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汽车材料发展新趋势 高性能尼龙替代金属 |
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| http://cn.newmaker.com
2/15/2006 10:56:00 AM
佳工机电网
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目前，国际上用塑料替代汽车工业中金属的应用不断扩大，用高流动性尼龙（PA）和高玻纤或无机填充料增强的尼龙，已成为十分重要的产业用纺织品材料。世界各地的科学家通过各种试验，积极寻找新的高性能热塑性塑料，也成为企业争取更多客户和扩大市场份额的重要组成部分。
高流动性尼龙--粘度降低
由于汽车厂家面临日益增大的成本压力和对部件精度、外观逐步提高的要求，生产厂家越来越普遍地选用高流动性尼龙或低粘度尼龙，然而，应用的难点和关键是要降低尼龙熔体粘度，且对材料性能无负面影响。
随着增强尼龙中玻纤含量增大，材料拉伸强度和弯曲模量提高，加工制品和部件收缩率和翘曲变小，但其熔体流动性差，会增加加工成型时间和成本。而高流动性尼龙适于成型大型和复杂部件，加工厂可以选用低合模力的注塑设备，而且由于高流动性树脂充模快，部件壁厚可设计得更薄，节省材料，降低成本。总之采用高流动性尼龙能提高注塑机生产速度，因而提高产量。或在维持原由生产速度前提下，则可选用相对小（成本和加工成本低）的注塑机进行加工。
高流动性玻纤增强尼龙部件表面外观好，因为玻纤在模具中分散比一般玻纤增强尼龙平滑和均匀，因此最终制品表面可见的砂粒或螺旋纹状缺陷少。而且由于最终表面光泽好，甚至可以免除有些产品的表面涂染工艺过程。
德国朗盛（Lanxess）公司新推出的牌号DurethanBKV60H2.0EF901510是含量60％玻纤的增强尼龙，采用降低材料粘度的新技术，该系列材料熔体粘度低于一般尼龙Durethan牌号。DurethanBKV系列材料是替代汽车发动机室用金属的理想材料，也可作为结构材料，特别是用于塑料／金属复合材料制备的部件。DurethanBKV的室温弯曲模量（表示材料刚性）为20GPa，比30％玻纤增强尼龙高一倍，其170℃下的拉伸模量为6700MPa，优于长玻纤增强聚丙烯，后者在80℃下的拉伸模量为6600MPa，但超过80℃后很快软化。
尽管DurethanBKV系列材料还未实际加工成工业化部件，但应用前景十分看好。经初步试验表明可用于制备汽车前端车架横梁，该横梁连接和固定格栅、排口板、前头灯，有的车型还与汽车前散热器相连。
高玻纤增强尼龙--刚性提高
荷兰DSM工程塑料公司推出60％玻纤增强尼龙46
（Stany1TW241F12），应用目标为汽车机罩下部件。该新牌号主要用于汽车齿轮，替代尼龙66。据介绍，尼龙46（Stany1）已在齿轮应用中取得一定程度的进展，根据5年多的试验，公司预计Stany1占有1／4的汽车齿轮市场份额。
Stany1加工的齿轮应变小，因此设计更为方便，而且还能降低材料加工和齿轮罩成本，因此Stany1齿轮成本低于尼龙66齿轮。而且由于加工的齿轮应变小，能适用于不同发动机，发动机效率高，也能降低成本。其次，Stany1的耐用性也优于尼龙6和尼龙66，用Stanyl退火效果极佳，退火提高Stany1齿轮的耐用性1倍或1倍以上。Stany1目前已用于制备电动止推控制齿轮、电动转向和航行控制齿轮。日本几家大型汽车公司已选用Stany1齿轮，包括丰田（Toytoa）、本田（Honda）和日产（Nissan）公司。
Stany1TW241F12耐连续使用温度上限为200℃，短期能耐峰温250℃，120℃以上仍保持高刚性，实际上比新一代Stany1产品的刚性还高30％以上。将该材料应用在汽车工业上更为有效。
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