低吸湿耐无铅锡焊无卤阻燃pa46复合材料概述

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1、低吸湿耐无铅锡焊无卤阻燃PA46复合材料概述第一章绪论1.1引言PA46耐热性十分优良，长期使用温度为160℃，相对传统的通用工程塑料在用途、市场上有明显的优势，自推出以来，由于其具有相对价格较热致液晶聚合物（LCP）低，热变形温度较聚苯硫醚（PPS）高，韧性较好，成型周期较短等优点，不少电子零件成型厂认为可取代LCP或PPS等。在电子、电器、信息产品的制造上，广泛采用表面贴装技术（SurfaceMountTechnology，简称SMT）。SMT技术的采用，要求各个电器元件和线路基板要同时在红外加热装

2、置中加热，对制成各个元件和线路板的材料的耐回流焊性能和尺寸稳定性提出了更高的要求。而且，为减少环境污染，采用不含铅的新型的焊锡。新型焊锡为锡-铜-银焊锡，熔点为215℃，比以前的铅-锡焊锡的熔点（183℃）提高了30℃以上，加上为提高焊接速度而增加的温度，这时以往的尼龙66、PBT等材料的耐热性就不能满足要求，需要采用其它耐高温工程塑料替代[5]。尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和聚对苯二甲酸丁二酯常称为五大工程塑料。作为五大通用工程塑料中产量居首的尼龙是最主要的工程塑料之一，其产量约占工程塑料总产量

3、1/3，在汽车制造、电子电器、民用领域和国防科技得到广泛应用，并且具有不可替代性。常见的有尼龙66、尼龙6、尼龙610、尼龙611、尼龙612、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙RIM、尼龙RIM6等，目前产量主导地位的是尼龙66和尼龙6，占尼龙总产量的90%[2]。新结构尼龙代表性的品种为尼龙46，于1990年由荷兰国家矿业公司(DSM)投入工业化生产，与尼龙6（PA6）和尼龙66相比，PA46具有更好的高温尺寸稳定性、韧性、耐化学腐蚀性、耐热性等优异性能[3,4]。1.2尼龙46的特性与应用PA46

4、具有结晶度、高熔点，因此具有极好的耐热性能，耐热性好也是PA46最大的特点，所有工程塑料的耐热性都可以用两个指标来衡量：一是短期的耐热性，通常用热变形温度（HDT）来表示；二是零负载时长期暴露在高温下的耐热性，一般用连续使用温度（CUT）来表示。非增强型PA46的热变形温度为160℃，增强型PA46的HDT为290℃；而长期使用温度为163℃。表1-2为PA46与其它通用工程塑料的HDT比较。由于尼龙46的高结晶性，使得尼龙46即使在温度升高到接近熔点的时候仍然具有较高的刚性，这就可以比其它材料，如尼龙

5、66、尼龙6等，提供更安全的临界使用性能。高温下尼龙46的高刚性可以有效减少制件的厚度，从而节省材料和费用。使得尼龙46制品在航空器、汽车和机械制造业的应用上很有优势[6]。蠕变性能是限制材料最高应用温度的因素之一，而尼龙46的高结晶度使其在100℃以上能保持较好的刚度，因为也使得其抗蠕变性能增加，相比多数工程塑料和耐热材料的抗蠕变性能要强。尼龙46与尼龙6，尼龙66的蠕变性可知，经过1000h的放置，尼龙46具有相当低的蠕变性，相对于尼龙6，尼龙66明显较低[7]。由于尼龙46的结构对称性，使得尼龙4

6、6具有完善的晶体结构，与其他的工程塑料相比，未增强尼龙46就已表现出非常优秀的抗冲击性能。即使在较低温度，Izod缺口冲击强度依然保持在较高的水平。尼龙46的完善的晶体结构和高结晶度赋予了其优异的耐摩擦能力，尼龙46的摩擦系数和聚甲醛（POM）接近，耐磨损性能优于POM，因此使尼龙46广泛应用于高温耐磨擦、耐磨损材料[8]。第二章PA46/PPO共混合金的制备及性能研究2.1引言为了降低PA46的高吸水率，根据以往尼龙材料改性的研究经验[67]，通过加入PPO树脂进行熔融共混改性，PPO分子链中含有大量

7、的苯环结构，因此使其刚性较强，硬而坚韧，硬度比聚碳酸酯、尼龙和聚甲醛都高，而耐蠕变性能却比它们小，并且PPO的耐应力松弛、冲击强度等都处工程塑料之最，又因其为非结晶树脂，几乎不发生由于结晶的取向而引起应变和收缩，形成的制品成型收缩率低；由于聚苯醚结构中没有可水解的基团，所以其吸湿率极低，因此可以加入聚酰胺中进行共混改性降低聚酰胺的吸湿率。本实验研究了PPO加入量、相容剂SEBS-MAH的加入量对合金性能的影响。图所示为PPO的含量（质量分数）对PA46吸水率的影响。从图中可以看出，随着PPO含量的逐渐增

8、加，PA46的吸水率逐渐降低。PPO添加量10%以内，PA46吸水率下降非常明显，这主要是因为PPO是所有工程塑料中吸水率最低的，只有0.06%，经过共混改性，能够降低PA46的吸水率。当继续添加PPO到15%、20%时，曲线趋于平缓，这可能是因为当PPO添加到一定的量之后，PPO与PA46之间相容性较差，树脂之间的空隙较大，导致吸水率降低趋势趋于平缓。2.2实验部分2.2.1实验原料PA46：荷兰DSM工程熟料公司产的Stanyl；PPO