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尼龙在汽车、电子和包装行业的作用

时间: 2011-07-04 15:17 来源: 作者: 点击:
汽车,电子,包装应用是工程应用增长最快的几个市场,尼龙的高强度性,抗高温阻力,化学阻力,以及高硬度和抗磨损性能这些优势为尼龙塑料的发展开辟了新的道路。此外,这些特性可以适当进行延伸,比如可与适当的膜和添加剂合用。与此同时,尼龙属于聚酰胺类,往往比工程用热塑性塑料便宜一些。

尼龙所具备的抗极限的这些优势使其可被用于许多市场。比如,在汽车工业,发动机温度都处于较热状态,这就要求所使用的材料具有很高的耐温性能。在电子领域,连接器有高密度的针薄墙比以往任何时候都需要有好的流动性和稳定性的树脂,而尼龙就具有备这两大优势。在电子的其他领域,无铅焊锡的高频使用以及其使用时的持续高温都要求树脂具备特殊的耐热性能。在包装领域,塑料延长了食品包装带的寿命,并且各种各样的包装袋十分的吸引观众。尼龙具有良好的隔气性,强韧性,以及易生产性,已成为食品包装行业的最佳材料选择之一。

性能比较

尼龙6,6 (PA6,6)是尼龙产品中最受欢迎的,尼龙6(PA6)的喜爱程度紧随其后。其它的商用产品还包括尼龙46、 尼龙6,12、尼龙11和尼龙12。尼龙与炭化纤维和玻璃纤维混合后可提高尼龙的硬度。炭化薄膜可以提高尼龙的电传导能力和防静电能力。矿物原料和阻燃剂也可以作尼龙的添加剂。尼龙易吸收水分,它可以降低聚合能力,除非树脂在开始时是干燥的。

表1:不同尼龙的性能比较
(资料来源:环境管理系统Grivory)

尼龙66有良好的平衡力度、硬度、耐热性、抗炭氢化合物的能力,尼龙6具有更好的延展利,但其模量不及尼龙66。它的耐热性能比尼龙66差27°C此外,它的模压收缩率也略低一些。尼龙6有光泽,但其吸湿能力要强于尼龙66。

尼龙46的冲击强度最高,但系数低于尼龙66。尼龙46的耐磨性非常强,加之其的外表光泽性使之更易于使用。然而,尼龙46的吸湿性较高。

与其他尼龙相比,尼龙12在聚合物链中具有较低的氨基化合物组合能力,所以它的吸水性是商用尼龙中最低的。同时,尼龙12具备耐油,阻燃,阻液压机液体和溶剂等能力。该材料的耐磨损性也非常的好。

尼龙6.12的吸湿性较低,并与尼龙12有很多相似的特点。然而,与尼龙12相比,尼龙6.12具有较高的热变形温度和拉伸强度。

尼龙11吸湿性较低,耐化学性较强。但与其它种类的尼龙相比,尼龙11的价格较高,并耐热性能较差。

汽车应用

汽车的进气孔曾经是用金属制作的,但如今是由玻璃加固30-35%的尼龙6制作的。尼龙6.6和4.6也用于很多场合。根据DSM的一份调查显示,尼龙作为金属的替代品降低了30%的生产成本,重量减低了一半,削减系统成本的方法,促进地区一体化,提高燃油效率。


图1: 尼龙6和尼龙4.6用于进气孔
(资料来源:DSM)

尼龙4.6偶尔也用于汽车进气孔的制作,因为其的耐热性优于尼龙6和尼龙6.6。根据DSM的报道,尼龙4.6用于进气孔的制作,较用金属制作相比,可以降低成本10%.

尼龙6的应用也很多。与其它种类的尼龙相比,尼龙6使外貌更美好,表面更光泽。

尼龙6也越来越多的用与摇杆盖的制作。在这方面,尼龙6要比尼龙6.6具有更高的强度硬度和更长的寿命。也比尼龙6.6更易于铸型。

在安全气袋的应用方面,尼龙6比起金属容器来说,减轻了重量。用6.6制作的气袋不会像其它聚合体一样在低温的条件下碎裂,同时,它可以在高温的情况下具有良好的强度和硬度。


图3: 尼龙6良好的低温性能和可靠性气袋集装箱

对于汽车的传动系统来讲,生产商们正在加强尼龙4.6的应用。原因之一在于尼龙4.6的耐磨损性比尼龙6.6更强,同时,尼龙4.6的安全性能更高,还可以减少由传输带带来的噪音。

尼龙6.6已经进入了汽车冷却系统,促进了不同元件的组合,而这些元件过去是用铝和塑料制作的。

尼龙6.6也被用于矿工用的照明灯的制作方面。据杜邦(DuPont),尼龙6.6可以耐高温达到150°C。 尼龙6正在用于汽车的外部部件的制作。包括门,后挡板把手,车表面的镜子,燃料盖子等。在汽车的其它领域,尼龙12被用于燃料管路的生产,尼龙6.12被用于液压离合器的生产制作。

电子

尼龙6.6很长时间以来都是生产电子连接器的原料,但这种原料正在让位给尼龙4.6,因为连接器要暴露到高温的环境中。尤其在无铅焊锡继续在工业中发挥作用日益增强的形势之下。这些高温条件要求连接器的材料至少要耐230摄氏度。

尼龙添加导电材料后可以为电子设备提供抗静电,静电放电(ESD),屏蔽,也可为槽式运输机提供这些服务。一般用于这项技术的原料包括炭化纤维,炭粉,加镍的炭素纤维以及纤维。几乎任何尼龙都可用于ESD以及EMI/RFI的保护。

包装

在食品包装方面,尼龙6膜具有极好的阻隔空气和水进出的功能。这种膜可以通过压铸、吹膜和双向拉伸的工艺进行生产。用尼龙6为原料做的食品包装可以包装肉,奶酪,干燥食物以及冷却果汁。尼龙膜的氧气渗透能力随着温度和湿度的增强而提高。

用尼龙6做成的包装袋有良好的强度,抗撕和抗刺能力。比如:可以防止产品在运送中受到破损。在医学领域,尼龙6可用来制作水泡的包扎绷带。

以尼龙6为基础制作的聚氨酯也应用于包装行业。在这些情况中,聚合体吸附在2-8%的似云母胶体矿物质表面,以几微米大小的微粒扩散在聚合体中。RTP公司说,与纯尼龙相比,尼龙6的耐高温特性要高35°C,抗张强度也要强1/3,并且弯曲模量也提高了50%。食品、化妆品、医学用品和电子设备的包装都可用尼龙6为原料制作。

总结

尼龙树脂高强度,耐高温,抗化学以及稳定性的独有特性使之优于其它昂贵的热塑性塑料,广泛的应用在汽车,电子和包装领域。在尼龙的家族里有大量的聚酰胺,每一种又具备独有的特性。添加剂和膜是关键的原料,可以扩展尼龙的特性,从而开拓新的市场。

参考资料:

网页:

Albis Plastics, Arkema, Asahi Thermofil, BASF, Degussa, Dow, DSM, DuPont, EMS-Grivory, Honeywell Plastics, PolyOne Corp., Rhodia, RTP Co., Solvay.

刊物:

Robert D. Leaversuch, "Strength and Beauty: New Nylons Bring Both to Under-Hood Parts," Plastics Technology, Jan., 2003.
"Six Always Wins in Nylons Game," Modern Plastics, July, 2004.
Joseph A. Grande, "New High-Performance Nylons for Automotive, Electronics, Packaging," Plastics Technology, May, 2005(end)

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