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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)量分數(shù)10%的水分，在一般濕度環(huán)境下也能吸收質(zhì)量分數(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”，導致多種力學性能的變化。

聚酰胺水解和醇解

如何實現(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”耐熱表層保護技術

在一定溫度下，水中游離出一定數(shù)量能夠引發(fā)水解反應的-OH基團以及小分子基團，與材料表層的聚酰胺基團進行反應。隨著反應的深入，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”技術是利用助劑和合金化技術，使得在注塑加工時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“屏蔽層”作用，可以隔絕絕大多數(shù)氧和水解分子，阻止其對分子內(nèi)部的進一步侵蝕，有效的保護了內(nèi)部的分子結構

Step 2分子鏈內(nèi)部控制技術

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的部分，如何團結這些最薄弱的“小伙伴”，對材料最終的耐水解效果也至關重要。通過分子交聯(lián)化技術，在分子表面形成更嚴密的分子鏈網(wǎng)絡結構，進一步增加了水解基團與羰基結合的難度，阻止分子鏈斷裂而抑制聚酰胺水解。

Step 3玻纖相容化技術

玻纖可以顯著提高尼龍材料的機械強度，而他們之間的結合效果將直接影響最終材料的機械強度和耐水解性能。在熱的水解作用下，由于玻纖與樹脂界面間結合力是最薄弱的地方，也是最容易被“攻擊”。“相容化技術”，即通過一個與聚酰胺和玻纖都有良好結合力的“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合力更強，羥基集團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)對汽車散熱器用尼龍材料有相關標準，其中大眾節(jié)溫器零部件標準TL52682是最嚴苛的標準之一，耐水解材料A6G7406成功應用于汽車散熱水室節(jié)溫器部件，并通過了大眾節(jié)溫器零部件標準。

A6G7406通過TL52682標準試驗清單

A6G7406用于VW節(jié)溫器

清洗領域

除在汽車水室的成功應用外，耐水解尼龍材料在清洗設備上同樣表現(xiàn)不俗。清洗機工作時為保證良好的清洗效果需要極高的靜壓壓力，部分高端機型甚至要求超過25MPa，這就更要求材料需要較高的水解強度和質(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)的清洗設備已成功出口歐美等國際市場。