PA66 46 6T 9T 10T的性能及应用

PA66/46/6T/9T/10T的性能和应用对电子、电等设备小型化、高性能化的材料的要求越来越高。 特别是表面安装技术(SMT )的出现和发展，促进了电子部件的小型化、密集化，降低了成本。 但是，采用SMT技术对材料的耐回流性和尺寸稳定性提出了更高的要求，如能承受短期约260的回流峰值温度。 汽车的轻量化、高性能化促进了金属部件的塑料化，同时对塑料也提出了发动机周边部件的耐热、耐久性等高要求。 PA6、PA66等通用工程塑料性能优异、价格适中、用途广泛，在工程塑料中占重要地位，但也存在容易吸湿、耐高温性能提高等不足。 为了进一步提高耐热性，满足汽车、电子电气等行业的要求，产生了高温PA，是熔点和使用温度比PA66更高的均匀或共聚树脂及其强化改性材料。 常见的高温PA有PA46、PA6T、PA9T、PA10T、聚对苯二甲酰胺(PPTA )等，其中PA6T、PA9T、PA10T等半芳香族聚酰胺耐热性高，力学性能优异，不易吸湿，加工柔软1耐高温聚酰胺的结构和性能聚合物的耐热性与熔点(Tm )、玻璃转变温度(Tg )密切相关。 表1显示了PA66和主要耐高温PA的化学结构、熔点和玻璃化转变温度。1.1耐热性高温PA的主要特征之一是，熔点比通用PA、PA66高，但熔点过高，加工困难，因此一般在320以下。 虽然PA46的玻璃化转变温度低，并且模数开始下降的温度低，但是由于其结晶性高，所以在高温下的物性降低很小。 PA6T、PA9T、PA10T等半芳香族聚酰胺的玻璃化转变温度高，模量降低开始温度高。 PPTA的玻璃化温度太高，难以用通用塑料加工法加工。1.2加工性注射成形需要材料具有高流动性和宽的加工窗。 一般来说，PA的熔融成形加工温度在320左右，分解温度在350附近。 PA6T均聚物的熔点在370左右，熔融温度超过分解温度，难以成形，因此需要进行改性以将成形温度降低到320以下。 与PA6T相比，PA9T、PA10T含有较长的碳链，因此熔点低，适用于通常的塑料加工方法。1.3吸水性PA由于特有的酰胺结构容易吸水，容易引起尺寸变化、力学性能的降低、膨胀、起泡等现象，在应用上受到很大的限制。 PA46的饱和吸水率高，其次是PA6T，PA9T、PA10T是长碳链，酰胺基的浓度低，吸水率低。 PA的饱和吸水率和酰胺基浓度的关系如图1所示。1.4结晶性聚合物的结晶性依赖于分子中的重复单元的单一性和分子链的柔软性。 PA46的结晶速度快，结晶性高，因此产品的耐热性优异。 改性的PA6T材料也具有高结晶性，PA9T、PA10T一般为均聚物，结晶性高，结晶速度快，可以快速成形。1.5尺寸稳定性半芳香族聚酰胺吸水率低、熔点高、结晶性高，在吸水、热等条件下具有高尺寸稳定性，特别是相对于PA46，湿热条件下的尺寸稳定性显着提高。1.6回流焊性在干燥状态下，PA46、PA6T、PA9T等均如表2所示显示出优异的耐焊锡性。 吸湿状态下，PA6T的耐焊锡温度最高为260，PA46低于250，PA9T的高度为280，远远高于聚苯硫醚(PPS )的250。 一般来说，回流焊的峰值温度为260左右，时间约为30 s，因此半芳香族聚酰胺，例如PA6T、PA9T等可以简单地用于SMT技术，是新型焊锡布线板的理想材料。1.7化学性能因为耐高温PA的凝聚能和结晶性高，所以有耐脂肪烃、芳香氯化烃、酯类、酮类、醇类等有机溶剂和耐车用的各燃料、油类、防冻液等。2主要耐高温PA2.1PA46PA46、学名聚己内酯二胺是丁二胺和六胺缩聚而成的。 PA46的分子链结构完整，结晶性能机的结晶性高，具有良好的刚性、耐蠕变性、耐疲劳性和耐磨性，但由于玻璃化转变温度低、吸水性高，尺寸稳定性差。 熔点约295、30%的玻璃纤维强化： PA46的热变形温度为285，冲击强度为PA66的1倍，比聚甲醛高40%，弯曲强度也比PA6和PA66大。 PA46的耐磨性和尺寸稳定性良好，具有良好的化学稳定性，成型时的结晶速度比PA66快45倍，比PA6快10倍，可以通过注塑成型和挤出成型制作各种部件、管、棒、片等。 PA46可以用于增强橡胶制品、输送机、水管等，注塑制品的潜在市场是汽车发动机、车身部件、电气、电子、仪表、家电应用领域中需要耐热、高强度、耐冲击性的部件，也可以作为PA6、PA66的成核剂。 PA46可以在160下长期使用，成本比热致液晶聚合物低，热变形温度比PPS高，成型周期短，韧性好，取代了高端热致液晶聚合物等。2.2PA6T以PA6和PA66为中心的脂肪族PA虽然具有优异的综合性能，但玻璃化温度低、吸水率高、除PA46以外耐热性不足，不能用于要求耐高温的应用领域，其应用范围受到很大限制。 全芳香族PA熔点过高，加工成形困难。 如果导入芳香环成分的一部分，则熔点降低，加工成型变得容易。 例如，如果在PA66分子的主链上部分导入苯环，取代由己二酸和六亚甲基二胺合成的PA6T，使用对苯二甲酸的话，则耐热性很好。 半芳香族PA是由脂肪族二胺或具有二羧酸和芳香环的二羧酸或二胺缩聚而成的，是芳香族PA的一种。 由于在PA分子的主链上引入了芳香环结构，提高了产品的耐热性能和力学性能，同时吸水率也在一定程度上降低，具有较好的性价比，在通用工程塑料和高温工程塑料，如聚醚醚酮(PEEK )之间的高性能半芳香族PA主要有PA6T、PA9T、PA10T等。 与PA66相比，半芳香族PA的最大特征是耐热性优异、吸水率低。 与全芳香族PA相比，半芳香族PA具有容易加工的特性。PA6T是六亚甲基二胺和对苯二甲酸的缩聚物，虽然具有非常优异的热性能，但熔点和热分解温度接近，合成时很难制造出稳定的高品质产品，而且加工成型也非常困难，因此商品化的PA6T实际上是共聚改性的产物。 由于共聚单体的导入，在熔点降低、加工变得容易的同时，降低其结晶度和结晶能力，降低尺寸稳定性、耐药性。 Zytel HTN (品牌为51G35HSL )是杜邦公司开发的玻璃纤维强化高温PA，PA6T的改性产品，其性能如表3所示，性能测试采用了ASTM标准。与PPS相比，Zytel HTN具有更好的冲击性能，更高的是漏电起痕指数、更高的介电强度、更低的翘曲。 与PA46相比，Zytel HTN吸水率低，在湿润状态下尺寸稳定，Tg高。 与PA66相比，Zytel HTN耐温性优异，吸水率低，稳定性好。2.3PA9T和PA10TPA9T的学名为对苯二甲酰胺，属半芳香族PA，为长碳链结构，熔点约为308，低于PA6T。 因此加工容易，一般不需要共聚改性，可以直接使用。PA9T的一个优点是吸水率低，相当于PBT，比PA66、PA46和PA6T低。 PA9T的高玻璃化转变温度和高结晶性在高温下也能维持良好的性能，优于PA66和PA46。 PA9T的韧性和耐冲击性比PA6T高，耐磨性和摩擦系数比PA66等优，比POM和热致液晶聚合物优。 PA9T的另一优异性能是耐油、酒精、酸和氯化钙、热水和其他流体，是PA中最好的品种之一，比PPS稍差。 PA9T对燃料的抗性是PA6和PA12的10倍，接近于聚四氟乙烯的水平，这些优异的综合性能将PA9T应用于汽车发动机罩下产品。 由于没有共聚的大比例的第三单体，所以结晶性高，结晶速度快，可以迅速成形。PA10T是对苯二甲酸和癸二酸的均聚物，基本的物理化学性能与PA9T同等，熔点高于PA9T，316，玻璃化转变温度为135，加入玻璃纤维后的热变形温度高于290，耐焊接温度为270，与PA9T同等，pa PA10T具有低吸水性(远低于PA6、PA66、PA46 )，尺寸稳定性好，耐药性好，具有优异的加工性能。 PA10T分子链含有苯环和长二胺的柔软长链，聚合物分子有适度的易激性，因此具有高的结晶速度和结晶度。3耐高温PA的应用3.1汽车工业小型化和动力增强作为汽车发展的方向，对汽车部分零件的耐高温性能提出了更高的要求。 因此汽车厂把材料的选择变成了高温PA。 汽车轻量化的要求大大促进了金属零件的塑料化，耐高温PA是理想的金属替代材料。 它具有非常好的耐蠕变性、力学强度、刚性和高温下的耐疲劳性，同时保持着众所周知的塑料的优点，可以循环使用，加工容易，质量小，噪音低，耐腐蚀，所以，发动机(发动机罩等)、传动系统(贝另外，高温PA即使在高温下也具有优异的性能，所以可以作为一体部件使用，最终可以以低成本实现长寿命。 耐高温PA因为耐蠕变性、耐疲劳强度和耐振动性、耐高温性等，广泛应用于滤油器壳体、传感器、连接器、开关等。 高温PA，例如PA6T、PA9T等具有比PA66更优异的耐药性和高温耐性，可以代替PEEK等材料，在接触燃料润滑油等物质或高温的情况下使用。 高温PA可用于动力转向泵、液压离合器推进装置的主要部件，如汽缸、活塞和嵌件成型的推杆，该装置成本低，可靠性高。 克拉雷公司的高温PA9T可以用于汽车的齿轮、轴承、阀、折动件、燃料管路等。 利用PA9T在燃料阻隔性能方面的优势，开发了以PA9T为内层、PA12为外层的产品，其他材料没有优势。3.2电子电气工业PS广泛应用于电子电气工业。 电子、电气产品在小型化、轻量化、薄壁化、高性能化、集成高密度化和低成本化方面发展，出现了一些新的要求和新技术。 例如，密集的引脚要求防漏电性能高的塑料。 电子产品内部温度的提高对载体材料的耐热性提出了更高的要求。 同样，SMT技术对塑料的耐热性要求也很高，虽然PA66等工程塑料不满足，但半芳香族聚酰胺，例如PA6T、PA9T等具有高的耐回流温度，特别适合电路基板的搭载材料。 在电子、电气工业中，高温PA主要用于连接器、连接器、骨架等，在性价比方面可以与PPS、聚酰亚胺、热致液晶聚合物抗衡。3.3其他应用程序PA6T可以代替铜用于温水