汽车热管理

高性能聚酰胺金字塔

高性能尼龙可满足汽车热管理零部件对材料的严苛要求

无论在干干燥还是潮湿环境下,高性能尼龙即便暴露在高温腐蚀性强的汽车液和热空气下仍能保持高强度和韧性,因此高性能尼龙可用于生产汽车热管管理系统和其他严苛要求的耐久功能件。

简介

过去25年里,汽车的各个子系统包括动力总成、电子电器、底盘、内外饰以及其他部件都用到越来越多的工程塑料。典型的现代汽车的塑料部件超过 100 公斤。降重、生产优化(易装配、部件和系统功能集成)和设计自由度是汽车大量采用塑料的主要驱动因素。

发动机舱的塑料化增加更明显:包括进气歧管、缸盖、散热器端盖、油轨、电子连接器和其它零件。尼龙由于兼具极好的耐油性、耐热、机械强度、韧性和其它特别要求的性能,因而在这些应用上大量采用。

近年来,由于发动机舱的空间减小以及更大功率发动机的采用,发动机舱的工作温度不断上升。塑料件的耐热要求变得更为苛刻。轻量化可有助于减少油耗而成为一直备受汽车业关注。这些都将导致更多高温工程塑料如PPA的的采用。

PPA的极好耐冷冻液也是汽车工程师们偏爱的另一个原因。Garrett 和 Owens在1995年曾研究冷冻液对尼龙材料的影响,发现半芳香族尼龙PPA比脂肪族尼龙PA6或PA66的耐冷冻液的性能好很多。杜邦公司进一步分析了不同类PPA材料对腐蚀性更强的长效冷冻液老化5000小时的性能,以确保与当今汽车业更长的质保期一致。。

聚合物的化学常识

聚合物是通过单体的重复单元形成聚合长链。聚合物的重复单元可只含有一种单体(均聚物)或含多个单体(共聚物)。

热塑性材料最大特点就是可加热再熔融,而热固性材料在加热下不同分子链之间形成不可逆铰链。 热塑性材料又分为无定型和结晶型聚合物。无定型聚合物的聚合物长链是随机自由分布,而结晶型聚合物则在无定型链段分布中形成高度有序晶体结构。半结晶型聚合物则含有聚合物中既有结晶型结构又有无定型结构。

通常无定型聚合物透明并具有较好的韧性。 半结晶型聚合物的耐化学性和耐高温更好。由于这只是通则,设计工程师务必查询具体产品测试性能。

聚合物包括脂肪族尼龙如 PA6 和 PA66,和半芳香族尼龙 PPA。后者的耐温会更高。

通常,.聚合物基料配上各种添加剂,可做出性能更好的产品。配有添加剂的聚合物被称为塑料或者改性材料。常见添加剂包括玻璃纤维、矿物、热稳定剂、阻燃剂和其它加工助剂。 此处讨论的大多数塑料中含有 30-35% 的短切玻璃纤维增强。  由于无定型区域在高于材料玻璃化温度下保持一定流动性,而添加玻璃纤维可可提高聚合物高温下,尤其是高于玻璃化温度(Tg)下的强度和刚性。

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