上個世紀(jì)末因電子、電機(jī)零件、汽車零件的塑料化，對尼龍的性能以及在耐高溫方面提出了更高的要求。1990年帝斯曼（DSM）首次將高耐溫尼龍（PA46）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，填補(bǔ)了在通用工程塑料(如聚酰胺6、聚酰胺66、聚酯)以及超高性能材料（如LCP、聚砜和PEEK）之間的空白，拉開了高溫尼龍研發(fā)應(yīng)用的序幕。
高流動玻纖增強(qiáng)高溫尼龍PPA是倍受人們關(guān)注的新品種之一，也是發(fā)展最快、性價比最高的新材料之一。以高溫尼龍PPA為基體的玻纖增強(qiáng)高溫尼龍復(fù)合材料，易于制造高精度耐高溫高強(qiáng)度產(chǎn)品。特別對于汽車發(fā)動機(jī)周邊產(chǎn)品，需要應(yīng)對日趨苛刻的老化要求，高溫尼龍已經(jīng)逐漸成為汽車發(fā)動機(jī)周邊材料的不二之選。高溫尼龍有何獨(dú)特之處？
優(yōu)越的機(jī)械強(qiáng)度
高溫尼龍與傳統(tǒng)脂肪族尼龍（PA6/PA66）相比優(yōu)勢比較明顯，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的基本力學(xué)性能以及它的耐熱性能，從基本的機(jī)械強(qiáng)度相比，高溫尼龍在同等玻纖含量的前提下，比傳統(tǒng)脂肪族尼龍要高20%，可為汽車提供更多輕量化解決方案。例如PPA 30%GF 拉伸可以做到230MPa，而傳統(tǒng)脂肪族尼龍的拉伸強(qiáng)度在190MPa。
采用高溫尼龍制成的汽車恒溫殼體。
超高的熱老化性能
對于熱變形溫度1.82MPa的前提下，高溫尼龍30%玻纖增強(qiáng)可以達(dá)到280℃，而傳統(tǒng)脂肪族PA66 30%GF大概在255℃。雖然脂肪族尼龍通過改性可以提高材料的熱老化性能，但是當(dāng)產(chǎn)品的要求提高到200℃的時候，傳統(tǒng)脂肪族尼龍已經(jīng)很難滿足產(chǎn)品的要求，特別是發(fā)動機(jī)周邊產(chǎn)品長期處在一個高溫高濕的環(huán)境下，并且還要承受機(jī)械油類的腐蝕，而高溫尼龍其特殊的苯環(huán)結(jié)構(gòu)給予了它自身的耐高溫特點(diǎn)。
優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性
傳統(tǒng)脂肪族尼龍由于酰胺基團(tuán)的比例高，因此脂肪族尼龍的吸水率比較高，飽和吸水率可以達(dá)到5%，導(dǎo)致產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性非常低，對于一些高精度產(chǎn)品是非常不適合的，而高溫尼龍中酰胺基團(tuán)的比例降低，吸水率也是普通脂肪族尼龍的二分之一，尺寸穩(wěn)定性更優(yōu)越。
優(yōu)異的耐化學(xué)性
由于汽車發(fā)動機(jī)周邊產(chǎn)品經(jīng)常要與化學(xué)試劑接觸，因此對材料的耐化學(xué)性提出更高的要求，特別是汽油、冷凍液等化學(xué)品的腐蝕性對脂肪族聚酰胺具有明顯的腐蝕效果，而高溫尼龍?zhí)厥獾幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)彌補(bǔ)了這一缺點(diǎn)，因此高溫尼龍的出現(xiàn)使得發(fā)動機(jī)的使用環(huán)境又上升了一個檔次。
采用高溫尼龍制成的汽車氣缸罩蓋。
汽車工業(yè)應(yīng)用
由于PPA能提供超過270℃的熱變形溫度，因此它是一個適用于汽車、機(jī)械、電子/電氣工業(yè)中耐熱制件的理想工程塑料。同時，對于在短期高溫下必須保持結(jié)構(gòu)完整性的制件，PPA也是理想的選擇。
以汽車工業(yè)應(yīng)用為例，由于汽車工業(yè)要求提高安全、舒適和電機(jī)管理，要求更長的保用期和使用壽命以及要求解決發(fā)動機(jī)區(qū)域溫度過高問題，耐熱塑料正在很快地替代傳統(tǒng)的工程塑料。
特別是對應(yīng)于在汽車行業(yè)CO2排放量的削減、耗油量的改進(jìn)等環(huán)境問題的解決方法就是提高發(fā)動機(jī)的燃燒溫度，使燃油充分燃燒，這樣勢必會提高發(fā)動機(jī)室內(nèi)溫度，提高所有塑料材料的耐熱要求。
采用高溫尼龍制成的汽車發(fā)動機(jī)罩蓋。
同時發(fā)動機(jī)附近的燃料系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等金屬部件的塑料化，已經(jīng)被為實(shí)現(xiàn)回收利用的熱固性樹脂所取代，對材料的要求就更為嚴(yán)格。以前的通用工程塑料的耐熱性、耐久性、耐藥品性已達(dá)不到要求。
此外，高溫尼龍系列還保持眾所周知的塑料優(yōu)點(diǎn)，即易加工、修整，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能集成零部件的自由設(shè)計，并且能減低重量和降低噪音及耐腐蝕。
由于高溫尼龍能承受高強(qiáng)度、高負(fù)載、耐高溫等惡劣環(huán)境下工作，因此非常適合于發(fā)動機(jī)區(qū)域（如發(fā)動機(jī)蓋、開關(guān)和連接器）以及傳動系統(tǒng)（如軸承保持架）、空氣系統(tǒng)（如排氣控制系統(tǒng)）和進(jìn)氣裝置等部位的應(yīng)用。
總之，高溫尼龍的優(yōu)異特性能夠給用戶帶許多益處，而且從PA6、PA66或PET/PBT材料上轉(zhuǎn)換為PPA時，基本上不需要修改模具等，因此在各種要求耐高溫的應(yīng)用場合中都有廣闊的前景。
中國高溫尼龍產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀
據(jù)國外市場報告統(tǒng)計，在2012年，中國對于尼龍混合物的需求達(dá)到89.45萬噸，并且預(yù)計在之后的五年里將以7.5%的速度增長。這就要求2017年市場將有130萬噸的尼龍混合物供給。2014年，高溫尼龍在國內(nèi)的需求量約有7萬噸，在全球的需求量約為20萬噸，并一直保持穩(wěn)步增長的趨勢。
市場的需求可以促進(jìn)一個行業(yè)的發(fā)展，有需求才會有生產(chǎn)的動力，引發(fā)激烈的競爭從而促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步。目前國內(nèi)做高溫尼龍的企業(yè)主要是金發(fā)科技股份有限公司和高分子研究所，他們研發(fā)生產(chǎn)的高溫尼龍是PA10T，廣泛用于電子、照明、防腐、水暖、核電及車輛等行業(yè)。
金發(fā)科技的耐高溫尼龍產(chǎn)品除用于滿足國內(nèi)客戶需求之外，還實(shí)現(xiàn)了批量出口。為了滿足不斷增長的市場需求，金發(fā)科技正在新增建設(shè)年產(chǎn) 3000 噸的 PA10T 項(xiàng)目，預(yù)計 2017 年下半年投產(chǎn)，屆時耐高溫尼龍總年產(chǎn)能將達(dá)到8000 噸。
此外，深圳華力興新材料股份有限公司生產(chǎn)的PPA系列也填補(bǔ)了國內(nèi)高溫尼龍復(fù)合材料的空白。中國的高溫尼龍市場非常廣闊，在未來也有很可觀的發(fā)展前景，但國內(nèi)產(chǎn)品的市場占有率不是很高，主要原因還是技術(shù)壁壘和品牌樹立。作為本土企業(yè)，在以后的發(fā)展中要致力于開發(fā)產(chǎn)品的新性能以及向其它領(lǐng)域方向發(fā)展。
本文來源： CPRJ塑料橡膠 作者：深圳華力興新材料股份有限公司 羅彧斌 盧其勇
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