汽車制動(dòng)管路中尼龍管的應(yīng)用
尼龍管因?yàn)樽陨硪籽b配、干凈、抗老化、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各個(gè)汽車制造商的親睞，被廣泛的使用。**汽車制造商已經(jīng)在多個(gè)車型上應(yīng)用了尼龍11 壓力管，比如EQ4090F5D 和ED1118R系列車型等，并且還在EQ1902F 車型上采用一部分尼龍管，在以后的新車型中，逐漸把所有傳統(tǒng)的鋼管都替換成尼龍管。
制動(dòng)系統(tǒng)采用尼龍管的實(shí)驗(yàn)
汽車要實(shí)現(xiàn)**行駛，其必須具備良好的制動(dòng)性能，所以制動(dòng)系統(tǒng)的零件又被稱為“保安零件”
高耐熱無(wú)鹵阻燃導(dǎo)電尼龍?jiān)?/strong>
導(dǎo)電尼龍?jiān)?PA6)憑借優(yōu)良的耐磨性能、耐蠕變性能、耐油性能和電氣性能，在社會(huì)許多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著PA6 在電子、電器、通信等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，元器件容易積熱和產(chǎn)生電火花的特點(diǎn)使得這些領(lǐng)域?qū)A6 的阻燃有較高的要求，但PA6 氧指數(shù)低，容易燃燒，因此需要進(jìn)行阻燃改性。
傳統(tǒng)鹵素阻燃劑(以溴系為主)對(duì)環(huán)境和人類健康存在危害性，法律法規(guī)的規(guī)范以及人們環(huán)保意識(shí)的提高，使得無(wú)鹵阻燃PA6的開(kāi)發(fā)成為熱點(diǎn)。但相對(duì)于溴系阻燃體系，無(wú)鹵阻燃劑存在阻燃效率低、與PA6 相容性差等缺點(diǎn)，為了達(dá)到較高的阻燃等級(jí)，大量添加又造成加工困難、材料力學(xué)性能差等問(wèn)題。
PPE 含量對(duì)導(dǎo)電尼龍?jiān)洗怪比紵阅艿挠绊?/strong>
在進(jìn)行垂直燃燒測(cè)試時(shí)，不同PPE 添加量，阻燃樣條1.6 mm和3.2 mm 在樣條接觸火焰10 秒離開(kāi)后均一直燃燒到夾具，按照UL 規(guī)定，沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的阻燃級(jí)別.
PPE 為非結(jié)晶聚合物，具有高達(dá)210 ℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，分子鏈在很高溫度下才能發(fā)生明顯的運(yùn)動(dòng)(鏈段運(yùn)動(dòng))，PPE 通過(guò)相容劑與PA6 鏈段相連，降低了PA6 分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力，提高其抵抗高溫的能力，隨著PPE 含量的增加，材料的熱變形溫度上升，當(dāng)PPE 含量為46 %時(shí)，相對(duì)于未添加PPE，材料的熱變形溫度升高超過(guò)60 ℃。另外，隨著PPE 含量的增加，材料的熔體流動(dòng)速率(MFR，測(cè)試條件280 ℃+5.0 kg)明顯下降。這是由于PPE 流動(dòng)性差，隨著其含量的增加，材料的流動(dòng)性下降。熱變形溫度的升高，使得材料在更高的溫度下發(fā)生燃燒；流動(dòng)性下降使得熔體流動(dòng)速度變慢，火焰移動(dòng)速度也隨之下降。這兩個(gè)因素都有利于PA6 阻燃性能的提高。
紅磷母粒以及PPE 與紅磷母粒復(fù)配對(duì)PA6 性能的影響
紅磷母粒含量對(duì)PA6 阻燃性能的影響如。紅磷母粒的加入能明顯改善PA6 的阻燃性能。隨著紅磷母粒的增加，3.2 mm 和1.6 mm 厚度的阻燃等級(jí)均不斷提升。紅磷是一類重要的無(wú)鹵阻燃劑，其受熱生成的多種酸能夠覆蓋在PA6 表面，催化其脫水炭化，形成的炭層將外部的氧、揮發(fā)性可燃物與內(nèi)部的PA6 樹(shù)脂隔開(kāi)，降低材料的質(zhì)量損失速度和可燃物的生成量[4]。加入16 % PPE 后，與直接采用紅磷母粒對(duì)比，PA6的阻燃性能明顯提高。經(jīng)過(guò)復(fù)配后，8 %紅磷母粒可使PA6 達(dá)到3.2 mmV0，12 %紅磷母粒可使PA6 達(dá)到1.6 mmV0，與純紅磷母粒阻燃相比，均提高一個(gè)阻燃等級(jí)(從V1 變?yōu)閂0)。
隨著紅磷母粒的增加，PA6 的沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這是由于紅磷顆粒在PA6樹(shù)脂中容易成為應(yīng)力集中點(diǎn)，隨著紅磷母粒含量的增加，應(yīng)力集中點(diǎn)的增加使得PA6 的沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。對(duì)于熱變形溫度，隨著紅磷母粒含量的增加，紅磷顆粒對(duì)PA6 分子鏈運(yùn)動(dòng)阻礙增加，提高其抵抗熱變形的能力。加入16% PPE 后，對(duì)于沖擊強(qiáng)度，含有PPE 體系的沖擊強(qiáng)度相對(duì)較高，但隨著紅磷母粒含量的增加，兩者的差距在不斷縮小，當(dāng)紅磷母粒含量為15 %時(shí)，含有PPE體系的沖擊強(qiáng)度反而稍低些。這可能是由于PPE 的加入阻斷了裂紋增長(zhǎng)，但紅磷母粒的增加影響PPE 和PA6 的相容性，當(dāng)其增加到一定程度時(shí)，由于相容性變差帶來(lái)的負(fù)面作用大于阻斷裂紋吸收能量的正面作用，材料的沖擊性能反而出現(xiàn)下降。熱變形溫度之間的比較，PPE 的加入能明顯地提高PA6 的熱變形溫度15 ℃左右
當(dāng)PPE 含量為6 %，對(duì)PA6 的阻燃級(jí)別沒(méi)有影響，這是由于此時(shí)PPE 對(duì)PA6 阻燃性能的改善尚不足改變其阻燃等級(jí)。隨著PPE 含量的升高，PA6 阻燃等級(jí)出現(xiàn)變化，當(dāng)PPE 含量為46 %時(shí)，1.6 mm 和3.2 mm 厚度均達(dá)到V0 的阻燃級(jí)別。
隨著PPE 含量的上升，PA6 的沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。PPE 樹(shù)脂在相容劑作用下分散成許多的小顆粒，在一定范圍內(nèi)，隨著PPE 含量的增加，PPE 相疇有所增大，同時(shí)與PA6 樹(shù)脂界面結(jié)合力好，能夠更好的阻擋裂紋發(fā)展，使得PA6有較高的沖擊強(qiáng)度。但是，進(jìn)一步增加PPE 含量時(shí)，PPE 相疇進(jìn)一步增大，而且可能由于相容劑的不足引起PPE 與PA6 界面結(jié)合力的下降，因此PPE 在阻斷裂紋的同時(shí)也容易作為應(yīng)力引發(fā)點(diǎn)成為材料的薄弱點(diǎn)。對(duì)于熱變形溫度，隨著PPE 含量的升高，PA6的熱變形溫度呈現(xiàn)不斷上升趨勢(shì)，當(dāng)PPE 含量為46 %時(shí)，PA6的熱變形溫度接近200 ℃。
PPE 在起到協(xié)同阻燃PA6 的同時(shí)，還至少有兩方面的益處。(1)提高無(wú)鹵阻燃PA6 的沖擊強(qiáng)度。在相同的阻燃等級(jí)下，PPE 的加入可以減少紅磷母粒的添加量，從而減少大量紅磷母粒對(duì)PA6 沖擊強(qiáng)度的影響。如為使PA6 獲得3.2mmV0，可以添加15 %的紅磷母粒，也可以采用16 % PPE+8 %紅磷母粒或者是36 % PPE+5 %紅磷母粒復(fù)配，前者的沖擊強(qiáng)度僅為5.98 kJ/m2，而后者的沖擊強(qiáng)度為7.43 kJ/m2 和10.24 kJ/m2，沖擊強(qiáng)度明顯上升。(2)提高無(wú)鹵阻燃PA6 的熱變形溫度。對(duì)比46 %PPE+5 %紅磷母粒復(fù)配和15 %的紅磷母粒，PA6 的熱變形溫度提高了近45 ℃。
結(jié)論
采用阻燃性能良好的PPE 與紅磷母粒復(fù)配對(duì)導(dǎo)電尼龍?jiān)?nbsp;進(jìn)行無(wú)鹵阻燃改性可以起到良好的效果。通過(guò)優(yōu)化PPE 和紅磷母粒的含量，可以在滿足目標(biāo)阻燃等級(jí)的前提下，獲得具有良好力學(xué)性能和高耐熱的無(wú)鹵阻燃導(dǎo)電尼龍?jiān)希瑥亩蟠笸卣蛊鋺?yīng)用范圍。