聚酰胺的應用透視
時間:2005-07-02
聚酰胺在數量上位于工程塑料中的第三位，而在生產值上則位于第二位。在西歐的主要應用是在汽車結構、電氣電子和包裝業。
在工程熱塑料中，聚酰胺由于衍生產品最多，形成了最大的產品群。它們的性能正根據以下因素被不斷地開發：
◆ 改善加工性能；
◆ 通過彈性體提高韌度；
◆ 通過新型增強劑改變機械性能；
◆ 提高耐熱性和耐候性；
◆ 開發阻燃品種。
消費量
在1995年到1998年期間，平均增長率為6-7％/年。但是各個地區從1995年以來發展相當不一樣。日本的增長在一般水平以下，歐洲和北美處于一般水平，而世界其余地區和遠東（不含日本）的銷售量就在一般水平之上。在西歐每年的PA塑料的消耗量約為60萬噸。其中約45％為PA6, 45%o PA66,剩下的就是PA11、PA12和其它同聚酰胺和共聚酰胺。
半芳族聚酰胺在市場已經受到了一定程度的歡迎。這些材料能承受極端的機械和熱負荷，以及嚴格的介質暴露，應用于連PA66都不是完全合適的場合是很理想的。
汽車結構件
PA材料消耗量最高的行業是汽車業（世界53萬噸，西歐19萬噸）。在幾十年的歷程中，聚酰胺已不斷成功地將金屬逐出許多應用中。取得這個成功的原因是相同的：PA重量較輕，功能性較高，加上成本更低，使PA具有設計上的優點。
想用金屬（如新型鎂合金）重新取代PA的努力一直沒有成功，原因在于成本和工藝工程上的問題。更便宜的材料如聚丙烯（PP）只在一些個別的應用中成功取代PA，在這些應用中對熱性能和機械性能的要求降低了。
在可預見的將來，PA在汽車工業中的最重要應用領域將會是：
◆ 導氣管和燃料混和（進氣岐管，燃料管線、節流閥、充氣管）；
◆ 冷卻回路（水箱、風扇葉輪、水管、恒溫箱外殼）；
◆ 油回路（濾油器蓋、油槽）；
◆ 外殼（發動機外殼、油缸蓋）；
◆ 踏板（離合器和加速器踏板）
◆ 氣囊外殼；
◆ 構造性部件（前端）；
◆ 軸承保持器（滾珠軸承和抗磨軸承）；
◆ 液壓系統（油缸、壓力管線）；
◆ 反光鏡殼體；
◆ 車輪裝飾條邊；
◆ 頂蓬框；
◆ 汽車電氣部分（外殼，電纜導管、電纜連接片）。
通過將幾個功能部件與模件結合在一起，能獲得格外的成本節省。可能不用多余的連接和固定件，削減了裝配成本。
圖1 福特汽車中Focus一款的前端也是由PA組成
圖1顯示的是來自結構部件領域的一個新例子。便于安裝的車前端由一塊熱成型的多孔金屬板組成，用玻纖增強PA來密封，而無需任何粘接劑。
半芳族PA部件目前被用在冷卻水回路中，因為它們的耐油性超群。在渦輪增壓器中也應用半芳族PA作消音器。
電氣電子
在現代電氣電子工業中聚酰胺元器件扮演著重要的角色。這是因為PA將上乘的防火特性、均衡的機械性能和有力的熱性能很好地結合在一起。更嚴格的安全要求只能靠專用阻燃等級的來滿足。對主要用于這個目的的含溴化合物的批評正在增多。這些PA材料通常是難于加工的，它們的高密度導致體積單價高，而抗電弧徑跡性差。在燃燒或悶燒時所產生的煙霧濃烈和具腐蝕性。不含溴的替代品-例如，有了以紅磷或有機含氮化合物為基礎的阻燃劑，許多年的結果都是不錯的。對于眾多原材料供應商來說，目前開發的目標是生產出一種易于加工、含無溴阻燃劑的增強型PA(圖2)，能達到UL94的V-5級別的要求，同時確保機械性能和易于著色。另一個現在越來越特別規定的要求是用Nd:YAG激光器進行的可標記性。
有時專門的焊接技術需要PA材料，能在短時間內承受260℃以上的溫度，而不會有任何明顯的外形上的變化，如PA46和半芳族PA。
PA將繼續找到應用的突破口，它的技術特性使功能性更高、設計更誘人和成本減少都成為可能。它可被用作熱固料（如在汽車斷路開關和短路開關等方面）和金屬（如電弧控制裝置）的替代品。
PA在電氣電子工業的典型應用領域是：
◆ 工業開關裝置（發動機開關，接觸器）；
◆ 家用電器（總開關、輔助開關、線圈框）；
◆電氣安裝(自動斷路、短路開關）；
◆ 汽車電器（電子系統的外殼、感應器）；
◆ 端子塊；
◆ 插座；
◆ 電動工具（外殼）。
包裝
在包裝業，PA主要是用作多層薄膜和容器的阻隔層。全PA的應用是相對少的。具有復合和層壓膜，利用了PA6和含有作為主成分的PA6的共聚酰胺。這些包裝料的主要應用領域包括食品，例如肉、香腸，奶酪、花生和魚類，在這些地方PA貢獻出高的機械性能和很好的隔氧質量。通過添加納米級填充物或無定形PA，或者通過雙向拉伸薄膜，可以更進一步地提高阻隔效應。實際上這是PA6在腸類食品包裝領域取得市場成功的原因，在這里拉伸的多層薄膜也具有良好的前景。
單分子膜已經進入到非食品領域，例如作為板材成型化合物的脫出薄膜、飛機結構中的熱穩定薄膜、以及屋頂可透氣和無塵的阻隔膜。
