近十年來隨著科技進(jìn)步,塑料在汽車上的應(yīng)用獲得了巨大的發(fā)展,已由普通的裝飾用途,發(fā)展至制造結(jié)構(gòu)性及功能性的部件,其應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)展到整車的各大總成系統(tǒng),零件數(shù)量已超過整車數(shù)量的10%。而在汽車用諸多塑料品種中,各類PP(聚丙烯)材料在汽車上的開發(fā)與應(yīng)用,一直是汽車工業(yè)和塑料工業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。通過各種改性加工手段可以獲得滿足各種汽車部件不同功能要求的改性PP材料,加之其優(yōu)異的性能價(jià)格比,使各種增韌、填充、增強(qiáng)PP材料在汽車各大總成系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用,并且不斷有一些新的技術(shù)及應(yīng)用正在或即將問世。目前,發(fā)達(dá)汽車工業(yè)國單車PP材料的用量達(dá)到了40KG左右,占整車塑料應(yīng)用量的1/3,成為汽車上所有塑料中用量最大的品種。
近年來,玻璃纖維(GF)增強(qiáng)聚丙烯(PP)復(fù)合材料快速發(fā)展,且因其具有質(zhì)輕、良好的成型加工性能等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于汽車、建筑、航天等領(lǐng)域。但是,PP加纖料不僅極易燃燒,燃燒發(fā)熱量大,而且會(huì)在燃燒過程中產(chǎn)生大量不飽和的氣體促進(jìn)燃燒。這就使其不能被用于對阻燃性能要求較高的領(lǐng)域。因此對PP加纖料的阻燃改性已成為研究熱點(diǎn)。
ABS樹脂是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)的三元共聚物,簡稱ABS。在早期,ABS塑料的最大用途是作為汽油、原油、和水的輸送管道及板材。從1947—1960年期間,由于它的價(jià)格較貴而發(fā)展緩慢,從1960年以后,隨著制造工藝的改進(jìn),加工技術(shù)的進(jìn)步,特別是新穎丙烯腈制造工藝的發(fā)明,和B、S單體隨著石油化工的發(fā)展進(jìn)一步降價(jià)等原因,使ABS塑料迅速發(fā)展起來、到20世紀(jì)末,世紀(jì)ABS產(chǎn)量躍居合成樹脂的第五位。
熱塑性塑料由于線膨脹系數(shù)較大、尺寸穩(wěn)定性較差、剛性、耐疲勞性和某些機(jī)械強(qiáng)度尚不能滿足結(jié)構(gòu)材料的要求,大多數(shù)作為通用材料。為了改善上述性能50年代美國首先用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍并獲得成功,但發(fā)展較慢,直到60年代中期,美國和西歐才大規(guī)模生產(chǎn)各種玻纖增強(qiáng)塑料(用玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料簡稱熱塑性玻璃鋼 )。進(jìn)入80年代纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的生產(chǎn)速度迅速增長,1981年日本熱塑性玻璃鋼的產(chǎn)量約40000—50000噸,并且每年以20%的比例在增長。
ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物,其性能取決于三種單體的組成及制備方法。但實(shí)際上ABS是一類復(fù)雜聚合物的共混體系,它是有接枝共聚物、苯乙烯與丙烯腈的無規(guī)共聚物以及未接枝的游離聚丁二烯三種主要成分構(gòu)成。
PP作為一種通用塑料,原料來源豐富、價(jià)格低廉,與其他通用塑料相比,具有較好的綜合性能,如:相對密度小,加工性能優(yōu)良,屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及彈性模量較高,電絕緣性料號(hào),耐應(yīng)力龜裂及耐化學(xué)藥品性較佳等。其制品無毒無味、光澤性好,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、電器、日用品及家具、包裝各個(gè)定領(lǐng)域。但PP成型收縮率大、脆性高,缺口沖擊強(qiáng)度低,特別是在低溫時(shí)尤為嚴(yán)重,這就大大限制了PP的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。因此對PP進(jìn)行改性,特別是以其工程化及功能化方面的研究作為重點(diǎn)。
聚丙烯作為一種通用塑料,具有許多優(yōu)良的性能,但是因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷,在應(yīng)用上,特別是作為結(jié)構(gòu)材料,受到很大限制,不能作為高性能的工程塑料。因此,對聚丙烯進(jìn)行改性,使之工程化就成為了一個(gè)重要的研究課題。
當(dāng)今社會(huì),科技進(jìn)步加快,在一些材料性能要求較高的情況下已存在的材料將逐漸難以達(dá)到要求。所以,制備新型的能夠滿足高要求的材料已成為技術(shù)發(fā)展革新的一個(gè)重要的研究方向。隨著社會(huì)的發(fā)展以及技術(shù)的革新,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上正不斷提高對材料性能的要求,所以單一材料已不能滿足一些場合的使用,這個(gè)時(shí)候人們就開始著手研究將兩種或者兩種以上的材料進(jìn)行合理的復(fù)合,制成一種新型的材料,這就克服了之前單一材料在使用上達(dá)不到性能要求的弱點(diǎn)。所以我們通常所謂的復(fù)合材料,其表示的意義如同這四個(gè)字的字面含義一樣,指將兩種及兩種以上的材料進(jìn)行合理的復(fù)合后制備出的一種新型材料。
隨著世界汽車保有量的持續(xù)增加,能源短缺、環(huán)境污染等一系列問題日益突出,節(jié)能、環(huán)保成為世界汽車工業(yè)有待解決的兩大問題,為應(yīng)對這些問題,世界各國相繼出臺(tái)了嚴(yán)格的乘用車油耗與排放標(biāo)準(zhǔn)。面對節(jié)能減排的巨大挑戰(zhàn),如何降低汽車能耗以及緩解其所造成的的環(huán)境污染,已成為汽車行業(yè)必須解決的難題。
增韌PA6有很多的突出特征,如低溫韌性、抗沖擊強(qiáng)度提高,剛性明顯下降,表面光潔度有一定的下降,吸水性得到改善,加工流動(dòng)性下降,成型收縮率有一定的增加。
PA6經(jīng)過阻燃改性后,其使用范圍會(huì)大大增加,會(huì)拓展到電子、電器、通信、航空等領(lǐng)域,使PA6的應(yīng)用變的更加廣泛,也大大增加了PA6的需求量阻燃機(jī)理:
玻璃纖維具有拉伸強(qiáng)度高、吸收沖擊能量大、彈性系數(shù)、耐熱性好、價(jià)格便宜等性能,常作為增強(qiáng)相來生產(chǎn)聚合物、橡膠等復(fù)合材料。PP以其成本低、密度小、耐腐蝕、加工性能和化學(xué)性能穩(wěn)定以及可回收利用等優(yōu)點(diǎn),成為目前全球使用量最大的通用塑料之一。它的應(yīng)用涉及生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。但是其存在收縮率大,低溫易開裂,剛度和沖擊性能差等原因,限制了其在一些場合的應(yīng)用,因此可以用玻纖來對其增強(qiáng),從而使成本降低、力學(xué)性能得到優(yōu)化。
玻纖具有高強(qiáng)度、耐候、耐熱、絕緣性好等優(yōu)點(diǎn),是一種性價(jià)比很高的補(bǔ)強(qiáng)材料。
PA66是尼龍系列產(chǎn)品中開發(fā)最早、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的品種之一,具有較高的結(jié)晶性,較優(yōu)異的拉伸性能、彎曲性能、壓縮強(qiáng)度等力學(xué)性能,而且低溫性能優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械性能良好、電絕緣性能優(yōu)越、比重小、易加工成型、能自熄、耐磨性好,是一種用途廣泛的工程塑料。因此被廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、化工、機(jī)械儀器儀表、建筑等行業(yè)。但他吸水性大、耐酸性差、干態(tài)和低溫沖擊強(qiáng)度低以及吸水后易變形,影響了制品的尺寸穩(wěn)定性,人們采用多種方式對PA66進(jìn)行改性,PA66加纖就是其中之一。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車塑料制品已由普通裝飾件開始向結(jié)構(gòu)件、功能件方向發(fā)展。因而要求汽車用塑料材料向著強(qiáng)度更高、沖擊性更好。超高流動(dòng)的符合材料和塑料合金方向發(fā)展。在車用塑料零部件成型領(lǐng)域,最常用的成型方法是注塑成型,這就要求材料具有足夠好的成型流動(dòng)性,滿足制品復(fù)雜結(jié)構(gòu)和薄壁化的要求。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了快車道。但是,另一方面,能源和環(huán)境兩大問題日益凸顯,成為汽車工業(yè)發(fā)展所必須考慮的重要因素。
尼龍66,俗稱PA66,是世界上最重要的工程塑料之一,它具有機(jī)械強(qiáng)度高、剛性大、熔點(diǎn)高、比重小、耐摩擦、耐油性、耐熱性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸業(yè)、醫(yī)療器械、電子工業(yè)、生活用品、體育用品等領(lǐng)域。但由于它含有大量酸胺基,吸水性強(qiáng),導(dǎo)致其尺寸不穩(wěn)定,性能較差,此外。耐摩擦性、耐熱性、穩(wěn)定性等方面也有待提高。
隱蔽工程是指建筑物、構(gòu)筑物、在施工期間將建筑材料或構(gòu)配件埋于物體之中后被覆蓋外表看不見的實(shí)物。在戶外,通訊工程分纖箱也作為隱蔽工程被埋設(shè)與地底。
聚丙烯的自身優(yōu)點(diǎn)有很多,其原料的來源豐富,價(jià)格低廉,具有較好的力學(xué)性能,不易吸水,耐熱性、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性等,其綜合性能良好。但也有著其它方面的缺陷,如聚丙烯在低溫下易脆化,成型后收縮率大,不耐老化,對缺口的敏感度大,這都會(huì)使聚丙烯的應(yīng)用受到一定的限制。
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