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汽车用工程塑料尼龙PA66与纯玻纤增强尼龙哪个更有优势

日期:2013/4/2   浏览:3997

工程塑料尼龙PA是最重要的工程塑料之一,其产量在五大工程塑料中居首位。近些年来,随着塑料改性技术不断地发展与进步,新型与改性尼龙PA不断涌现,使得工程塑料尼龙PA的性能不断地得以提高和完善,其应用的领域正在得到不断地拓宽。


ECOLON®—一种比纯玻纤增强更具优势的汽车用工程塑料尼龙PA,与纯玻纤增强尼龙相比,韦尔曼(Wellman)工程塑料有限公司推出的矿物/玻纤增强尼龙Ecolon®系列,具有流动性高、良好的外观和表面处理性能、物性相当、生产成本低及价格低等优势,可谓是一种理想的汽车用尼龙材料。

工程塑料尼龙PA是最重要的工程塑料之一,其产量在五大工程塑料中居首位。近些年来,随着塑料改性技术不断地发展与进步,新型与改性尼龙不断涌现,使得尼龙的性能不断地得以提高和完善,其应用的领域正在得到不断地拓宽。值得一提的是,在当前国内处于突飞猛进发展的汽车(尤其是轿车)行业中,尼龙已被大量地用在汽车的发动机部件、电气部件、车体部件等部件上。可以说,

在众多用于汽车的工程塑料中,如果单从用量上来看,工程塑料尼龙PA占有绝对的优势。

为改善尼龙的性能(如冲击强度、耐热性、尺寸稳定性、硬度或抗蠕变性),通常人们会采用玻璃纤维增强。实验表明,随着玻璃纤维含量的增加,工程塑料尼龙PA的力学强度、尺寸稳定性及耐热性均有明显的提高。然而在玻璃纤维含量达到40%~50%时,由于熔体的粘度过大,玻纤的流动性方向不易控制,易导致成品的纵向和横向的收缩率不一致,进而带来以下三个问题:一是产品的表面玻纤外露不好处理,严重时影响产品的外观;二是产品出模后,产品局部产生翘曲变形;三是生产工艺难以控制,生产周期长,产品的合格率低。更为严重的是,对于一些形状复杂的产品,还会发生注塑困难。为了解决高玻纤含量尼龙存在的上述问题,使工程塑料尼龙PA既具有高力学性能,又具有良好的加工流动性能,韦尔曼公司在多次试验的基础上,成功地开发出了矿物/玻纤增强尼龙树脂Ecolon®系列。目前已被用在北美通用、福特、戴姆勒-克莱斯勒等汽车上。其具体应用见图二

韦尔曼的Ecolon®MRGF25/15矿物/玻纤增强尼龙与33%玻纤增强尼龙的物性比较见表1。

从表1中,我们可以直观地看出二者的收缩率基本相同,因此用户在更换原料时不必担心产品因收缩率的不同而重新开模。其次由于玻纤量的减少,原料的加工流动性较好,产品出现局部的翘曲变形明显改善。更为重要的是,使用这种增强改性产品可大大降低生产成本,而且生产工艺也容易控制。当然,这种增强改性也存在它的不足,那就是产品局部尖角部位的应力集中问题。这在其他类的塑料产品中也有表现。解决的办法是通过在产品易出现应力集中的部位添加圆角来消除或减弱应力集中。如图一所示,通过试验与计算,只要确定出恰当的圆角半径,这一问题也便就不难解决了。

悬臂梁结构中的应力集中因素

在Ecolon®系列中,Ecolon®MRGF1616与30%玻纤含量尼龙的性能相当,但

Ecolon®MRGF1616的价格有着后者无可比似的优越性。Ecolon®系列是韦尔曼公司与多家公司联合开发的一类环保型的产品。Ecolon®的原材料的价格稳定,不会受到原油、天然气和化学中间体价格变动的影响。MRGF1616的生产工艺便于控制,有实践证明其一次成型合格率较30%玻纤含量工程塑料尼龙PA要高5%,从而使生产成本大大下降。MRGF1616玻纤含量仅为15%,对设备的磨损远远地小于30%的玻纤,这样有利于延长设备料筒和螺杆的使用寿命。


发动机罩盖
韦尔曼通过与世界三大汽车制造商:福特、通用、戴姆勒-克莱斯勒强强合作,使Ecolon®系列矿物/玻纤增强改性尼龙在汽车部件中得到了更为广泛的应用,如用于冷却风扇及护风罩、空滤壳体、散热器支架等。把这些矿物/玻纤增强改性尼龙用于汽车行业,可节约大量的昂贵的铝铸件和冲压铁件,从而大大降低了汽车零部件的生产成本。另外这些改性后的尼龙产品,其表面更易于进行电镀、喷涂等表面处理,从而得到色彩更为艳丽、外观更为典雅的产品,以满足人们日益提高的审美要求。


 

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