能够替代金属的热塑性塑料

作者:刘训堃 文章来源:阿科玛工程聚合物 发布时间:2012-07-19
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阿科玛新推出的高柔性Rilsan HT具有接近挤出级尼龙材料的韧性,从而扩展了Rilsan HT(高温尼龙)产品的种类,为汽车工业提供了“环境可持续发展”的解决方案。

Rilsan HT作为一个全新的系列产品,丰富了阿科玛工程聚合物业务单元现有的PA11以及PA12。拥有超过三十年汽车工业服务经验,阿科玛提供各种先进的聚合物解决方案,并且不断提供与未来发展技术需要相匹配的创新聚合物。阿科玛高性能产品,如生物基尼龙11和尼龙12,在运输工业中被作为橡胶以及金属的替代品已经使用多年,并获得了全球主机厂的认可。Rilsan PA11的高温应用可达150℃,如生物柴油管线或者制动助力气管。为了进一步扩大高于150℃的应用领域,阿科玛研发了Rilsan HT,成为发动机领域替代金属管的第一款PPA基材料。

汽车工业中取代金属

汽车工业的发展趋势是更低的排放、更轻的重量、更高的燃油效率以及更长的使用寿命。采用更多的塑料材料零部件替代金属部件,成为减轻汽车重量的重要方法。由于现代发动机技术的发展,发动机更加小巧、动力更加强劲,涡轮增压、燃油直喷、废气再循环等技术的应用,导致发动机舱温度不断升高。因此,塑料部件的耐温性能变得越来越苛刻,塑料部件需要在极高的温度下抵挡各种液体以及化学物质。近些年来在汽车应用中,金属部件开始越来越多的由PPA基的注射级别的树脂取代。然而,聚苯丙胺树脂固有的脆性限制了其应用。到目前为止,用PPA基的聚合物取代金属管道是不可能的。

Rilsan HT超越了PPA树脂的极限

作为金属的替代品,PPA材料的固有脆性使其只适用于注塑部件。而当具有820 MPa模量的第一种柔韧性PPA(Rilsan HT)出现时,它的应用范围发生了显著改变。最近,Rilsan HT高柔性系列新成员的出现,将该系列的模量下限降低到更低的接近500 MPa的水平,如图所示。

新的超柔性级别产品提供了长链脂肪族的Rilsan PA11和传统半芳香族PPA材料的最佳性能组合。这项突破性的技术结合了PA11的柔性和传统的PPA级产品的耐高温性能,因此创造了PPA材料的又一里程碑。

与竞争材料相比,Rilsan HT系列具有诸多颇具竞争力的优秀性能,如具有长期在高温条件下抗热氧化和抗化学物质的性能,低吸湿性,以及相对于其他传统的高温热塑PPA树脂具有更好的低温抗冲性能等。而新的Rilsan HT高柔性等级在此基础上做得更好:耐热性得到了改进,可以在给定工作时间内耐受更高的温度,与现有的同类产品相比甚至可提高10 ℃。此外,其优良的低温耐冲性能与Rilsan PA11相类似。

Rilsan HT的各种性能使其特别适用于发动机罩盖内的管路应用。它易应用于各种标准的管材热成形和加工(光滑、波纹管挤出以及吹塑工艺),便于灵活优化设计和降低生产成本。相应的,Rilsan HT已经建立了其作为金属、橡胶的经济而轻便的替代品的地位,广泛的应用于汽车制造的管路和接头,如通气管、机油传输管、进气管和真空管路。

此外,高柔性PPA级产品具有出色的韧性、冷冲击、优异的耐化学腐蚀性等性能使其成为昂贵的含氟高聚物及弹性体(ETFE、PTFE、FKM)在许多其他应用中的理想替代品。Rilsan HT的低材料成本、低密度以及较含氟聚合物更易加工的特性具有很好的成本效益,大大降低了部件以及系统的成本,使得高柔性Rilsan HT成为需要复杂设计的材料的真正替代品。

Rilsan HT用于注塑

Rilsan HT也可以作为注塑部件、玻纤增强等级或者导电等级,可以为快插接头或者其他底盘的耐高温部件,用于与Rilsan HT柔性管道结合。与其他传统的难以加工及浪费成本,Rilsan HT注塑等级非常适合在燃料系统应用中取代金属,与需要低渗透的PPA基注塑级别的树脂相比,Rilsan HT注塑级别使其能够易于加工以及经济的制造。

Rilsan HT是惟一的PPA基注塑级别的树脂,可以在现有的PA11和PA12的配有冷却水的模具及设备上进行加工。另外,与传统的PPA基注射级树脂相比,Rilsan HT提供了高尺寸稳定性,优异的柔软性和导电性。此外,Rilsan HT易于与脂肪族高性能聚酰胺进行旋转熔接。

提供制造成本效益

Rilsan HT管道组装在连续生产中提供成本效益,与传统的金属管道组装相比,降低总成本近50%。由于与其他高性能脂肪族的氨基化合物具有相似的加工性能,Rilsan HT可以经济的采用一般挤出设备加工,易于热成形及组装。这意味着Rilsan HT可以提供与PA11、PA12相同的加工方法、可靠性、耐久性以及安全性。适宜的柔韧性,无论是通过热成形还是挤出成形光滑、波纹管件,都能比传统的金属加工节省成本。另外,无腐蚀、质轻的Rilsan HT管道为发动机提供了可靠的能长期使用的部件,同时降低了燃料消耗以及CO2排放。

从可再生材料中受益

耐高温的Rilsan HT树脂源于可再生非食用植物资源,与从石油提炼出来的耐高温塑料相比,显著降低了CO2排放。

Rilsan HT树脂可再生碳含量占70%,自然符合很多汽车公司的环保设计。

阿科玛工程聚合物业务单元是公认的生物基高性能聚酰胺领导者,如知名的Rilsan 尼龙11。源于蓖麻油,以及长达60年的高性能生物聚酰胺的专门技术,阿科玛提供一系列以阿科玛可再生商标标识的生物基高性能聚酰胺。加上生物基的Rilsan HT,阿科玛进一步丰富了其广泛的源于可再生资源的高性能聚酰胺产品。

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