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    发动机系统用热固性塑料的性能探究

    来源:www.cqtspp.com 发布时间:2019-09-11 返回

      材料的热机械性能
      近年来,汽车工业对耐化学性、耐高温、以及低密度材料的需求逐步增加,目前应用较多的是热塑性塑料。而热塑性虽然使用性能优异,但价格昂贵且热机械性能差。因此,在汽车轻量化的需求中,热固性塑料出于成本和热机械性能的要求也具有一定的发展前景。
     


      由于具有较高的设计自由度、较好的精度和适合大规模生产,注塑工艺成为热固性材料较为合适的成型工艺。目前,热固性塑料一般用于暴露于化学品和高温的动力系统部件中,如泵壳体。也有用于混合气缸曲轴箱的气缸体和曲轴箱材料。

      然而,关于材料的加工和热力学性能的数据目前尚不充分,这也限制了热固性塑料的广泛应用。另一方面,材料在制造过程中发生无法预控的交联反应也是限制其应用的一个原因。但是,通过热固性塑料替代金属和热塑性材料而形成的轻量化低成本材料方案仍然具有研发潜力。其批量化生产带来的减重效果也将为移动出行领域的资源节约做出重大贡献。

      用于批量生产的轻质材料

      热固性材料具有独特的紧密网状和3-D交联结构,即使在高环境温度下,也具有较高的耐化学性、抗蠕变性、以及优异的机械性能。热固性材料可作为颗粒或粉末材料进行加工,并通过注塑工艺实现连续生产。其在160至190℃下条件下熔化,然后在注塑模具中固化达到最终的化学交联状态。目前,研究表明基于酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲醛树脂和不饱和聚酯树脂均适合应用。

      通常,与大多数金属材料相比,塑料被认为是耐腐蚀的。但是,如果长时间暴露于特定的环境条件,如湿度、温度或紫外线辐射,材料的结构也会发生各种变化。除了外部影响外,还有一些特定的材料内部工艺随着时间的推移将改变材料的性质,如内应力减少或扩散的过程。所有这些不可逆的化学和物理变化以及由它们引起的材料降解被称为老化。

      热固性材料由于具有特殊的交联结构,其对侵蚀性化学物质具有高度抗性,如盐溶液、稀酸和碱、有机溶剂、以及脂肪族、芳香族和卤代烃、酮类、酯类和醇类等。此外,其还合在高达160℃的温度下长期使用,并可承受高达300℃的短期热负荷。同时,热固性材料还具有较低的密度,约1.5-2.0克/立方厘米,更适合用于需要耐受高温和化学品的汽车部件的轻量化材料。但是,热固性材料批量化生产工艺尚不成熟。因此,关于材料性能的数据还有待进一步完善。