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車用材料新貴:低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯

嘉峪檢測網(wǎng)        2018-06-07 10:02

聚丙烯樹脂具有產(chǎn)品品種多、加工范圍廣、密度低、耐化學(xué)品性能好、耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性能好、可降低噪音、產(chǎn)品集成性好、可在線染色、可循環(huán)再利用、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。然而聚丙烯材料本身也存在著一些缺陷如線性膨脹系數(shù)較大,尺寸不穩(wěn)定等,從而限制了其應(yīng)用范圍,難以廣泛應(yīng)用于一些性能要求更高的領(lǐng)域,尤其是汽車工業(yè)。

 

一、低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯的出現(xiàn)背景

 

現(xiàn)有汽車工業(yè),要求不同材料部件之間的裝配間隙盡量小,并且尺寸穩(wěn)定性高,這就要求聚丙烯材料的線性膨脹系數(shù)較低。此外改性聚丙烯材料用于電器外殼和機(jī)械工具等領(lǐng)域時(shí)也要求具有較低的線膨脹系數(shù)。

 

普通的礦物填充pp,線膨脹系數(shù)一般在10左右,經(jīng)過特殊改性后,可以達(dá)到2~5之間,這樣與長玻纖增強(qiáng)材料或部分金屬材料的線膨脹系數(shù)接近,不同材料部件裝配時(shí),尺寸精度有保障。

 

物體的體積或長度隨溫度的變化而脹縮的現(xiàn)象稱為熱膨脹。其變化能力以等壓(p一定)下,單位溫度變化所導(dǎo)致的長度、面積或體積的變化,即熱膨脹系數(shù)表示。熱膨脹的本質(zhì)是晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)間的平均距離隨溫度變化而變化。材料的熱膨脹通常用線膨脹系數(shù)、面膨脹系數(shù)或體膨脹系數(shù)來表述。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質(zhì)之一,它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。

 

二、低線性膨脹系數(shù)PP改性原理

 

人們通常采用添加一些無機(jī)填料和彈性體的方式來降低聚丙烯材料的線膨脹系數(shù),雖然這種方法在一種程度上可以降低材料在熔體流動(dòng)方向上 (FD或者M(jìn)D)的線膨脹系數(shù),但是這種聚丙烯多組分體系由于本身存在著較大的各向異性, 因此注塑制件在FD與TD的線性膨脹系數(shù)往往會(huì)產(chǎn)生巨大的差異,難以滿足高檔汽車制件的設(shè)計(jì)需求,而且線性膨脹系數(shù)過高不僅嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量,甚至還會(huì)帶來安全隱患,因此解決聚丙烯材料線性膨脹系數(shù)高的缺陷問題就已經(jīng)迫在眉睫。

 

加入高長徑比(HAR)的HAR無機(jī)填料(滑石粉,硅灰石,云母粉,晶須等)和相容劑復(fù)合增強(qiáng)改性劑,能有效克服現(xiàn)有技術(shù)中制備聚丙烯組合物線性膨脹系數(shù)大的缺點(diǎn),注塑制件在高低溫循環(huán)條件下的尺寸更加穩(wěn)定,擴(kuò)大了聚丙烯組合物的在材料領(lǐng)域的應(yīng)用范圍

 

當(dāng)然pp樹脂自身線性膨脹系數(shù)越低,改性后的材料也會(huì)低一些,目前常見的有巴塞爾,三星道達(dá)爾等。

 

三、低線性膨脹系數(shù)PP與長玻纖增強(qiáng)PP在汽車上配合應(yīng)用

 

長玻纖增強(qiáng)PP材料(LFT-PP) 線膨脹系數(shù)較低,由于強(qiáng)度高、韌性好,一般用來做結(jié)構(gòu)支撐件,例如新能源車機(jī)倉蓋內(nèi)板骨架、后尾門內(nèi)板骨架等。但是外板材料,因?yàn)橐_(dá)到表觀要求,一般選礦物填充PP,為了跟內(nèi)板長玻纖增強(qiáng)材料很好的裝配,線膨脹系數(shù)必須跟長玻纖增強(qiáng)材料接近,故外板材料須用低線膨脹系數(shù)PP。

車用材料新貴:低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯

 

內(nèi)板用長玻纖增強(qiáng)PP材料,外板用低線膨脹系數(shù)PP材料,然后內(nèi)外板復(fù)合為成品,將會(huì)成為未來的發(fā)展趨勢。

 

車用材料新貴:低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯

 

LFT-發(fā)揮強(qiáng)度骨架作用,CLTE聚丙烯做外覆蓋件,五菱E100新能源車機(jī)倉蓋和奇駿后尾門等均使用了這樣的設(shè)計(jì)。

車用材料新貴:低線性膨脹系數(shù)(CLTE)聚丙烯

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來源:艾邦高分子

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