聚鄰二酰胺(簡稱PPA)樹脂是以對二甲酸或鄰二甲酸為原料的半芳香族聚酰胺。既有半結(jié)晶態(tài)的,也有非結(jié)晶態(tài)的,其玻璃化溫度在255°F左右。非結(jié)晶態(tài)的PPA主要用于要求阻隔性能的場合;半結(jié)晶態(tài)的PPA樹脂主要用于注塑加工,也用于其它熔融加工工藝。下文主要介紹后者——半結(jié)晶態(tài)PPA樹脂,特別注明的除外。半結(jié)晶態(tài)PPAS的熔點約為590°F,以不透明矩形切片的形式供應。
性能
PPA樹脂比脂肪類聚酰胺如尼龍6,6等更結(jié)實堅硬;對水分的敏感度更低;熱性能更好;而且蠕變、疲勞和耐化學品性能也好得多。例如:含 45%玻璃短纖維的PPA樹脂,抗張強度約276MPa,彎曲模量超過13786MPa,熱變形溫度(HDT)549°F。即使礦物填料級的PPA,抗張強度也能達到117MPa。PPA樹脂的延展性不如尼龍6,6,然而,已經(jīng)開發(fā)出未增強的沖擊改性級PPA樹脂,其缺口懸臂梁式?jīng)_擊強度高達20英尺·磅/英寸。
所有的聚酚胺都吸收一定的水分,引起增塑作用和尺寸改變。例如尼龍6,6,在23°F下,相對濕度為100%時,能吸收8.9%的水分,這使其玻璃化溫度由6.5°C降到一20℃,尺寸增加2.3%。在相同條件下,PPA樹脂能吸收約6%的水分,但其玻璃化溫度Tg不會低于40℃,伴隨的尺寸增長不超過 1.0%。
正如前面所提過的,用玻璃增強的PPA樹脂有很高的HDT值,能耐受很高溫度的短期作用,例如:在一個供爐中或者在蒸汽相和在紅外逆流團結(jié)過程中。PPA樹脂的熱氧化穩(wěn)定性使它能耐長期高溫作用,玻璃增強級PPA,在20 000小時內(nèi),其連續(xù)使用溫度可達330°F。
在正常環(huán)境條件下,PPA樹脂通常對脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酯、酮、醇和大多數(shù)水溶液表現(xiàn)出的抗溶性。這類樹脂不能經(jīng)受極強的酸和強氧化劑的作用??扇苡诜雍图追?。PPA并非天生阻燃,根據(jù)UL94標準,阻燃級牌號的樹脂的定級為VO,直至0.031英寸厚度。
主要特性:
☆PPA強度、韌度和硬度優(yōu)越性能,以及其良好的耐熱件,耐化學性及抗開裂能力
☆PPA由于高溫和高濕環(huán)境下仍能保持強度和硬度,可在傳統(tǒng)的尼龍和聚酯所無法隨的就用中替換金屬
☆PPA塑料還具有優(yōu)越的表面光澤性??梢詫ζ溥M行著色而避免了表面噴涂,從而有助于降低表面劃痕和刮痕的明顯程度。
☆PPA塑料還具有良好的可加工性,并允許短的注塑循環(huán)時間
與PA46相比:
√PPA具有比PA46更高的熱穩(wěn)定性;
√PPA具有比PA46更好的CTI/耐電弧能和紅外同流能力;
√PPA具有比PA46更好的耐化學性;
主要應用:
☆ 汽車部件,包括燃油、傳動及發(fā)動機系統(tǒng),可減輕重量、降低成本并提供長時間的使用壽命;
☆ 芯片組和插座、杯體焊接支座;
☆ 片狀電容器、開關(guān)及微型喇叭、制作高密度的印刷電路板連接器;
☆ 用于耐磨要求極高的場合,例如無潤滑軸承、密封、軸承隔離環(huán)和往復開壓縮機零件;
☆ 連接器、控制器、傳感器、馬達及其它關(guān)鍵電子部件;
加工
盡管其它熔融工藝也能使用,絕大多數(shù)PPA樹脂是用傳統(tǒng)注塑法加工的。把 PPA原料預干燥到低于 0.1%的濕度水平,然后裝入熱密封的金屬村里袋子或盒子內(nèi),這些容器能保證PPA原料在加工前不用再干燥。加工工藝可接受的濕度水平是0.15%或更低。加工濕的樹脂能使分子量降低,造成相應的機械性能上的損失。使用干燥劑貯斗式干燥器,在175°F條件下很容易把樹脂干燥到露點濕度達一25°F甚至更低。干燥時間視吸收的水量而定,一般在4—16個小時范圍內(nèi)。
注塑時熔融溫度在615—650°F范圍內(nèi),物料在機筒內(nèi)的停留時間不超過10分鐘,這樣注塑出來的產(chǎn)品機械性能。要求模具溫度至少275°F,以便得到完全結(jié)晶和尺寸穩(wěn)定性的產(chǎn)品。具有部分厚壁的部件,由于冷卻速度慢,可以在較低的模溫下注塑。模溫對于成品部件的表面外感化是至關(guān)重要的。用于真空鍍金屬成電鍍金屬的礦物填料級PPA樹脂的模具表面溫度要求350°F。
用途
由于PPA樹脂的杰出的物理、熱和電性能,尤其是適中的成本,使它有廣闊的應用范圍。這些性能和優(yōu)良的耐化學性一起,使PPA成為汽車工業(yè)許多用途的候選者。趨向更好的空氣動力學車身設(shè)計連同更高性能的馬達,將提高發(fā)動機箱的溫度,使傳統(tǒng)的熱塑塑料顯得不盡適用。這些新的要求使PPA成為制作下述部件的候選材料之一:汽車前燈反光器、軸承座、皮帶輪、傳感器殼體、燃料管線元件和電氣元件。
電氣元件的發(fā)展方向是小型化和高溫團結(jié),如紅外固結(jié)和汽相團結(jié),這需要PPA的優(yōu)越性能。阻燃級PPA具有優(yōu)良的電性能、很高的HDT值、高的高溫彎曲模量、能以小的溢料加工成長的薄壁部件,因此適合于制作開關(guān)設(shè)備。連接件、電刷座和馬達托架。
礦物填料級PPA用于反光表面和鍍金屬方面的用途,包括汽車前燈、裝飾用管件和硬件。未經(jīng)增強的沖擊改性級PPA有極好的均衡機械性、高溫性能。超常的韌性且這些性能受濕度的影響極小,其用途包括油田部件、軍用品、體育用品、風扇葉輪和齒輪及個人安全用品。
商業(yè)信息
生產(chǎn)非結(jié)晶PPA樹脂的公司有:Amoco特性制品公司(Amodel牌),杜邦公司(Eytel牌),Dynamit諾貝爾公司(Trogamid牌)。Amoco公司和三井石化公司分別生產(chǎn)Amodel牌和Arlen牌的結(jié)晶PPA樹脂。