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玻纤增强尼龙在汽车空调风轮的应用

一、PA66

PA66(尼龙66)属于聚酰胺,在它的主链上有氨基。氨基具有极性,会因氢键的作用而相互吸引。所以尼龙容易结晶,可以制成强度很高的纤维。聚酰胺为韧性角质状半透明或乳白色结晶性树脂,常制成圆柱状粒料,作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万~2万。但由于尼龙本身吸水性大、耐酸性差、干态和低温冲击强度低以及吸水后易变形,影响了制品的尺寸稳定性,使其应用范围受到了一定的限制。图1为尼龙66粒料,图片来源于广东顺炎官网。

图片
图1 PA66EN230 来源于广东顺德顺炎新材料股份有限公司官网


二、尼龙如何增强?

在尼龙中添加玻璃纤维、增韧剂等共混材料的力学性能结果表明随玻纤含量的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度有大幅度的提高,冲击强度则较为复杂,增韧剂加入,材料的韧性大幅度的提高,添加30%~35%的玻纤,8%~12%的增韧剂,材料的综合力学性能最佳。表1为玻纤增强与纯PA66性能对比图

表1 玻纤增强与纯PA66性能对比(依据ISO相关标准测试)

项目

PA66

25%GF

35%GF

50%GF

拉伸强度/Mpa

72±2

140±2

180±2

220±2

断裂伸长率/%

30

5

3

3

弯曲强度/Mpa

80

200

240

320

弯曲模量/Gpa

2.5

7.5

8.0

10.0

缺口冲击强度/(KJ·m-2)

6±1

14±1

17±1

20±1

热氧老化1000h,140oC

样条严重变形

力学性能没有降低

力学性能没有降低

力学性能没有降低

1.8Mpa热变形温度/oC

70±2

220±2

230±2

240±2

模收缩率

1.5 ~2

0.2~0.3

0.2~0.3

0.2~0.3

用增强材料来提高尼龙性能,增强材料有玻璃纤维,石棉纤维,碳纤维,钛金属等,其中以玻璃纤维为主,提高尼龙的耐热性,尺寸稳定性,刚性,机械性能(拉伸强度和弯曲强度),特别是机械性能提高明显,成为性能优良的工程塑料。玻璃纤维增强尼龙有长纤维增强和短纤维增强尼龙两种。可分为两种:

①包覆法制得的长玻璃纤维增强尼龙;

②以短切纤维经混炼,或连续纤维导入双螺杆挤出机连续剪切混炼制得的短玻璃纤维增强尼龙。


三、那么PA66+GF30%是什么意思?

1. GF是“玻璃纤维”的意思;30%是PA66中含30%玻纤。
2. 当在塑胶料中,加入GF后,混合的胶料的流动性会降低,成型时会变得困难一点。相对来说,对模具的性能要求也变高;脱模时,要增加顶出能力。
3. 增加GF的作用:增加产品的强度和韧度,提高力学性能。图2 PA66+30%GF详细性能图

备注:

1)加30%玻璃纤维,一般要求模具需热处理。

2)成型时要适当提高模具表面温度,以解决浮纤问题,如不是外观零件就另当别论。回复“PA66”,查看更多


图2 PA66+30%GF详细性能图,来自广东顺德顺炎新材料股份有限公司官网

从图2中我们可以发现在PA66加入30%的玻璃纤维,PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强的2.5倍。回复“PA66”,查看更多

如果您对玻纤增强尼龙有任何的疑问,请加小冉微信:18824687949


三、PA66+GF成型工艺注意事项
1. 玻璃纤维的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。

2. 由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。

3. 另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆、机筒。


四、PA66+GF应用领域

与纯PA66相比PA66+GF力学性能得到大幅度提高,使得PA66+GF在汽车工业的应用范围更广,如气缸头盖、发动机座和总盖、门把手、锁系统、车轮装饰、汽车锁柄、烟灰缸、开关等。

PA66+GF热变形温度由70℃提高至220℃以上,耐老化性能显著提高。可以安全用于汽车、机械、化工等领域,制造耐热受力结构零部件,例如汽车调压池、空气进气歧管、节流阀体散热器槽、风扇叶片护罩等零部件。下图是应用于公交车或大巴车空调的贯流风轮,原材料来源于广东顺炎的增强阻燃级PA66EN230。

图片

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图片是应用于公交车或大巴车空调的贯流风轮,照片由广东顺德顺炎新材料股份有限公司提供

玻纤填充PA66模收缩率由原来的1.5%~1.8%降到0.2%~0.3%,使得尼龙66制品平整无翘曲,尺寸更加稳定,广泛应用于齿轮、线圈骨架等精密部件。

图片
图片由广东顺德顺炎新材料股份有限公司提供

PA66+GF的耐腐蚀性也有显著改善,能够满足汽车散热器槽、散热器中间部分支架、水进口管件、油盘、充油罐、油水准仪、汽车水室等使用要求。与纯PA66相比,玻纤增强PA66机械强度、刚性、耐热性、耐蠕变性和耐疲劳强度大幅度提高,伸长率、模塑收缩率、吸湿性下降。


五、总结

综上,PA66+GF具有较高的比强度,良好的耐热性、电性能、耐磨蚀性能、高抗冲击性能,以及加工方法简便、生产成本低且效率高、经济环保等优良特性。扩大了尼龙66产品在汽车、电子电器应用空间,还广泛应用于机械部件、护罩、扇叶、汽车冷却水箱、齿轮、线圈骨架、牙轮皮带罩、链导轨、窗用隔热异型材等高端应用领域。


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