常用塑料性能介绍

锦江

　　一、Stanyl PA46的简介
　　Stanyl PA46是荷兰DSM公司出品的耐热聚酰胺，主要应用于电气、电子以及汽车工业，也可谦足其它应用领域的要求。Stanyl PA46由DSM公司独家消费和销售，向全世界推行应用。Stanyl在1991年就已获得ISO9001的认证，技术人员可提供全球范围内的技术支持：包括产品设计、成型加工和选材。
　　Stanyl PA46是由两氨基丁烷和己两醇缩聚而成的脂肪族聚酰胺。虽然Stanyl PA46的分子结构与PA66的相同，但Stanyl PA46的每个给定长度的链上的酰胺组数更多，链结构更对称;而高度对称的链结构致使其结晶度高(约为70%)，而且结晶速度快，因而熔点更高(295℃)，热变形温度也高，而长期使用温度(CUT 5000hours)可达163℃。这些特性使Stanyl PA46比其它工程塑料如PA6、PA66、PPA和聚酯在耐热、高温下的机械强度、耐磨等方面具有技术优势，并且成型周期短，加工更经济。

　　Stanyl PA46的主要特征如下：
　　①极佳的短期和长期耐热性：非增强型PA46的热变形温度HDT为160℃，增强型PA46的HDT为290℃;而长期使用温度CUT为163℃。
　　②高温下能保持高刚度：由于结晶度高，Stanyl 在接近其熔点时仍能保持高刚度，这样在要求较高的场合，与其它材料如PA6、PA66和PCT相比，安全系数更高。PPA和PPS在室温下刚性模量很高，但在高温(100℃以上)时，其硬度会显著下降。
　　③高抗蠕变力，特别是在高温下：性能最佳和寿命最长的工程塑料在长期负荷情形下必须有较高的抗蠕变力(即在负荷下塑料变形低)。而Stanyl PA46的高结晶度使其在高温下(100℃以上)能极好地保持其刚度，因此也使得其抗蠕变力增加，比多数工程塑料和耐热材料的抗蠕变力更强。
　　④优异的韧性：Stanyl 结晶率高，构成许多小型晶体球粒，这就是Stanyl 比其它工程塑料韧性更佳的原因。Stanyl PA46即使在较低的温度下(0℃以下)，缺口冲击强度值仍保持高水平。
　　⑤极佳的抗疲劳强度和耐磨性：Stanyl 的高结晶度和良好的晶状结构使其比大多数工程塑料和耐热塑料具有更佳的抗疲劳强度，优于PPA、PPS和PA66。而对齿轮、拉链器来说，抗疲劳强度很重要。Stanyl PA46还有极好的耐磨性，虽然Stanyl 与PA66、POM的摩擦系数很相似，但Stanyl 的PV额定值较高，从而允许对Stanyl 施加高压或高速。改性Stanyl 有更好的耐磨性;Stanyl 皮相润滑坚固，加之在高温下的刚性使其成为滑动部件的理想材料。
　　⑥良好的耐化学性：聚酰胺以其耐多种化学腐蚀而闻名。一般来说，Stanyl 也一样，并在某些情形下，Stanyl 的耐化学性更强，特别是在较高温度下，它对油和油脂的耐腐蚀性极佳。因而Stanyl 是汽车工业中引擎顶盖下脸部件的理想材料，也是汽车工业中齿轮和轴承的理想材料。但是Stanyl 和其它聚酰胺一样会被强酸所腐蚀，而且还吸收极性溶剂。
　　⑦电气特性和阻燃性好：Stanyl具有很高的皮相和体积电阻率、绝缘强度和相当好的抗刻划能力。这些性能的具体级别取决于特定品级、温度和水分含量。一般来说，这些性能在高温时仍能保持在较高的水平上，足以谦足严酷要求的应用场合。这一点，外加上Stanyl的耐高峰值温度性能和高韧性，使其成为需焊接到印刷电路板(PCB)上的元件的最佳选择。另外根据Underwriter Laboratories(担保人试验室)的UL94级别，还研讨出了多种阻燃型产品，额定值为V-0(即使在0.35mm);而与UL1446响应的H级(180)额定值是Stanyl PA46玻纤增强级的额定值。
　　⑧加工性能好：与其它工程塑料相比，Stanyl可以显著地缩短成型周期时间，因为它的结晶速率很快;试验表明，用Stanyl加工可以比PPA缩短30～45%的成型周期时间，比PCT缩短25～40%的成型周期时间，比PPS缩短30～50%的成型周期时间，比聚酯缩短30～45%的成型周期时间。Stanyl融化时的流动性极佳，没有任何溢料。再加之在高温时的高硬度，这些都简化了薄壁造品的设计和消费。这意味着从用各类材料造成的最终造品的造价来看，壁薄和成型周期短的优势使Stanyl成为最经济的加工材料。另外由于Stanyl的结晶温度低，因此加工不需高模温(80℃即可)。

　　Stanyl PA46的杰出性能可为消费者和最终用户带来以下益处：
　　①耐高温;
　　②材料费用低：因为机械性能杰出，壁厚允许较薄，从而减轻了重量，降低了造品价格;
　　③成型设备的消费能力提高30%：因为与其它工程塑料相比，其成型周期短;
　　④设计自由度大，因为机械性能优异，充模流动性良好;
　　⑤加工安全、方便、经济，用80℃模温即可，不像PA6T、PPS等需要高模温;
　　⑥不需要后处理，因为不会出现毛刺;
　　⑦从PA6、PA66或聚酯转换到Stanyl时无需修改模具。

　　Stanyl PA46的典型应用包括：
　　◎电气及电子应用：SMD元件，接插件，断路器，绕线元件，电动马达部件和电器元件;
　　◎齿轮、轴承和轴承罩;
　　◎汽车应用：传感器和衔接器，如：马达控造系统、进气设备、电缆紧固件，交流发电机和起动机部件;以及排气控造和辅助供气系统的泵壳。
　　两、Stanyl PA46 在电气和电子业的应用
　　电气业：在有些情形下，电气设备内部元件温度会上升，这是由于微型化趋势或加工功率增加所造成的。因而要求材料：有较高的长期使用温度、较高的硬度和高温时较低的蠕变。在用于电动机部件，断路器的内部元件、线绕元件和开关时，Stanly具有经济实用的优点，其价格/性能比可与PPS、PEI，PPS和LCP材料相抗衡。
　　电子业：集成电路板继续微型化的趋势，导致更加薄壁的小型皮相安装元件(SMD)。这些电子元件对现代回流焊接工艺中的高峰值温度很敏感。这些SMD，要求使用具有高热变形温度的材料。Stanyl既具有290℃的热变形温度，又有杰出的韧性和极佳的流动性，因而经济实惠，能谦足所有最终市场的最新设计要求。
　　Stanyl是适用于电气和电子工业中各类造件的理想材料，它的主要特征是对皮相安装的衔接器、开关和绕线轴的焊接热量具有耐热性。
　　皮相安装技术：Stanly具有290℃的热形温度。也就是说，元件在焊接时能保持其尺寸的完整性。一个明显的例子是：用Stanly造成的皮相安装插座，在280℃的焊接温度下可保持其尺寸完整性，而PCT则会变形。
　　接插件：Stanyl谦足各类接插件的设计要求，如：组合式接插件，屏蔽头，电源衔接器，小间距衔接器，分离式衔接器，超小型D-衔接器、存储卡衔接器，SIMM插座、边沿穿孔卡衔接器、ZIF-PGI衔接器、和电话手机衔接器。所有这些接插件都由阻燃型Stanyl造成。
　　加工：用Stanyl进行加工，与聚酰胺和聚酯相比，可将整个成型时间缩短30%，具有明显的经济效益。实践证明，用Stanyl加工边沿穿孔卡衔接器的成型时间比原先用PPS加工所用时间要缩短50%，而且不会出现任何毛刺，保证尺寸要求。Stanyl的收缩率接近于常用聚酯和聚酰胺的收缩率。因而可用现有的模具进行消费而无需进行尺寸调节。接插件继续微型化，意味着壁厚越来越薄，而且越来越复杂。Stanyl极佳的流动性能使壁厚薄至0.1mm而不会出现问题。Stanyl现指定用于皮相安装小间距接插件，间距为0.5mm，使用这类接插件的产品有打印机、视频摄像机和Lap-top计算机。许多高流动性的聚合物如PPS，其流动性越好，毛刺也会越多，但对Stanyl，即使是流动性最好的品级，也不会出现毛刺。
　　后插接：Stanyl具有极佳的韧性(即使是干燥注塑)。注塑后，衔接器造造者可直接进行后插接而不会裂化。经调节后，Stanyl比其它热塑性材料的性能更优越。
　　插脚牢固性： Stanyl的牢固性比PPS的高出60%。
　　端壁抗裂强度：屏蔽头是价格很高的磁盘驱动和开关板中的通用头。Stanyl的端壁搞裂强度比PPS、PBT、PCT、PPA和PA6T的要高。这样设计者便可将壁厚降至规格范围内。而且Stanyl极佳的流动性也使设计者可将屏蔽头与电源衔接器全为一体。并集成其它功能(全合于衔接器中)。这些集成衔接器可微型化至2.0mm间距的50位的输进/输出衔接器，用于笔记本式计算机。
　　卡式接头、闩锁和栓钉： Stanyl特有的韧性使设计者在设计卡式接头，闩锁和栓钉时具有极大的自由度，高电流的衔接器需要有安全结构，防止联络的衔接器出现脱开征象，选用Stanyl是因为它具有高硬度和高韧性，特别是在薄的部位，这样在重复衔接过程中能确保极佳的性能。
　　吸湿性：和所有的聚酰胺一样，Stanyl也从环境中吸收水分，但即使在热带气候中， Stanyl也有品级甚至可以谦足全长为150mm的SIMM插座所要求的严酷的规格。

　　三、Stanyl PA46 在断路器和绕线元件中的应用
　　断路器：Stanyl已成功地取代了金属、热固性材料和较贵的材料如PEI、PES、和PPS等材料用于造造断路器的一些内部部件。用塑料取代金属，使设计者可将多种功能集成一体，从而降低成本。虽然热固性材料的价格较低，但其加工、后处理自动化组装过程中部件断裂的费用远远超过了材料价格低所补偿的部份。回收材料的应用越来越受重视，更加促使了用热塑性塑料来替代热固性材料。 Stanyl可用于断路器中，因为塑料内部部件需要170℃的连续使用温度(CUT)。由于这些部件的使用寿命为10至20年，所以必须要具有很强的耐蠕变能力和高韧性。当断路器中的触点断开时，温度会升高至300℃，Stanyl可提供响应的耐高峰值温度。
　　线绕元件：变压器、过滤器、继电器和电动机中应用了多种不同的线绕元件，它们有插销—穿孔型也有皮相安装型，选择Stanyl是因其非常适宜于成型加工。
　　绕线：Stanyl的高硬度和高韧性提高了线轴的质量，减少了绕线后的废品率。使用热固性塑料和PPS材料后，由于脆化会导致废品率较高。由于Stanyl具有极佳的抗蠕变性能，在线绕元件进行热处理过程中(如封装)，Stanyl的承受力比其它聚酰胺和PPA更胜一筹。例如：Stanyl在140℃，20Pa的负荷下仍具有佳的抗蠕变性能。
　　浸焊：绕线之后，电线穿过焊道被焊接到衔接插脚上，焊道的工作温度范围为380℃至500℃。虽然塑料自身不直接与热源相接触，但从插脚传导的热量会软化塑料，并使插脚松动。在这一点上，Stanyl比普通使用的PA66或PC的性能要好。PPS太脆且毛刺太多。而加工、后处理和诸如回收等环保问题使得热固性材料越来越失去了吸引力。
　　省去绕膜和封装步骤：在密封之前，可将聚酯薄膜绕在线圈上，Stanyl中铰链的一体化，使设计者可省去这一消费步骤，而将铰链与薄于0.3mm的截面衔接成一个整体。 Stany极佳的流动性使加工者能对整个线轴进行整体注塑，这样就省去了费用较贵的封装步骤。

　　四、Stanyl PA46在微型电动机中的应用
　　假如将同等功率或更大功率的电动机微型化，依据设计的不同，其温度会显著上升，转子过载或断路时会引起温度慢剧上升，超过250℃，为了能充分发挥功效，要求一定的安全限度。
　　Stanyl的UL1446规格确保它能承受电动机正常运行和过载状况下所产生的热量(见下表)。


　　Stanyl可应用于电动机的各类部件，包括端叠片，电刷托架，齿轮和端支架。
　　端叠片：绕线过程会给端叠片施加一定的压力，易脆材料如热固性塑料、聚酯和PPS绕线加工时，要求精确控造以防止裂化，因而产品的造价较高，而Stanyl的高韧性既提高了可靠性又降低消费成本。绕线后，端叠上的负荷会持续存在，要求在高温时具有较高的抗蠕变力。电动机断路时，高峰值温度会超过。再加上负荷的作用，会使电动机出现故障。而Stanyl的高HDT(290℃)可防止出现这些故障。
　　电刷托架：由于应用了电刷，在高电流时会出现显著的功率损耗。再加上电刷和整流子之间的内讧，会使温度超过220℃，只有少数材料能谦足这些要求。最采用的是热固性材料，但因其消费成本太高，所以众都寻找热塑性材料来替代它;PPS太脆。Stanyl在高温下既具有高硬度，又有高韧性，这类理想的连系使其造价低，可靠性更高。

　　五、Stanyl 在齿轮、轴承和轴承罩的应用
　　Stanyl的高结晶度和良好的晶状结构使它比其它多数工程塑胶和耐热塑料具有更佳的抗疲劳強度。Stanyl的抗疲劳强度优于PPA、PPS和PA66。而对齿轮、拉链器来说，抗疲劳强度很重要。
　　Stanyl还有极好的耐磨性，大多数情況下耐磨性能优于其它许多工程塑料。
　　对Stanyl、PA66和POM的耐磨性進行了比較。虽然這些材料的典型产品的摩擦系数很相似，但Stanyl比它们要好許多。這主要是由于Stanyl的PV额定值较高，从而允许对Stanyl施加高压或高速。
　　改性Stanyl有更好的耐磨性，有非增强型和玻纤增强型两种。Stanyl皮相润滑坚固，加之在高温下的刚性使其成为滑动部件的理想材料。這些滑动造件包括，阀提升杆、拉链器等和止推垫圈。

　　齿轮方面：
　　Stanyl PA46的特点使其适用于以下要求较高的齿轮：⑴高韧性⑵极佳的抗疲劳⑶好的耐磨损⑷齿的高强度
　　随着齿轮运转环境温度的升高，Stanyl PA46的优点越发显得重要。而且Stanyl的高温时的硬度，极佳的抗疲劳性能和抗冲击强度都使得齿轮造造者用Stanyl PA46来代替金属材料。用Stanyl PA46消费的齿轮运转更平稳而且噪音很低。在多数情形下，用Stanyl PA46代替金属还将降低成品齿轮的全部造价。用Stanyl可简便地消费复杂造型的造品，从而降低消费成本。

　　轴承和轴承罩方面：
　　轴承系统中的金属部件早已开初被热塑性材料所取代。Stanyl的下列性能特征使设计者和工程师能改善轴承和轴承罩的性能或降低费用：
　　◎高温时的高硬度和抗蠕变力;
　　◎极佳的韧性;
　　◎对化学品包括ATF、TAF、EP油的润滑油，具有良好的耐腐蚀性;
　　◎显著的抗疲劳强度;
　　◎高极限压力速度(PV)和耐磨性。
　　由于Stanyl在高温和侵蚀性环境(如润滑油)中仍能保持其极佳的硬度，所以设计者可将部件应用于：
　　◎较高的压力速度(PV)极限;
　　◎轴承运转环境温度较高的地方;
　　◎轴承使用寿命较长的地方。
　　Stanyl用于轴承套表现出的极佳的性能，可用一个很简单的测试来证明。两个轴承套，一个用PA66造造，一个用Stanyl造造(两者都为25%的玻纤增强型，含润滑油稳定剂)，都悬在油槽中，都加上负荷，并将温度升高至200℃。这时PA66轴承箱的直径敏捷开初减小，而Stanyl轴承箱仍能保持尺寸稳定不变。

　　六、PA46在电器中的应用
　　Stanyl用于日用品、厨房用具、小电器、家用电器、电动工具和花园器具，比其它塑料材料更具优势。
　　在厨房中，金属或木造的器具正逐渐被塑料造品所取代，因为塑料的设计自由度更大，还有一点是由于对细菌的考虑。假如使用温度不是很高，则可以使用PA66产品。假如是在热油中则不能使用PA66产品。Stanyl在280℃以下的温度中不会出现变形，而且Stanyl的TE品级造品契合多数欧洲国家对食物用品的要求。
　　电水壶和电炉以恒温开关控造安全，在使用过程中，复合钢材四周的温度可能会超过275℃。Stanyl的热变形温度，以及无，毛刺和良好的韧性(对卡式接头)等都比用PPS更好。

　　七、STANYL PA46注塑技术要点
　　1.干燥：
　　●完装密封的纸袋：无需预先干燥。
　　●经已开启的纸袋：必须放在有除湿装置的干燥料桶内，在120℃温度进行4小时的排风干燥。干燥的时间长短在于塑料露出在潮湿空气的多少程度。
　　?在操作过程中，塑料必须放在有除湿装置的干燥料桶内，温度保持在100℃。
　　2.注塑温度调控
　　●STANYL是聚酰胺类(PA46)，融熔温度在295℃。理想的材料温度可以在300～315℃获得。(它包括材料断裂时所得拉伸数值及在悬臂梁下的抗冲击数值IZOD)。
　　STANYL后段(输送)中段(压缩)前段(计量)喷嘴
　　不含纤维加固285～300290～305295～310295～310(料溫)
　　含纤维加固285～305295～310300～315300～315(料溫)
　　●发现塑料自由溢出于炉嘴时，必须把炉嘴温度下降(当然也需要提防塑料冷却于炉嘴内)。另外炉嘴必须压着模板，但如过份压着，亦可适量减低压力。
　　3.滞留时间(指在熔炉筒内)
　　●为防止在操作过程中出现严重塑料性能下降。(从而做出理想的机械性能)如下乃最高的滞留时间：
　　①不含纤维加固的STANYL：6～10 分钟
　　②含纤维加固的STANYL：5 分钟
　　●避免使用大容量的注塑机，指相对成品体积而言。
　　滞留时间=循环时间×(熔炉筒内能盛载的容量/成品容量)
　　4.模具温度
　　●建议模具温度在80～120℃使用。
　　5.金属嵌件
　　●预先加热至120～150℃。
　　6.其它调控
　　●建议使用高射速(射出压力必须在600bar至1500bar)从而避免塑料过早固化。
　　●建议使用低量的两次压力(最高约为射出压力的三分之两)从而避免太大的内部应力。
　　●建议使用低量的背压(5bar)。
　　●螺杆回转速度不能超越：200RPM(螺杆直径在20mm);100RPM(螺杆直径在45mm)
　　●由于STANYL有非常快的结晶速度，所以能保持很短的循环时间。

　　RPM----每分钟回转数。 bar-----巴




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