塑機進行加工。
高流動性玻纖增強尼龍部件表面外觀好,因為玻纖在模具中分散比一般玻纖增強尼龍平滑和均勻,因此最終制品表面可見的砂;蚵菪y狀缺陷少。而且由于最終表面光澤好,甚至可以免除有些產(chǎn)品的表面涂染工藝過程。
德國朗盛(Lanxess)公司新推出的牌號DurethanBKV60H2.0EF901510是含量 60%玻纖的增強尼龍,采用降低材料粘度的新技術(shù),該系列材料熔體粘度低于一般尼龍Durethan牌號。Duret hanBKV系列材料是替代汽車發(fā)動機室用金屬的理想材料,也可作為結(jié)構(gòu)材料,特別是用于塑料/金屬復合材料制備的部件。DurethanBKV的室溫彎曲模量(表示材料剛性)為20GPa,比30%玻纖增強尼龍高一倍,其170℃下的拉伸模量為6700MPa,優(yōu)于長玻纖增強聚丙烯,后者在80℃下的拉伸模量為6600MPa,但超過80℃后很快軟化。
盡管DurethanBKV系列材料還未實際加工成工業(yè)化部件,但應用前景十分看好。經(jīng)初步試驗表明可用于制備汽車前端車架橫梁,該橫梁連接和固定格柵、排口板、前頭燈,有的車型還與汽車前散熱器相連。
高玻纖增強尼龍--剛性提高
荷蘭DSM工程塑料公司推出60%玻纖增強尼龍46
(Stany1TW241F12),應用目標為汽車機罩下部件。該新牌號主要用于汽車齒輪,替代尼龍66 。據(jù)介紹,尼龍46(Stany1)已在齒輪應用中取得一定程度的進展,根據(jù)5年多的試驗,公司預計Stany1占有 1/4的汽車齒輪市場份額。
Stany1加工的齒輪應變小,因此設計更為方便,而且還能降低材料加工和齒輪罩成本,因此Stany1 齒輪成本低于尼龍66齒輪。而且由于加工的齒輪應變小,能適用于不同發(fā)動機,發(fā)動機效率高,也能降低成本。其次,St any1的耐用性也優(yōu)于尼龍6和尼龍66,用Stanyl退火效果極佳,退火提高Stany1齒輪的耐用性1倍或1倍以上。Stany1目前已用于制備電動止推控制齒輪、電動轉(zhuǎn)向和航行控制齒輪。日本幾家大型汽車公司已選用Stany 1齒輪,包括豐田(Toytoa)、本田(Honda)和日產(chǎn)(Nissan)公司。
Stany1TW241F12耐連續(xù)使用溫度上限為200℃,短期能耐峰溫250℃,120℃以上仍保持高剛性,實際上比新一代Stany1產(chǎn)品的剛性還高30%以上。將該材料應用在汽車工業(yè)上更為有效。