聚酰胺的应用透视
时间:2005-07-02
聚酰胺在数量上位于工程塑料中的第三位，而在生产值上则位于第二位。在西欧的主要应用是在汽车结构、电气电子和包装业。
在工程热塑料中，聚酰胺由于衍生产品最多，形成了最大的产品群。它们的性能正根据以下因素被不断地开发：
◆ 改善加工性能；
◆ 通过弹性体提高韧度；
◆ 通过新型增强剂改变机械性能；
◆ 提高耐热性和耐候性；
◆ 开发阻燃品种。
消费量
在1995年到1998年期间，平均增长率为6-7％/年。但是各个地区从1995年以来发展相当不一样。日本的增长在一般水平以下，欧洲和北美处于一般水平，而世界其余地区和远东（不含日本）的销售量就在一般水平之上。在西欧每年的PA塑料的消耗量约为60万吨。其中约45％为PA6, 45%o PA66,剩下的就是PA11、PA12和其它同聚酰胺和共聚酰胺。
半芳族聚酰胺在市场已经受到了一定程度的欢迎。这些材料能承受极端的机械和热负荷，以及严格的介质暴露，应用于连PA66都不是完全合适的场合是很理想的。
汽车结构件
PA材料消耗量最高的行业是汽车业（世界53万吨，西欧19万吨）。在几十年的历程中，聚酰胺已不断成功地将金属逐出许多应用中。取得这个成功的原因是相同的：PA重量较轻，功能性较高，加上成本更低，使PA具有设计上的优点。
想用金属（如新型镁合金）重新取代PA的努力一直没有成功，原因在于成本和工艺工程上的问题。更便宜的材料如聚丙烯（PP）只在一些个别的应用中成功取代PA，在这些应用中对热性能和机械性能的要求降低了。
在可预见的将来，PA在汽车工业中的最重要应用领域将会是：
◆ 导气管和燃料混和（进气岐管，燃料管线、节流阀、充气管）；
◆ 冷却回路（水箱、风扇叶轮、水管、恒温箱外壳）；
◆ 油回路（滤油器盖、油槽）；
◆ 外壳（发动机外壳、油缸盖）；
◆ 踏板（离合器和加速器踏板）
◆ 气囊外壳；
◆ 构造性部件（前端）；
◆ 轴承保持器（滚珠轴承和抗磨轴承）；
◆ 液压系统（油缸、压力管线）；
◆ 反光镜壳体；
◆ 车轮装饰条边；
◆ 顶蓬框；
◆ 汽车电气部分（外壳，电缆导管、电缆连接片）。
通过将几个功能部件与模件结合在一起，能获得格外的成本节省。可能不用多余的连接和固定件，削减了装配成本。
图1 福特汽车中Focus一款的前端也是由PA组成
图1显示的是来自结构部件领域的一个新例子。便于安装的车前端由一块热成型的多孔金属板组成，用玻纤增强PA来密封，而无需任何粘接剂。
半芳族PA部件目前被用在冷却水回路中，因为它们的耐油性超群。在涡轮增压器中也应用半芳族PA作消音器。
电气电子
在现代电气电子工业中聚酰胺元器件扮演着重要的角色。这是因为PA将上乘的防火特性、均衡的机械性能和有力的热性能很好地结合在一起。更严格的安全要求只能靠专用阻燃等级的来满足。对主要用于这个目的的含溴化合物的批评正在增多。这些PA材料通常是难于加工的，它们的高密度导致体积单价高，而抗电弧径迹性差。在燃烧或闷烧时所产生的烟雾浓烈和具腐蚀性。不含溴的替代品-例如，有了以红磷或有机含氮化合物为基础的阻燃剂，许多年的结果都是不错的。对于众多原材料供应商来说，目前开发的目标是生产出一种易于加工、含无溴阻燃剂的增强型PA(图2)，能达到UL94的V-5级别的要求，同时确保机械性能和易于着色。另一个现在越来越特别规定的要求是用Nd:YAG激光器进行的可标记性。
有时专门的焊接技术需要PA材料，能在短时间内承受260℃以上的温度，而不会有任何明显的外形上的变化，如PA46和半芳族PA。
PA将继续找到应用的突破口，它的技术特性使功能性更高、设计更诱人和成本减少都成为可能。它可被用作热固料（如在汽车断路开关和短路开关等方面）和金属（如电弧控制装置）的替代品。
PA在电气电子工业的典型应用领域是：
◆ 工业开关装置（发动机开关，接触器）；
◆ 家用电器（总开关、辅助开关、线圈框）；
◆电气安装(自动断路、短路开关）；
◆ 汽车电器（电子系统的外壳、感应器）；
◆ 端子块；
◆ 插座；
◆ 电动工具（外壳）。
包装
在包装业，PA主要是用作多层薄膜和容器的阻隔层。全PA的应用是相对少的。具有复合和层压膜，利用了PA6和含有作为主成分的PA6的共聚酰胺。这些包装料的主要应用领域包括食品，例如肉、香肠，奶酪、花生和鱼类，在这些地方PA贡献出高的机械性能和很好的隔氧质量。通过添加纳米级填充物或无定形PA，或者通过双向拉伸薄膜，可以更进一步地提高阻隔效应。实际上这是PA6在肠类食品包装领域取得市场成功的原因，在这里拉伸的多层薄膜也具有良好的前景。
单分子膜已经进入到非食品领域，例如作为板材成型化合物的脱出薄膜、飞机结构中的热稳定薄膜、以及屋顶可透气和无尘的阻隔膜。
