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[科普中国]-聚邻苯二甲酰胺

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聚邻苯二甲酰胺(简称PPA)树脂是以对苯二甲酸或间苯二甲酸为原料邻苯二甲酸在合成过程中会因其两个相邻的竣基发生反应,生成酞亚胺。既有半结晶态的,也有非结晶态的,其玻璃化温度在255℃左右。非结晶态的PPA主要用于要求阻隔性能的场合;半结晶态的PPA树脂主要用于注塑加工,也用于其它熔融加工工艺。半结晶态PPAS的熔点约为590℃,以不透明矩形切片的形式供应。

聚邻苯二甲酰胺,在高温高湿状态下,PPA的抗拉强度比尼龙6高20%,比尼龙66更高;PPA材料的弯曲模量比尼龙高20%,硬度更大,能抗长时间的拉伸蠕变;且PPA的耐汽油、耐油脂和冷却剂的能力也比PA强;一种耐高温尼龙,这种材料可以耐200℃的持续高温,并且还能保持良好的尺寸稳定性。

简介聚邻苯二甲酰胺,英文名称:PPA (Polyphthalamide)

近年来,电子电气元件的微型化、密集化、促进了电子电器工业表面贴装技术(简称SMT)的出现和发展,同时也促使了具有优异耐锡焊、耐热性能和尺寸稳定性的工程塑料的发展。早在2003年,国外SMT技术应用覆盖面就已经达到80%。表面贴装技术是指在集成电路板组装焊接过程中将连接器、继电器、电容器等各种电器元件同时置于红外加热装置中加热、安装、连接在线路板上的一种新型焊接技术。所以,这种新技术对制作电子元件和线路板塑料材料的耐回流性和尺寸稳定性的要求更加苛刻。而以往的高性能工程塑料聚苯硫醚(APPS),液晶高分子(LCP),耐热性PA46在应对这种技术革新时显得力不从心,所以研究新型适用SMT技术、具有优异耐锡焊性能的PPA成为了耐高温工程塑料领域研究的热点。

加工工艺尽管其它熔融工艺也能使用,绝大多数PPA树脂是用传统注塑法加工的。把 PPA原料预干燥到低于 0.1%的湿度水平,然后装入热密封的金属村里袋子或盒子内,这些容器能保证PPA原料在加工前不用再干燥。加工工艺可接受的湿度水平是0.15%或更低。加工湿的树脂能使分子量降低,造成相应的机械性能上的损失。使用干燥剂贮斗式干燥器,在175℃条件下很容易把树脂干燥到露点湿度达一25℃甚至更低。干燥时间视吸收的水量而定,一般在4~16个小时范围内。

注塑时熔融温度在615—650℃范围内,物料在机筒内的停留时间不超过10分钟,这样注塑出来的产品机械性能最佳。要求模具温度至少275℃,以便得到完全结晶和尺寸稳定性最佳的产品。具有部分厚壁的部件,由于冷却速度慢,可以在较低的模温下注塑。模温对于成品部件的表面外感最佳化是至关重要的。用于真空镀金属成电镀金属的矿物填料级PPA树脂的模具表面温度要求350℃。1

聚邻苯二甲酰胺的成型技术聚邻苯二甲酰胺(PPA)在流道系统中经过短时间停留而热损耗低。

使用来自德国Frankenberg的Gtinther Heipkanaltechnik公司制造的双喷嘴直浇口的热流道模具即能满足。

注射成型用的热塑性塑料材料是含有33%玻璃纤维的半结晶PPA。用外嵌成型技术将这种玻璃纤维增强的半结晶PPA注射到镀锡铜的冲孔窄片带上制造成产品。该窄片带用机械铺开,由换位销安置在模具里,被注射形成封装并且用一步进电机将其移动距离模具型腔的12倍。带有注射成微型壳体的封装窄片带被再次卷成筒形并进入下一道工序加工。2

没有金属嵌件时,该成型塑件净重0.28g,壁厚为0.15~2.7mm,成型塑件测骨尺寸为8mm×1mm×6mm。

应用由于PPA树脂的杰出的物理、热和电性能,尤其是适中的成本,使它有广阔的应用范围。这些性能和优良的耐化学性一起,使PPA成为汽车工业许多用途的候选者。趋向更好的空气动力学车身设计连同更高性能的马达,将提高发动机箱的温度,使传统的热塑塑料显得不尽适用。这些新的要求使PPA成为制作下述部件的候选材料之一:汽车前灯反光器、轴承座、皮带轮、传感器壳体、燃料管线元件和电气元件。

电气元件的发展方向是小型化和高温团结,如红外固结和汽相团结,这需要PPA的优越性能。阻燃级PPA具有优良的电性能、很高的HDT值、高的高温弯曲模量、能以最小的溢料加工成长的薄壁部件,因此适合于制作开关设备、连接件、电刷座和马达托架。

矿物填料级PPA用于反光表面和镀金属方面的用途,包括汽车前灯、装饰用管件和硬件。未经增强的冲击改性级PPA有极好的均衡机械性、高温性能。超常的韧性且这些性能受湿度的影响极小,其用途包括油田部件、军用品、体育用品、风扇叶轮和齿轮及个人安全用品。

生产厂家生产非结晶PPA树脂的公司有:Amoco特性制品公司(Amodel牌),杜邦公司(Zytel牌),Dynamit诺贝尔公司(Trogamid牌)。Amoco公司和三井石化公司分别生产Amodel牌和Arlen牌的结晶PPA树脂。

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学