耐水解尼龍材料玩出新花樣
尼龍由于含有胺基和羰基,易與水分子形成氫鍵,因此所得到的各種材料在使用時(shí)容易吸水,最常用的PA6、PA66最高能從潮濕空氣中吸收質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的水分,在一般濕度環(huán)境下也能吸收質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%到4%的水分,而在熱的作用下,羥基攻擊酰胺鍵羰基,使其酰胺鍵斷裂形成羧酸而“水解”,導(dǎo)致多種力學(xué)性能的變化。
聚酰胺水解和醇解
如何實(shí)現(xiàn)尼龍的“耐水解”呢,研發(fā)工作者們由“表”及“里”提出自己的三步走的解決方案。
耐水解方案“三步走”:
Step 1“Defense”耐熱表層保護(hù)技術(shù)
在一定溫度下,水中游離出一定數(shù)量能夠引發(fā)水解反應(yīng)的-OH基團(tuán)以及小分子基團(tuán),與材料表層的聚酰胺基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)。隨著反應(yīng)的深入,分子鏈內(nèi)部鍵斷裂,發(fā)生了水解,最終使得材料的性能遭到極大的破壞.
“Defense”技術(shù)是利用助劑和合金化技術(shù),使得在注塑加工時(shí)在制件表面形成一層疏水的“隔層”,在熱的作用下生成一層致密的惰性碳層,通過這個(gè)“屏蔽層”作用,可以隔絕絕大多數(shù)氧和水解分子,阻止其對(duì)分子內(nèi)部的進(jìn)一步侵蝕,有效的保護(hù)了內(nèi)部的分子結(jié)構(gòu)
Step 2分子鏈內(nèi)部控制技術(shù)
在尼龍分子內(nèi)部,分子鏈末端及游離的小分子是最容易被反應(yīng)的部分,如何團(tuán)結(jié)這些最薄弱的“小伙伴”,對(duì)材料最終的耐水解效果也至關(guān)重要。通過分子交聯(lián)化技術(shù),在分子表面形成更嚴(yán)密的分子鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),進(jìn)一步增加了水解基團(tuán)與羰基結(jié)合的難度,阻止分子鏈斷裂而抑制聚酰胺水解。
Step 3玻纖相容化技術(shù)
玻纖可以顯著提高尼龍材料的機(jī)械強(qiáng)度,而他們之間的結(jié)合效果將直接影響最終材料的機(jī)械強(qiáng)度和耐水解性能。在熱的水解作用下,由于玻纖與樹脂界面間結(jié)合力是最薄弱的地方,也是最容易被“攻擊”。“相容化技術(shù)”,即通過一個(gè)與聚酰胺和玻纖都有良好結(jié)合力的“G”,將“尼龍/玻纖”變成“尼龍-G-玻纖”,通過“G”的橋梁作用,玻纖與尼龍樹脂之間的結(jié)合力更強(qiáng),羥基集團(tuán)要水解則需要更大的鍵能,從而提升材料的抗水解效果
耐水解尼龍應(yīng)用案例
汽車散熱器
原始的汽車散熱器都是用金屬做的。隨著技術(shù)的發(fā)展,擁有良好性能的耐水解材料逐漸能夠替代金屬。在行業(yè)內(nèi)對(duì)汽車散熱器用尼龍材料有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),其中大眾節(jié)溫器零部件標(biāo)準(zhǔn)TL52682是最嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)之一,耐水解材料A6G7406成功應(yīng)用于汽車散熱水室節(jié)溫器部件,并通過了大眾節(jié)溫器零部件標(biāo)準(zhǔn)。
A6G7406通過TL52682標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)清單
A6G7406用于VW節(jié)溫器
清洗領(lǐng)域
除在汽車水室的成功應(yīng)用外,耐水解尼龍材料在清洗設(shè)備上同樣表現(xiàn)不俗。清洗機(jī)工作時(shí)為保證良好的清洗效果需要極高的靜壓壓力,部分高端機(jī)型甚至要求超過25MPa,這就更要求材料需要較高的水解強(qiáng)度和質(zhì)量穩(wěn)定性能。使用日之升高爆破壓耐水解尼龍A9G74產(chǎn)品生產(chǎn)的清洗設(shè)備已成功出口歐美等國(guó)際市場(chǎng)。
生活衛(wèi)浴
廚房衛(wèi)浴設(shè)備是水接觸領(lǐng)域又一個(gè)最常見應(yīng)用領(lǐng)域,黃銅性能優(yōu)異但價(jià)格昂貴。耐水解尼龍“ATXG74”系列,在耐水解的基礎(chǔ)上,具有更好的尺寸穩(wěn)定性和良好的耐長(zhǎng)期環(huán)境老化體系。耐水解尼龍有能力成為未來助力衛(wèi)浴設(shè)備換代升級(jí)的最佳替換材料之一。
熱水器
三通閥
水龍頭 閥門
今天的介紹就到這里,要是對(duì)我們講的這些材料感興趣的話可以直接聯(lián)系我們“021-64909700”,下一講我們將介紹“日之升的‘耐水’材料之二——用于環(huán)保機(jī)械的耐酸堿腐蝕材料”,這里的水可是更臟的水了,日之升材料表現(xiàn)如何,盡情期待哦。