更先进的改性和生产工艺,令工程塑料得以应付更严格的产品性能要求。因此,在更多的领域,诸如医疗、交通运输、电子电器以至新能源,都找得到工程塑料的影子。

Better modifying and compounding techniques have significantly improved the performance of engineering plastics. More applications can be seen in a wider scope of sectors, e.g. medical, mobility, electrical & electronics as well as new energy.


医疗器材用耐摩擦POM

 

愈来愈多地采用工程聚合物替代金属和陶瓷制造医用器械和制药设备,如注射笔、吸入器、采血笔和手术器械,当中很多都包含运动件。

 

为了使装置高效地工作,它们不能产生噪声,或者磨损,也不能摩擦系数太大,使装置不能顺利地工作。惯常的做法是加入外部润滑剂。然而,外部润滑剂的缺点是需要进行辅助工艺管理,润滑剂可能会迁移到装置中不利的地方,还存在化学品抗耐性问题。

医用器械和制药设备,如注射笔、吸入器、采血笔和手术器械,当中很多都包含运动件。 

塞拉尼斯(Celanese)针对性推出了Hostaform MT SlideX聚甲醛(POM),对摩擦性能进行了改性,符合医用规范。在注塑工艺中加入母料,或采用可直接使用的配混料,都可以实现聚合物的内部润滑。

 

塞拉尼斯在其低摩擦、耐磨产品系列中增添了新型POM MT配方料。开发该产品是为了满足对摩擦性能不断提高的要求,并且在设计复杂装置时具有较大的设计自由度。

 

新牌号使POMPOM部件之间的摩擦力降低,同时又保持机械性能不下降,其摩擦性能与POM外部润滑剂相当。相比未改性Hostaform POMHostaform MT8U01),新Hostaform MT SlideX牌号具有较低的摩擦系数,同时与采用硅油的直接润滑MT8U01具有相似的粘滑性能。

 

利用这些新型热塑性聚合物可以制造摩擦系数低,耐磨,低噪声(刺耳声)的医用器械,而毋须使用外部润滑剂。由于消除了设计限制,简化了复杂装置中的材料组合,同时在制造过程中又不需要使用外部润滑剂,所以具有大幅降低成本的潜力。

 

目前塞拉尼斯提供两种新型Hostaform MT SlideX牌号,区别在于粘度不同。Hostaform MT SlideX 1203是标准流动性注塑牌号。Hostaform MT SlideX 2404是高流动性牌号,用于薄壁复杂结构部件。

 

可靠支持电动车的PBT

 

对于电动汽车及插电式混合动力车的充电用充电接插头、车载接插头,需要满足UL2251等的规格要求,且大多数情况下其使用环境都是在室外。这对于其用料的树脂来说是一种非常苛刻的用途。UL2251规格规定中,对充电接插头等的使用材料,在阻燃性、电性能、耐热性、耐候性等方面都有要求。此外,由于对充电接插头还要求通过车辆压碾试验和落地冲击试验等,因此对材料的抗冲击特性要求很高。

DURANEX PBT 457EV是针对电动汽车所研发。 

宝理塑料(Polyplastics)推出DURANEX PBT 457EV聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)树脂,用于电动汽车充电接头,是市场上极少数可以满足这些严格要求的材料,特点包括高抗冲击性、优良的耐候性(f1级)、耐湿热性、耐热性(RTI125℃)、最高级别的阻燃性( V-05VA)和耐电径迹性(600VPLC 0级)等。

虽然在PBT树脂中添加阻燃剂就可以容易的赋予其阻燃性,但有的阻燃剂添加后会导致抗冲击性等力学物性的下降。通过添加剂处方和共混技术改良,DURANEX PBT 457EV系在抗冲击性方面有很大的改善,属该公司所有阻燃品级材料中的最高级别。

 

电径迹是一种在树脂表面反复的发生微小的放电导致在测试件表面形成碳化的导电路径,最终引发绝缘破坏的现象,因此对于高电压系列的零部件都有耐电径迹性方面的要求。

 

对于阻燃系列的材料,一旦发生热分解就容易形成碳化路径,损害 PBT 树脂本身具有的耐电径迹性。由于DURANEX PBT 457EV具有优良的耐电径迹性,因此导电部分的沿面距离可以设计得更短,希望有利于提高产品小型化等设计自由度。除了前述UL2251规格,宝理塑料指出DURANEX PBT 457EV也获得了UL746C规格的f1认证,可以应用于设置在室外的零部件等,具体产品包括充电站及其周边零部件(漏电关断器等)、高压电池周边零部件、无线充电零部件等;在电器电子领域里可应用于环保产品中的太阳能发电站周边的零部件(集线盒、接线盒等)、智能仪表、电器产品的框体等。

 

首款符合OSU标准的飞机内饰PC板材

 

沙特基础工业公司(SABIC)在今年德国飞机内饰博览会上推出新型轻质LEXAN XHR LIGHT聚碳酸酯(PC)板材,为航空业提高设计灵活性和降低重量创造了新选择。

此飞机座椅靠背由Big Bear Plastics Products Ltd.采用LEXAN XHRL300 板材经过热成型工艺制成。 

正在申请专利的新型高性能LEXAN XHR LIGHT板材是对SABIC LEXAN XHR板材组合的补充,据称是市场上能够进行深度热成型加工的重量最轻的板材,可用在希望降低重量且对冲击强度要求不太高的应用领域。SABIC表示,新型号也是目前全面符合行业法规要求的所有热塑性板材(无论何种材料作为基材)中重量最为轻质的,这些严格的行业法规要求包括热量释放(OSU 55/55)、火焰、烟雾密度(FAR25.853)。

 

LEXAN XHR LIGH采用创新的闭孔结构,加热时可形成复杂的三维形状零件,且零件壁非常薄。两种牌号LEXAN XHRL300XHRL200板材的密度分别是0.94/立方厘米和1.07/立方厘米,如果取代传统的以聚氯乙烯和丙烯酸混合物(PVC/PMMA)为主的实心板材产品,重量可以分别减轻高达36%28%。举例来说,使用LEXAN XHR LIGH板材取代座椅靠背采用的PVC/PMMA 实心板材产品,可以帮助提高燃油节省能力,重量每减轻1,000克可以节省约660美元。如果以150个座位的普通飞机计算,此板材可以帮助每架窄体飞机每年节省高达 33,000美元的燃油成本。

 

除座椅靠背外,新板材还可用来制作内饰部件,例如座椅扶手、折叠桌、遮阳板、脚踏板、侧板、座椅饰面、杂志架、驾驶舱仪表板罩、隔断、行李舱和乘客服务单元。

 

微型USB接口用PA

 

USB是数字设备进行数据和电源传输的行业标准总线,每年的端口产量约达50亿个。从2017年起,欧洲将会强制要求使用USB Type -C连接器。而包括苹果、谷歌等一些电子产品OEM厂商也已经推出了带有Type-C埠的设备。

以帝斯曼高性能聚酰胺制造的新一代USB Type-C连接器。 

帝斯曼(DSM)宣布,其高性能聚酰胺(PA)材料StanylStanyl ForTii已获得全球主要生产商的认可,用于生产新一代USB Type-C连接器。全新的USB Type-C标准是双面插入设计的USB连接器,无论是正面朝上插入,还是正面朝下插入,均能完美运行。此外,其壁厚仅为前一代连接器的25%。由于连接器十分小巧,因而其外壳材料的性能尤为关键。

 

StanylPA 46)和Stanyl ForTiiPA 4T)的CTI(相对漏电起痕指数)均远高于400V,这是衡量其电绝缘能力的重要指标。相反,其他替代材料都出现了短路,这代表在使用中如接触到微粒、湿气、汗水或其他污染,会因电痕而对整个设备造成严重的性能及安全问题。此外,两种物料内置的阻燃添加剂体系不含卤素,阻燃等级达UL 94 V-0

 

除确保高良率外,StanylStanyl ForTii的加工性能还为连接器的部件结构与工装设计提供了灵活度,可以生产出壁厚薄至0.12毫米的连接器。

 

其高流动性和高熔接线强度的结合确保其满足接口拔出强度(将金属触体拔出外壳所需的力)的高要求,使部件成功通过了耐久性试验,插拔次数超过10,000次。

 

在该应用中,StanylStanyl ForTii还有其他重要的优势,例如能够耐受在印刷线路板上组装部件所用的无铅回流焊接工艺中的极端高温,以及与超声波焊接的兼容性(在一些设计中用于将分离的连接器部件连接起来)。此外,该材料还具有很好的耐磨性,这也是满足插拔循环次数的高要求所必不可少的特性。外观方面,帝斯曼的聚酰胺材料拥有多种色彩选择,可满足电子设备鲜艳色彩的设计要求。

 

总部位于台湾的连展科技股份有限公司是一家生产USB Type-C连接器的制造商,采用了帝斯曼的这种材料。

 

透明PC用于风电装置

 

一般风力发电装置需要建造巨型风机。这些发电机如何可以融入大自然环境,并且对周遭植物的影响减至最低?EURO SuperSilent公司采用科思创(Covestro,前身拜耳材料科技)的Makrolon UV高透明实心PC片材,令风力发电装置就像是风中雕塑,毫不张扬地融入到周围环境中。

这种垂直轴风力发电机特别适用于不能安装传统水平风力发电机的场合,在这些场合,水平风力发电机不是太大,或成本太高,就是存在一些生态问题,如住宅区和商业区混杂的地区,或专用住宅区。由于Makrolon UV具高透明度,EURO SuperSilent风力发电机不会投射清晰的影子,而水平风轮机桨投射的影子会被视为一种干扰。

EURO SuperSilent的风力发电装置看起来就像是风中雕塑。 

科思创的PC片材重量较轻,所以发电机重量特别轻,但极为坚固。Makrolon UV透明实心片材与耐盐水的木塑复合材料相结合,使这种模块式装置成为一种轻量装置,适用于蒲福风级4-12级,外加海运牵索进一步加强了风暴保护作用。这种发电机不需要耗能的启动过程,而大多数采用螺旋桨设计的传统风力发电机一般需要这一过程。这启动过程进的优化,主要是得益于Makrolon特殊形状风力涡轮机的精密设计。

 

由于材料易于加工,可以灵活地成型,所以可以更精确地定制风力涡轮机,从而在各种风速下最大限度的获取风能。存在适当的风时,当前拥有12个风模块的最大发电机的最大功率能达到4.8kW。该风力发电机的安装时间只需一天,其最大高度为10米,配备有坚固、透明的风力涡轮机,所以也是发展中国家和新兴国家的完美解决方案。例如,该发电机可为水泵供电,从深度达100米的井中抽水,同时为医疗站或学校供电或照明,或者为公用炉台供电。

 

还有更重要一点,PC片材不含卤素和重金属,在安装和片材加工过程中产生的废料在加工过程中可以回收。即使达到使用寿命期限后,Makrolon片材被焚烧时,其主要成份为碳、氢和氧,不存在毒害问题。
作者:中国塑料机械网 来源:中国塑料机械网信息中心
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