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PA6/PA66 耐温性能评估方法

作者:中尔新材 时间: 浏览:14

资讯摘要:

很多人选尼龙料时,只看热变形温度就判断耐温能力,这真的准确吗?短期耐温、长期耐温、不同测试标准的结果,到底该怎么区分?

在 PA6/PA66 的选型过程中,耐温性能是绝大多数客户最关注的核心指标之一,很多人实际使用的时候,出现了制品变形、性能暴跌、提前老化的问题,这就是因为没有正确评估尼龙的耐温性能。

一、PA6/PA66 的耐温,从来都不是一个单一的数值

很多人以为,耐温就是一个固定的数字,比如,PA66 的耐温就是 180 度,这是完全错误的。尼龙的耐温性能,是分场景、分时间、分受力状态的,核心分为两类,两者的评估标准、应用场景完全不同。
短期耐温,指的是材料在短时间内,能够承受的最高温度,比如,过炉焊接、高温蒸汽消毒、短暂的高温环境,这个时候,材料只需要短时间扛住高温,不需要长期的性能稳定,所以短期耐温的数值会高很多,比如,PA66 的短期耐温可以达到 200 度以上,但是这并不代表它可以长期在 200 度的环境下使用。
长期耐温,指的是材料在长期的高温环境下,能够保持性能稳定,不老化、不变形、不降解的最高温度,这个才是我们长期使用场景下,真正需要关注的耐温指标,比如,普通 PA66 的长期使用温度,一般在 80-100 度左右,经过耐热改性之后,可以提升到 120-140 度,远低于短期耐温的数值。

二、常见的耐温指标,到底该怎么正确解读?

我们在厂家的参数表上,最常见的就是热变形温度(HDT)。
热变形温度,指的是在规定的受力条件下,材料发生一定变形的温度,它反映的是材料在高温下的刚性,而不是长期的耐温能力。而且,HDT 的测试,还有两个完全不同的标准:0.45MPa 和 1.82MPa,很多厂家会标注 0.45MPa 下的 HDT,这个数值会比 1.82MPa 的高很多,比如,玻纤增强 PA66,0.45MPa 下的 HDT 可以达到 250 度,但是 1.82MPa 下的 HDT,只有 210 度左右,如果你选型的时候,只看 0.45MPa 的数值,就会高估了材料的耐温能力,实际受力使用的时候,就会出现变形。
除了 HDT,还有熔融温度,这个是材料融化的温度,比如,PA6 的熔融温度是 220 度,PA66 的是 260 度,这个是加工的温度,和使用的耐温没有关系,不能当成使用的耐温指标。
还有长期耐热老化温度,也就是我们常说的 UL 温度指数,这个是指材料在高温下,长期使用,性能保留率在 80% 以上的最高温度,这个才是长期使用场景下,真正的耐温指标,很多人忽略了这个,只看 HDT,导致选型错误。

三、不同场景下,该如何正确评估耐温性能?

不同的使用场景,对耐温的要求完全不同,评估的方法也不一样,不能一概而论:

1.短期高温场景:比如,过炉焊接、高温蒸汽消毒、短暂的高温环境,这个时候,我们只需要评估短期耐温,看材料能不能在短时间内扛住高温,不融化、不分解,这个时候,HDT 和熔融温度可以作为参考,只要短期的温度不超过熔融温度,而且时间很短,就可以使用,比如,很多母婴用品的尼龙件,需要水煮消毒,这个时候,100 度的短期高温,完全没问题,哪怕长期耐温只有 80 度,也可以正常使用。

2.长期受力场景:比如,发动机周边的结构件、高温下的承重部件,这个时候,我们需要评估的是,材料在高温下的刚性,也就是 1.82MPa 下的 HDT,因为,这个时候,材料是长期受力的,需要在高温下保持刚性,不变形,所以,HDT 的数值,必须高于使用的温度,这样,才能保证长期受力不变形。

3.长期不受力场景:比如,高温环境下的外壳、非承重的部件,这个时候,我们需要评估的是长期耐热老化温度,也就是 UL 温度指数,只要使用的温度,低于这个指数,就可以保证长期使用,性能不会衰减,不会老化,这个时候,HDT 的数值就不是那么重要了,哪怕 HDT 很高,但是长期老化温度不够,也会出现老化降解的问题。

4.湿热环境场景:这个时候,我们还要注意,尼龙的吸水特性,会导致耐温性能下降,因为,吸水之后,分子链的活动性会增加,刚性会下降,所以,在湿热的环境下,耐温的评估,要比常温的情况,预留出 10-20 度的余量,避免吸水之后,耐温不足。

四、评估耐温性能,常见的误区有哪些?

1.只看 HDT,不看测试条件:很多人只看 HDT 的数值,不看是 0.45MPa 还是 1.82MPa 的,导致高估了耐温能力,选型的时候,一定要看清楚测试条件,受力的场景,必须用 1.82MPa 的 HDT。

2.把短期耐温当成长期耐温:很多人把 HDT 或者短期耐温,当成长期使用的温度,比如,以为 HDT200 度,就可以长期用 200 度,结果,用了几个月,就老化变形了,这个是最常见的误区。

3.忽略了老化性能:很多人只看短期的耐温,不看长期的老化,比如,很多材料短期扛住了高温,但是,长期的话,会老化降解,性能下降,所以,长期使用的场景,一定要看老化性能。

4.忽略了湿度的影响:尼龙吸水之后,耐温会下降,所以,高湿度的环境下,要预留余量,不能按照干态的耐温来选型。


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