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聚酰胺在汽車領(lǐng)域再辟新徑
導(dǎo)讀：由于聚酰胺(PA)擁有優(yōu)異的性能，已成為在挑戰(zhàn)性的環(huán)境中所用部件的材料。這些熱塑性工程塑料也越來(lái)越受歡迎，在汽車工業(yè)中的需求很大。
【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】 電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛對(duì)車用材料提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也帶來(lái)了新機(jī)遇。由于聚酰胺(PA)擁有優(yōu)異的性能，已成為在挑戰(zhàn)性的環(huán)境中所用部件的材料。這些熱塑性工程塑料也越來(lái)越受歡迎，在汽車工業(yè)中的需求很大。
用于減重、降噪的新型聚酰胺泡沫
在汽車行業(yè)，有關(guān)二氧化碳排放和噪音的法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，因而極大地推動(dòng)了對(duì)創(chuàng)新材料的需求。旭化成(AsahiKASEI)新開(kāi)發(fā)的聚酰胺泡沫為減輕重量、降低噪音的應(yīng)用場(chǎng)合帶來(lái)了獨(dú)特的解決方案。
旭化成是為數(shù)不多的完全一體化的聚酰胺制造商之一，能夠完全從單體到配混料生產(chǎn)聚酰胺6.6。以這些專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，公司目前正在開(kāi)發(fā)PA泡沫，這是一種基于聚酰胺的泡沫材料。樣品將在10月舉行的K 2019展會(huì)上展出。
PA泡沫擁有聚酰胺的典型耐熱、耐化學(xué)品和耐油性能，視乎泡孔的形狀，還擁有極高的剛性或降噪特性。
據(jù)介紹，泡孔呈圓形的PA泡沫具有很高的剛性，因而是結(jié)構(gòu)部件中鋁和金屬，以及用于絕緣體、導(dǎo)管、墊片或電動(dòng)汽輛電池盒等其他輕量部件的材料的替代材料。
至于擁有C形或通心粉形狀泡孔的PA泡沫，除了具有聚酰胺的典型特性外，還具有隔音功能，可用于汽車的任何地方，特別是用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部。用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩時(shí)，不僅有助于減輕重量，而且還可明顯降低發(fā)動(dòng)機(jī)的輻射噪音。
由于PA泡沫還可以減少來(lái)自外部的噪音，因此還可用于車頂和發(fā)動(dòng)機(jī)罩，以及座椅和地板結(jié)構(gòu)中。
由于共用汽車不斷普及，而且預(yù)期會(huì)推出自動(dòng)駕駛技術(shù)，所以汽車內(nèi)部作為放松的舒適空間變得越來(lái)越重要。泡沫的這些降噪特性，也有助于增強(qiáng)汽車內(nèi)部的舒適性。
PA泡沫可以在標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯模塑設(shè)備上以蒸汽模塑工藝加工。此外，還可以明顯減少生產(chǎn)過(guò)程中的樹(shù)脂用量，有助于降低總體成本。
目前，該總部位于東京的日本技術(shù)集團(tuán)公司以LEONA聚酰胺系列提供多種類型的聚酰胺，用于輕量化產(chǎn)品和耐UV產(chǎn)品，而其中的SG型號(hào)是去年推出的新成員。
SG材料的特點(diǎn)是擁有優(yōu)異的強(qiáng)度、剛度和耐沖擊性能，而且具有較高的長(zhǎng)期抗蠕變性能；同時(shí)還具有較好的流動(dòng)性、尺寸穩(wěn)定性，較低的翹曲和較低的吸水性。該材料的注塑部件還具有優(yōu)異的光澤度。因此，其適合作為金屬部件的替代材料。
由聚酰胺6制造的轉(zhuǎn)向柱開(kāi)關(guān)殼體
朗盛11個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)中的6個(gè)將在K 2019展會(huì)上展示他們的產(chǎn)品。其中，高性能材料(HPM)業(yè)務(wù)部將以新型汽車和不斷發(fā)展的城市化作為展出重點(diǎn)。
聚酰胺6和聚酰胺66在特性方面非常相似。因此，在許多應(yīng)用場(chǎng)合，聚酰胺66可以由聚酰胺6替代。其中一個(gè)例子是用于福特Fiesta、福特Focus和福特Eco Plus等幾種車型的轉(zhuǎn)向柱開(kāi)關(guān)殼體。
該元件由Leopold Kostal公司生產(chǎn)。該家家族企業(yè)總部位于德國(guó)Lüdenscheid，是世界的控制元件、感測(cè)器和控制裝置系統(tǒng)供應(yīng)商和開(kāi)發(fā)商之一。其初使用玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺66制造殼體，近則換用了Durethan BKV30H3.0，這是朗盛生產(chǎn)的一種聚酰胺6配混料，玻璃纖維增強(qiáng)材料的重量為30%。
HPM業(yè)務(wù)部表示，更換材料后可直接采用初為聚酰胺66開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)模具加工，無(wú)需進(jìn)行任何更改。
據(jù)介紹，殼體由泡沫聚酰胺6注塑成型。這種發(fā)泡工藝有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，與密實(shí)元件相比，其可以節(jié)省材料，減輕重量，但機(jī)械性能的降低合理。材料采用發(fā)泡注塑成型，可減輕重量近10%。
此外，發(fā)泡尤其可明顯減小翹曲，降低收縮率，利于部件的尺寸精度。該部件承載多種方向盤(pán)功能，例如轉(zhuǎn)向燈和擋風(fēng)玻璃刮水器開(kāi)關(guān)，因而幾何形狀非常復(fù)雜。高尺寸精度可確保開(kāi)關(guān)在汽車整個(gè)使用壽命期內(nèi)能可靠地工作，并且可以平穩(wěn)地操作。
發(fā)泡工藝的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以明顯降低模腔壓力。因此，該部件可以在較小的注塑機(jī)上以較低的合模力生產(chǎn)。與密實(shí)模塑部件相比，這樣還可以縮短循環(huán)時(shí)間，終實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)。
同時(shí)，聚酰胺6配混料Durethan BG60XXF則是連接器和開(kāi)關(guān)的理想解決方案。這是一種低翹曲塑料，已用于生產(chǎn)意大利電子元件制造商Bticino公司Living Now產(chǎn)品系列中的開(kāi)關(guān)支架。采用這種材料后，該部件滿足了平面度、尺寸公差和剛性極高的標(biāo)準(zhǔn)要求。
特種聚酰胺牌號(hào)提高電動(dòng)汽車安全性
為了減少高壓部件的重量和所需的安裝空間，阻燃塑料是不可或缺的材料。巴斯夫公司的特種聚酰胺牌號(hào)可用作無(wú)鹵阻燃材料，使車輛內(nèi)外的高壓部件完全達(dá)到所需的性能。
這些工程塑料在阻燃性、顏色穩(wěn)定性、機(jī)械性能和電絕緣性方面能滿足高要求。同時(shí)，這些材料固有的絕緣性能提高了車輛的安全性。
巴斯夫擁有多種聚酰胺6和聚酰胺66牌號(hào)，能保證控制設(shè)備和感測(cè)器中微電子器件的可靠性，有助于防止電路腐蝕損壞。巴斯夫公司的各種Ultramid EQ牌號(hào)(EQ：電子級(jí)質(zhì)量)純凈，幾乎不含電活性或腐蝕性物質(zhì)，如鹵化物。重要的是，這種材料還具有優(yōu)異的耐熱老化性能。
當(dāng)今的電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仍然是金屬行業(yè)的重要應(yīng)用。到目前為止，電子馬達(dá)和電力電子元件制造商一直在使用由鋼或壓鑄鋁制成的外殼。
由于許多部件現(xiàn)在都采用主動(dòng)冷卻方式，這意味著不再需要通過(guò)外殼散熱，所以塑料解決方案現(xiàn)在可以用于輕質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如阻燃Ultramid牌號(hào)A3U42G6和B3U50G6。
封裝高壓電氣元件的外殼必須擁有電氣遮罩特性，以防止對(duì)周圍區(qū)域產(chǎn)生不利影響。在塑料外殼部件涂覆金屬涂層是巴斯夫正在研究的可能解決方案之一。以這種方式涂覆可以實(shí)現(xiàn)良好的磁場(chǎng)遮罩功能。此外，工程塑料還具有將其他功能集成到元件中的優(yōu)勢(shì)。
巴斯夫公司表示，在與客戶進(jìn)行的樣件小批量試制項(xiàng)目中，已經(jīng)能夠證明使用這種工藝生產(chǎn)的塑料外殼比同等的壓鑄鋁外殼更輕、更經(jīng)濟(jì)。
此外，由于電動(dòng)汽車、小型化和高速電子設(shè)備提出了更高要求，所以塑料面臨的挑戰(zhàn)急劇增大，巴斯夫現(xiàn)在還提供基于四種聚鄰苯二甲酰胺(PPA)聚合物的Ultramid Advanced產(chǎn)品系列，其中包括約50種配混料牌號(hào)。
這些定制產(chǎn)品包括了可以方便、穩(wěn)定地加工的注塑和擠出牌號(hào)；含或不含阻燃劑、無(wú)色及可激光標(biāo)記的黑色、含有短玻璃纖維、長(zhǎng)玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)材料，以及各種熱穩(wěn)定劑的牌號(hào)。
由于擁有部分芳族化學(xué)結(jié)構(gòu)，所以各類Ultramid Advanced材料在高溫條件下具有優(yōu)異的機(jī)械性能。它們具有疏水性，因而能夠耐受潮濕環(huán)境，可與具有挑戰(zhàn)性的介質(zhì)接觸，同時(shí)保持其強(qiáng)度。由于吸水率低，所以塑料部件在潮濕環(huán)境中的尺寸穩(wěn)定性高。它們還能夠在電子電氣行業(yè)使用越來(lái)越多的無(wú)鉛焊接工藝中保持強(qiáng)度。
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