汽车用改性尼龙的简介.ppt

汽车用改性尼龙简介,1.尼龙的结构与性能特点,1.1尼龙简介聚酰胺（俗称尼龙）是指分子主链上含有酰氨基团（-NHCO-）的高分子化合物。英文为polyamide，缩写为PA。,聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料，尼龙（Nylon）的俗称就是来自与此。尼龙的最早发明商美国杜邦公司曾宣传：尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。1960年左右，聚酰胺才被开始用做一种“工程塑料”。,1.尼龙的结构与性能特点,1.2尼龙分类,PA的分类,脂肪族PA,芳香族PA:Kevlax、PA6T、PA9T、MXD6,透明PA:共聚或带侧基的尼龙,p型聚酰胺：PA6、PA11、PA12、PA7、PA9等,mp型聚酰胺：PA66、PA610、PA1010、PA46、PA56等,脂环族PA,1.尼龙的结构与性能特点,1.3尼龙结构特点,脂肪族聚酰胺是线形高分子材料，由亚甲基链段和极性基团（酰氨基）有规律交替链接而成。,PA6,PA66,5,6,4,1.尼龙的结构与性能特点,1.3尼龙结构特点,聚酰胺中的氢键尼龙分子之间可以形成氢键，使其结构易发生结晶化。,脂肪族聚酰胺是结晶度较高的半结晶性高分子材料。结晶度一般在30。,1.尼龙的结构与性能特点,1.4尼龙性能特点,1.尼龙的结构与性能特点,PA为白色至淡黄色的颗粒；PA的密度为1.101.16g.cm-3。制品坚硬有光泽；有自熄性；PA的吸水率很大：基本随酰氨基团的密度增大而增大。吸水率：PA6PA66PA610PA1010PA11PA12,1.4尼龙性能特点,PA6的吸湿性在PA中最大，在湿润的环境中，PA6的机械性能、电性能和尺寸稳定性的变化也最大。,1.尼龙的结构与性能特点,1.4尼龙性能特点,PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性都较好。但受到温度和吸水率的影响较大。,温度和吸水率提高：拉伸强度、刚性下降；冲击强度提高。,PA具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。,强而韧,PA,PS,1.尼龙的结构与性能特点,1.4尼龙性能特点,电性能PA的电绝缘性干燥的条件下良好。但PA容易吸湿、导致绝缘性下降。,热性能PA的熔融温度比较高，但热变形温度不高，一般EPR-g-MAHSEBS-g-MAHULDPE-g-MAH。EPDM-g-MAH与PA6的共混物的缺口冲击强度在室温下可达到1130Jm。,3.2尼龙增韧改性,3.汽车用尼龙的改性,1975年，DuPont公司以EPDM为增韧剂，PA66为基体，采用反应挤出技术，开发出超韧性的尼龙ZytelST系列，1976年，以EPDM-g-MAH作为增容剂，开发出高抗冲PA6弹性体合金。其冲击强度是纯PA6的3倍。,3.2尼龙增韧改性,增韧改性尼龙可广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件如齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包层等,3.汽车用尼龙的改性,尼龙增韧改性的问题,3.2尼龙增韧改性,流动性变差加流动改性剂；韧性、流动性不稳定加强挤出过程中的混合效果，可以增加捏合块、挤出机长径比。,3.3尼龙填充改性,3.汽车用尼龙的改性,在PA中填充无机矿物增强是常用的简便有效的方法。常用的填充剂与聚烯烃类似，如碳酸钙、滑石粉、云母、硅灰石、稀土矿物等。填充量为1030，也可高达4060。,PA的缺点,刚性、尺寸稳定性不够,3.3尼龙填充改性,3.汽车用尼龙的改性,矿粉填充的增强效果依赖于填充剂和基体之间的界面结合作用大小和相容性。为了达到增强改性效果，对填充剂都要进行表面改性，常采用偶联剂，如钛酸酯、硅烷、铝钛酸酯等偶联剂。,尼龙填充改性的问题粉尘污染混合设备的密封性；矿粉析出选择合适助剂处理矿粉，调整工艺，提高矿粉的分散效果填充改性的尼龙可广泛用于汽车轮毂盖、接线盒的制造。,3.4阻燃改性PA,3.汽车用尼龙的改性,汽车、电子电器、机械仪表、家用电器、办公室和通讯设备等领域对PA阻燃的要求越来越高。阻燃改性是PA改性的重要方法之一。阻燃改性实质上是填充改性的一种，在PA66中添加助剂改性剂来改善其阻燃性。如不加阻燃剂，PA66阻燃性属UL94V-2级，只有加入阻燃剂后才能达到UL94V-0级。常用的阻燃剂有卤素阻燃剂、氮素阻燃剂、锑系阻燃剂、芳香族卤系阻燃剂等。,3.5PA合金主要:PA/PP、PA/PE、PA/PBT、PA/PET、PA/PS、PA/PPO等。PA/PP具有低吸水性和优加工性能；PA/PE具有低的吸水性，良好的尺寸稳定性及韧性。PA/PPO具有良好的耐热性和好的刚度；PA/ABS具有较好的韧性和外观。,3.汽车用尼龙的改性,3.汽车用尼龙的改性,与ABS共混ABS作为抗冲改性剂时，改性效果受ABS的含量、流变性能、橡胶相性质(如粒子大小、分散度和交联度)、SAN接枝率、AN的含量和SAN的分子量等因索影响。PA6ABS合金是典型的结晶性塑料与非结晶性塑料的复合体系，该体系是热力学不相容的，加入合适的相容剂是至关重要的。可以采用共聚物增容，也可以采用反应增容和离子型增容剂增容。,3.5PA合金,3.汽车用尼龙的改性,与PPO(聚苯醚)共混结晶性的PA与非结晶性的PPO是不相容的。采用相容剂：SMA，SEBS接枝MAH，PPO接枝MAH等，可以使PPO作为分散相的相畴微细化，稳定化，开发出具有优异性能的PAPPO。,3.5PA合金,PA6、PA66PPO合金综合了PA和PPO的性能，是工程塑料中最重要、最具有代表性的合金品种。共混物具有PA6、PA66优异的力学性能、耐溶剂性，又有PPO耐疲劳、耐热性、耐冲击性、阻燃性好、低吸水率和尺寸稳定性好等优点，是一类热变形温度高、机械强度好、电气绝缘好、刚韧兼备、尺寸稳定性高、耐化学药品性好、易加工、可喷涂，综合性能优良的合金，近年来发展很快。,3.汽车用尼龙的改性,不同品种尼龙之间共混不同品种PA固化学结构相近，相容性好，生成的共混物兼有两种PA的特点，可以平衡各种尼龙的特性。PA6PA66共混物热变形温度接近PA66，制品外观与PA6相近，并可缩短成型周期，提高生产率。在尼龙家族中，PAll和PAl2的共混物是由单一长链单体缩聚而成的高聚物，其韧性极高，常温下，缺口冲击，制品不断，但是价格较高，将不同尼龙共混制得高性能合金，以获得性能价格比适宜的产品。,3.5PA合金,4.汽车用改性尼龙的发展方向,4.1对原有玻纤、矿粉增强尼龙品种进一步提高性能，拓宽其用途。,ICI公司牌号为A323的PA66材料是用35%玻纤增强，具有很好的耐热氧老化和耐热油性，可用于加工汽车发动机进气歧管，还可用作客气过滤、燃料输送等部件。Dupont公司开发的牌号为70G35HSL的尼龙树脂，是一宗具有热稳定性和润滑性的35%玻纤增强的PA66材料，已被宝马汽车公司用作汽车发动机加油口盖，代替原来的铝质加油口盖。,4.2通过改性手段，使尼龙满足特殊的使用要求和加工要求。,4.汽车用改性尼龙的发展方向,EMS公司牌号为W7615的改性PA6，具有很高的熔融年度，在挤塑、吹塑、模塑时有较宽的加工温度范围，有有一的耐汽油性能，可代替金属制作汽车油路系统的零部件。BASF公司采用无卤阻燃体系什产的阻燃PA6/66共聚物KR4209有很好的抗冲击性能，在-40下冲击强度超过267J/m，成型周期短，并容易脱模。,4.3开发尼龙合金新品种,4.汽车用改性尼龙的发展方向,Dupont公司的尼龙/丙烯酸橡胶合金，在-30缺口冲击强度很好，而且最高使用温度为150200，可用于发动机罩下的导管以及接插件、密封件等。意大利SPA开发的PA/ABS合金，含15%玻纤增强，可用来制作汽车齿轮且可涂刷，与玻纤增强或矿物填充尼龙相比，其制品的尺寸稳定性、便面涂饰性都有所改善。,4.4推出新的尼龙基体树脂。,4.汽车用改性尼龙的发展方向,梅赛德斯-奔驰A级轿车发动机装饰罩盖采用了帝斯曼EcoPaXXTMQ-HGM24增强复合聚酰胺410，其原材料中约有70%来自于可