帝斯曼工程材料

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我的耐力,接受你的挑战

1 七月 2019
  • 王颖 西安交通大学材料学硕士,帝斯曼全球市场开发经理

了解塑料部件的化学稳定性

化学品接触可对塑料部件造成严重破坏。基于不同的应用场景,塑料会在各种的温度条件及时间内,接触各种各样的化学品。有些化学物质被聚合物所吸收,而有些化学物质则对聚合物造成破坏。这两种情况都会导致材料特性发生变化。

几乎所有使用塑料部件的应用领域都需考虑接触化学品这一问题。即便通常认为不属于化学品的物质也会对材料造成影响,如水和皮脂。其他化学品包括燃料、油类、废气、水-乙二醇冷却液、蓄电池酸液、防晒霜、清洁剂和食品:如葡萄酒、咖啡和油脂。鉴于繁杂的化学品种类以及温度、浓度和接触时间的差异,如何划分化学品接触很具挑战。除却这些因素,不同应用方案所需的材料特性也各不相同。如,车辆引擎盖下的结构部件需要保持其机械特性,然而手持设备上的柔软触摸部件则需要保持色彩和可触性。

化学品的影响 – 物理影响和化学影响

当化学品与塑料间相互作用时, 影响可呈现为物理影响或化学影响,或兼具两者特性。 当化学品的成分迁移到塑料部件中时,材料特性会发生改变,因而呈现出物理变化。此种变化既可以是简单的尺寸变化(溶胀),也可以是导致外观或材料性能改变的更为复杂的相互作用。

物理影响取决于化学剂成分迁移至塑料部件的程度和速度,以及相互作用的强度。

尼龙材料吸收水分时,其尺寸会发生变化,同时还会导致玻璃转化温度降低以及室温条件下强度和刚度的显著降低。此外,葡萄酒和咖啡等水基液体也会迁移至聚合物中造成染色。

溶解在塑料部件中的成分可能会与聚合物发生反应并造成化学降解。此种反应会对材料特性造成不可逆转的改变,但通常需要较高的温度和较长的接触时间。某些化学品,如发动机油或润滑脂,本身并不稳定。当发生降解时,其降解产物就会侵蚀塑料部件。

面对化学品接触,聚合物的稳定性很大程度上取决于其主链的化学性质。帝斯曼致力于开发一系列具有极高化学稳定性的材料。我们的XytronTM(PPS)产品具有非常出色的内在稳定性,可有效抵抗汽车引擎盖下应用方案所使用的大多数化学品。在我们的聚酰胺材料中,ForTii(PPA)中的芳香族聚酰胺与聚酰胺6和聚酰胺66等脂肪族聚酰胺相比更胜一筹。ForTiiAce的强酸耐受性突出,拥有优于常规PPA的超凡性能表现。

耐化学性 - 汽车应用中的关键要

在多种汽车应用当中,对各种油类(包括发动机油、变速箱油和润滑脂)具备稳定性是一大关键要求。有些部件仅偶尔接触油类,而有些则可能需要在高温下长时间暴露在油类当中。车辆所使用的油类通常成分复杂,其中还包括旨在提升油类性能的添加剂。油类、其降解产物和添加剂均对塑料具有侵蚀性。

本节中的图表显示了帝斯曼Stanyl等级聚合物材料在不同油类中的稳定性。在氮气环境中测试油类和热塑性材料间的相互作用时,我们没有观察到性能劣化——这意味着油类的基本组成成分对Stanyl聚合物材料不具破坏性。而在氧气环境中,我们则观察到截然不同的化学现象。高耗氧量显示油类具有较强的氧化性,因而对材料更具破坏性。这表明化学品本身的稳定性是化学稳定性差异的根源。

多数帝斯曼产品均配有详尽的表格说明,显示了其对应的等级对各种化学品的耐受性。这些指标可帮助客户预判是否会出现较强反应。对于多数帝斯曼材料产品,我们还拥有更加详细数据,可说明它们在不同应用领域中对特定化学品的耐受性。