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聚酰胺46(PA46)是荷蘭DSM公司的專利產(chǎn)品,商品名為Stanyl.。PA46是一種耐熱聚酰胺,已經(jīng)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子電器工業(yè)和許多其它各種工程用途。PA46是由丁二胺與已二酸縮聚而得的脂肪族聚酰胺。盡管PA46與PA66在分子結(jié)構(gòu)上很相似,但同一長(zhǎng)度的分子鏈上,PA46有更多的酰胺基團(tuán)(見(jiàn)下圖),更加規(guī)整對(duì)稱的鏈結(jié)構(gòu),更易結(jié)晶,從而有更高的熔點(diǎn)(295℃),更高的結(jié)晶度,更快的結(jié)晶速率。PA46的結(jié)晶度大約為70%,遠(yuǎn)大于PA66的結(jié)晶度(50%),加之分子鏈間有更加密集的氫鍵網(wǎng)絡(luò),使其有很高的熱變形溫度,未增強(qiáng)時(shí)為190℃,而經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后可達(dá)290℃。
PA46與PA66的結(jié)構(gòu)比較
PA46不僅在通常環(huán)境溫度下,有高的機(jī)械強(qiáng)度與剛性、耐疲勞性、突出的耐蠕變性,并且在高溫環(huán)境中能保持這些特性。與此同時(shí),PA46又不失塑料的其它各種優(yōu)點(diǎn),如耐腐蝕、輕量化、減震、消音、電絕緣、易成型加工等。這些特征使PA46與PA6、PA66等其它工程塑料相比,有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
它在通用工程塑料與特種工程塑料(如LCP、PPS、PEEK等)之間架起了橋梁。事實(shí)上,PA46通常被用來(lái)替代特種工程塑料。由于PA46的高耐熱性、高溫下的高剛性、低蠕變性,使其在價(jià)格/性能比方面,可與PPS、PEI、PES、LCP等特種工程塑料相媲美。
由于PA46的高耐熱性,使其能耐受高達(dá)280℃的回流焊接溫度,并保持尺寸穩(wěn)定性。這對(duì)于新的無(wú)鉛焊接技術(shù)的特別重要的。而LCP通常被指定用來(lái)成型經(jīng)受此場(chǎng)合的部件,但LCP的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PA46。
像所有的聚酰胺一樣,PA46可逆地從環(huán)境中吸收水分,直至達(dá)到平衡。未經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)的PA46在23℃/50%RH條件下平衡吸濕量為3.7%,而經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)的PA46在23℃/50%RH條件下平衡吸濕量為2.6%。由于吸濕,制品尺寸會(huì)發(fā)生變化。這在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予考慮。
此外,也可利用這一特性,對(duì)制品進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),一方面縮短達(dá)到平衡吸濕的時(shí)間,另一方面吸濕后的PA46會(huì)有較好的韌性。通常按ISO1110(1987)方法,在70℃/62RH%條件下進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié),也可將制件浸入50-80℃的水中,使其加快吸濕過(guò)程。
原材料的吸濕會(huì)對(duì)PA46的成型加工造成嚴(yán)重影響。在高溫或長(zhǎng)時(shí)間停留情況下,濕物料會(huì)引起水解降解,導(dǎo)致分子量下降,故物料在貯存時(shí)要防潮,成型前要進(jìn)行預(yù)干燥,將水分含量降至0.05%以下。
由于PA46的熔點(diǎn)高達(dá)295℃,故加工溫度較高。注射成型時(shí),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)級(jí),熔體溫度控制在305-320℃,模具溫度控制在80-120℃。為了優(yōu)化加工條件,必須注意加工PA46時(shí)溫度的上下限與停留時(shí)間限制(見(jiàn)圖 )
標(biāo)準(zhǔn)的Stanyl PA46加工溫度上下限與停留時(shí)間
與其它尼龍一樣,PA46在超過(guò)330℃以上會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的降解,即便物料短時(shí)間停留也是這樣。在溫度較低時(shí),允許停留的時(shí)間取決于加工溫度。為使熔融塑化充分,熔體溫度總應(yīng)在300℃以上。當(dāng)熔體溫度為310-320℃時(shí),才可獲得較佳的機(jī)械性能;對(duì)高流動(dòng)級(jí),熔體溫度應(yīng)為315-330℃,停留時(shí)間應(yīng)少于6min鐘。
6、聚苯醚(PPO)及改性聚苯醚(MPPO)
以銅一胺絡(luò)合物為催化劑,以苯一乙醇混合劑作反應(yīng)介質(zhì),2,6-二甲酚單體和氧在30℃下聚合反應(yīng)即可生成聚苯醚(PPO),其結(jié)構(gòu)式為:
聚苯醚屬非結(jié)晶性高聚物,具有很高的玻璃化溫度(Tg約210℃),脆點(diǎn)<—170℃,分解溫度350℃以上,熱變形溫度約170℃。
聚苯醚硬而韌,機(jī)械強(qiáng)度很高。其硬度超過(guò)尼龍、聚甲醛、聚碳酯,蠕變量卻比它們小。聚苯醚的機(jī)械強(qiáng)度,隨著溫度上升下降緩慢,在149℃以上仍有良好的強(qiáng)度及剛度,而在—167℃時(shí)仍具延展性,
聚苯醚具有突出的耐水性與電絕緣性。在工程塑料中,聚苯醚的吸水性最小(室溫下飽和吸水率在0.1%以下),在沸水中煮沸仍具有良好的尺寸穩(wěn)定性。經(jīng)長(zhǎng)期耐水試驗(yàn)(93℃,10000小時(shí))后,聚苯醚的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、抗沖強(qiáng)度都沒(méi)有明顯的下降。聚苯醚的介電性能居工程塑料之首,并且在很寬的頻率、溫度、濕度范圍內(nèi),介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切低而恒定,高溫下有高而穩(wěn)定的體積電阻率和表面電阻率。
因此,它特別適用于生產(chǎn)電器產(chǎn)品,尤其是耐高溫與高電壓的電器零部件。
聚苯醚能耐稀酸、稀堿、合成洗滌劑、皂液與一些濃酸。但在在受力情況下浸于礦物油、酮類、酯類溶劑中,會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。鹵代脂肪烴(如氯仿)、芳香烴(如甲苯)能溶解或溶脹聚苯醚。
聚苯醚常用的改性方法有:與苯乙烯系聚合物共混;用阻燃劑和玻璃纖維進(jìn)行阻燃、增強(qiáng)改性。PPO與苯乙烯系聚合物有良好的熔融共混性。其共混物有良好的加工流動(dòng)性,耐熱性及沖擊強(qiáng)度則與苯乙烯系聚合物的品種有關(guān)。因此,利用這一改性方法可制得各種耐熱、耐沖擊性牌號(hào)的改性聚苯醚(MPPO)。
如PPO常與HIPS組成改性聚苯醚。又如苯乙烯系彈性體苯乙烯–丁二烯橡膠(SBR)類共聚物,由于含有苯乙烯基團(tuán),和PPO相溶,所以與PPO/PS合金相溶性好。加有苯乙烯系彈性體的PPO/PS合金耐沖擊性優(yōu)異。
聚苯醚本身就有良好的阻燃性,氧指數(shù)(OI)為29,具有自熄性。由于苯乙烯系聚合物為易燃性材料,故MPPO的阻燃性有所下降,需要更高的阻燃性時(shí),應(yīng)再適量添加阻燃劑。
聚苯醚經(jīng)纖維增強(qiáng)改性后,其機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)一步提高,熱變形溫度可達(dá)200℃左右,難燃性達(dá)UL94V–O級(jí)。
聚苯醚的耐光性較差,長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光或熒光燈下使用會(huì)變色,顏色發(fā)黃。因此,改善聚苯醚的耐光性是一重要課題。
聚苯醚的熔體粘度大,熔融流動(dòng)性差。經(jīng)由苯乙烯系聚合物改性而得到的MPPO,粘度明顯降低,有良好的流動(dòng)性,加工性得到明顯改善。