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摘 要：汽车引擎盖内塑料材质组成中，尼龙材料（聚酰胺）占有重要比例，其中PA6占30%，PA66占22%，聚丙烯材料占46%，在汽车生产中，尼龙材料为主，聚丙烯材料为辅的结构会长期维持。本文简述尼龙材料概念，对其未来在汽车生产中的应用方向做出分析，希望汽车性能更加稳定，保障行车安全。
关键词：车用尼龙材料;性能稳定;行车安全
引言：汽車已经成为大众日常用品，在节能减排意识深入人心的今天，全方位降低热能产生，应用环保材料是大势所趋。目前，汽车引擎盖内塑料材质竞争愈发激烈。相比普通燃油汽车，绿色能源汽车运行时产生热量较低，对引擎盖内塑料耐热性要求远远低于燃油汽车，在未来，尼龙材料在汽车中的应用将更加广泛。
一、尼龙材料简述
尼龙材料是世界上出现的第一种合成纤维，学名聚酰胺，由美国科学家卡罗瑟斯带领科研小组成功研制，不仅给纺织品行业注入新鲜血液，还是合成纤维工业里程碑式的重大突破，更是高分子化学的重要研究方向。聚酰胺主要应用于合成纤维，耐磨性远远高于其它所有已知纤维，其耐磨性高出棉花10倍，高出羊毛20倍，在传统纺织工业材料中加入适当聚酰胺纤维，能够极大提升耐磨性，经受上万次磨损而不断裂。聚酰胺纤维的新品种——锦纶-3和锦纶-4，质量较轻、透气通畅、抗皱性较强、耐久性极强，在工业上用途广泛。随着汽车小型化、绿色化以及电子电气设备高性能化迅速发展，尼龙作为主要结构性材料，由于其强度、耐热性、抗寒性等符合产业需求且性价比极高，因此被视为未来机械制造等行业的热门原材料。科学研究表明，在尼龙PA品种中加入30%玻璃纤维，PA材质的力学性能、稳定性、抗衰老性均有较大程度提高，然而过量加入玻璃纤维会使塑化元件磨损程度加剧，因此尼龙材料在未来的应用中还需要技术创新。
二、车用尼龙材料未来发展应用方向
（一）高流动性尼龙材料的应用
2019年工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》中，高流动性尼龙材料名列其中，基于PA66、PA12系列的TMF6-14、TMF12-195等型号尼龙材料成本较低，具有中等磁性和高流动性，主要应用于电机转子、汽车微电机转子等部件生产。在汽车加工时相比传统材料大幅降低投入成本，生产周期明显缩短，还可以提高汽车外观质量，使汽车造型优美，更加符合力学特性。由于高流动性尼龙材料稳定性极高，加入玻璃纤维、配合聚丙烯等材料，能够有效降低磨损程度，提高抗腐蚀强度，能够使汽车消费者同周期内减少汽车维护次数，降低维护成本。除此之外，高流动性尼龙材料生产工艺先进，符合环保理念，合成材料可以从植物等纤维中提取，避免污染物的出现，未来必将全面占领汽车部件生产市场。目前全球最知名的产品是法国Rhoda公司推出的半结晶型PA-TechnylStar，此产品具有良好的加工性能，外观与大米相似，其玻璃纤维改性和填充改性相较于PA6等基础材质流动性更加强大，成型后注射压力减小30%，成型时间缩短10%，温度下降更多，注塑机合模力降幅更是达到惊人的50%，被汽车制造商广泛应用于汽车发动机罩、燃油桶衬里和其他装饰性器件。
（二）高耐热性尼龙材料的应用
高耐热性尼龙材料代表型号为PA97和PPS，其中PPS性能最佳但成本价格相对较高，目前应用广泛且技术成熟的材料是PA97。PA97是从原料单体自行开发的具有独创性的聚酰胺类工程技术塑料，耐热性极强、耐药品性优越，在加工过程中可以经受反复的摩擦、滑动而成型。与标准尼龙材料相比，在跨度较大的干燥或潮湿环境中，PA97均能保持同样的强度和韧性。温度更高时，PA97依然能保持较强的稳定性，强度和韧性下降幅度较低。因为其具有良好的流动性、热稳定性和较低的模具腐蚀性，非常利于加工。常见高耐热性尼龙在高温环境下吸水率在2.6%以上，PA97仅有1%，抗化学腐蚀、尺寸稳定性极高，在0.75mm厚度下达到94V-0的效果。经过试验证明PA97的玻璃化温度在125℃，低于该温度则保持高结晶性且坚韧度极佳，大幅度领先PA66和PA46，其耐磨性和摩擦系数等更是远超POM和LCP等型号，对油、醇、酸、二氯化钙、高温水以及其它流体均保持“免疫”状态，仅次于PPS。其对燃油的阻隔性是PA6和PA12的10倍以上，接近乙烯-四氯乙烯共聚物的水平，在汽车面罩、电气电子产品制造领域取得了良好的应用效果。
（三）阻燃尼龙材料的应用
未经改造的尼龙材料阻燃性能较差，垂直燃烧只有UL94-V2级，氧指数为24，燃烧过程中会形成低落，使火势迅速蔓延，属于易燃材料。应用于汽车生产以及电气电子产品制造引发的火灾不计其数，造成损失巨大。目前广泛应用的尼龙阻燃改性是无卤阻燃剂，主要材料为红磷和三聚氰胺盐。红磷特性在于阻燃效率极高，在改善制品抗电弧形方面效果显著;缺点在于其本身颜色泛红，活性较大且不易储存，极大影响了在尼龙材料中的应用，只有少量应用于PA6型号中。三聚氰胺盐类中的尿酸和磷酸盐是最常见的无卤阻燃剂，在实际使用过程中虽然能够保持较高的阻燃效率，但是热稳定性较差，使尼龙材料承受高温时容易发生结构改变。此外，由于三聚氰胺盐吸潮性较强，降低了尼龙材料的抗水性，大大降低了尼龙材料在潮湿环境中的电性能。综合来看，目前市场上性能最佳的无卤阻燃尼龙材料为荷兰DSM工程塑料公司推出的基于PA6牌号为Akulon-K225-KS型材料，其特性为不含卤素，不含磷，比重极小，流动性较强，玻璃纤维增强为30%，容易加工，不易起霜，最重要的在于0.75mm和1.5mm样品垂直燃烧达到UL94-V0级，阻燃效果理想。
（四）PA？纳米复合材料的应用
PA？纳米复合材料是当前产量最大的工业化聚合物系纳米复合材料，纳米粒子填充量小，改性产品的密度几乎与基础晶级相同，其优越性显而易见。近年来PA？纳米复合材料领域研究活跃，由于其密度较低，比强度和比模量较高，在汽车制动器、风扇叶片、保险杠、车体、车门等部件生产应用十分广泛。日本丰田汽车公司生产的Camery型汽车在很多方面设计均使用了PA？纳米复合材料。该材料最早也是由丰田公司与PA树脂厂UBE公司共同研发而生，早期主要应用于汽车定时器罩的生产，意大利Flat公司经过技术改良和数据论证，决定将PA？纳米复合材料作为燃油管阻隔材料进行功能试验，取得了意料之外的良好效果，因此Flat公司决定将PA？纳米复合材料全面替代使用了多年的PVDF型尼龙材料，PA？纳米复合材料的使用在汽车燃油管外包裹多层材料，包括PA12外层，PA6共聚物粘接层和PA12共聚物粘结层，含有纯度为2%黏土的PA6、PA12、PA66共聚物阻隔层，内层中包含PA6、PA12，此种全PA尼龙材料结构的汽车燃油管不仅性能卓越，在材料回收、更换时更方便，由此使汽车燃油管阻隔技术得到全面提升。
三、结语
尼龙材料作为汽车零部件生产的重要组成部分，应用已经非常广泛。汽车生产材料逐渐更新换代，从铝铸件一步步发展到尼龙材料注塑件，不但成型加工性能稳定，还具有生产效率高，成本低等优势。同时由于其回收方便，经过二次处理之后能够再利用，且效果性能依然保持较高水平，还能有效降低废品率。
参考文献：
[1].车用材料新趋势[J].汽车工艺师，2018（07）：21-24.
[2].尼龙材料等车用塑料市场进一步扩张[J].橡塑技术与装备，2017，43（22）：66-67.
关键词：车用尼龙材料;性能稳定;行车安全
引言：汽車已经成为大众日常用品，在节能减排意识深入人心的今天，全方位降低热能产生，应用环保材料是大势所趋。目前，汽车引擎盖内塑料材质竞争愈发激烈。相比普通燃油汽车，绿色能源汽车运行时产生热量较低，对引擎盖内塑料耐热性要求远远低于燃油汽车，在未来，尼龙材料在汽车中的应用将更加广泛。
一、尼龙材料简述
尼龙材料是世界上出现的第一种合成纤维，学名聚酰胺，由美国科学家卡罗瑟斯带领科研小组成功研制，不仅给纺织品行业注入新鲜血液，还是合成纤维工业里程碑式的重大突破，更是高分子化学的重要研究方向。聚酰胺主要应用于合成纤维，耐磨性远远高于其它所有已知纤维，其耐磨性高出棉花10倍，高出羊毛20倍，在传统纺织工业材料中加入适当聚酰胺纤维，能够极大提升耐磨性，经受上万次磨损而不断裂。聚酰胺纤维的新品种——锦纶-3和锦纶-4，质量较轻、透气通畅、抗皱性较强、耐久性极强，在工业上用途广泛。随着汽车小型化、绿色化以及电子电气设备高性能化迅速发展，尼龙作为主要结构性材料，由于其强度、耐热性、抗寒性等符合产业需求且性价比极高，因此被视为未来机械制造等行业的热门原材料。科学研究表明，在尼龙PA品种中加入30%玻璃纤维，PA材质的力学性能、稳定性、抗衰老性均有较大程度提高，然而过量加入玻璃纤维会使塑化元件磨损程度加剧，因此尼龙材料在未来的应用中还需要技术创新。
二、车用尼龙材料未来发展应用方向
（一）高流动性尼龙材料的应用
2019年工信部发布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》中，高流动性尼龙材料名列其中，基于PA66、PA12系列的TMF6-14、TMF12-195等型号尼龙材料成本较低，具有中等磁性和高流动性，主要应用于电机转子、汽车微电机转子等部件生产。在汽车加工时相比传统材料大幅降低投入成本，生产周期明显缩短，还可以提高汽车外观质量，使汽车造型优美，更加符合力学特性。由于高流动性尼龙材料稳定性极高，加入玻璃纤维、配合聚丙烯等材料，能够有效降低磨损程度，提高抗腐蚀强度，能够使汽车消费者同周期内减少汽车维护次数，降低维护成本。除此之外，高流动性尼龙材料生产工艺先进，符合环保理念，合成材料可以从植物等纤维中提取，避免污染物的出现，未来必将全面占领汽车部件生产市场。目前全球最知名的产品是法国Rhoda公司推出的半结晶型PA-TechnylStar，此产品具有良好的加工性能，外观与大米相似，其玻璃纤维改性和填充改性相较于PA6等基础材质流动性更加强大，成型后注射压力减小30%，成型时间缩短10%，温度下降更多，注塑机合模力降幅更是达到惊人的50%，被汽车制造商广泛应用于汽车发动机罩、燃油桶衬里和其他装饰性器件。
（二）高耐热性尼龙材料的应用
高耐热性尼龙材料代表型号为PA97和PPS，其中PPS性能最佳但成本价格相对较高，目前应用广泛且技术成熟的材料是PA97。PA97是从原料单体自行开发的具有独创性的聚酰胺类工程技术塑料，耐热性极强、耐药品性优越，在加工过程中可以经受反复的摩擦、滑动而成型。与标准尼龙材料相比，在跨度较大的干燥或潮湿环境中，PA97均能保持同样的强度和韧性。温度更高时，PA97依然能保持较强的稳定性，强度和韧性下降幅度较低。因为其具有良好的流动性、热稳定性和较低的模具腐蚀性，非常利于加工。常见高耐热性尼龙在高温环境下吸水率在2.6%以上，PA97仅有1%，抗化学腐蚀、尺寸稳定性极高，在0.75mm厚度下达到94V-0的效果。经过试验证明PA97的玻璃化温度在125℃，低于该温度则保持高结晶性且坚韧度极佳，大幅度领先PA66和PA46，其耐磨性和摩擦系数等更是远超POM和LCP等型号，对油、醇、酸、二氯化钙、高温水以及其它流体均保持“免疫”状态，仅次于PPS。其对燃油的阻隔性是PA6和PA12的10倍以上，接近乙烯-四氯乙烯共聚物的水平，在汽车面罩、电气电子产品制造领域取得了良好的应用效果。
（三）阻燃尼龙材料的应用
未经改造的尼龙材料阻燃性能较差，垂直燃烧只有UL94-V2级，氧指数为24，燃烧过程中会形成低落，使火势迅速蔓延，属于易燃材料。应用于汽车生产以及电气电子产品制造引发的火灾不计其数，造成损失巨大。目前广泛应用的尼龙阻燃改性是无卤阻燃剂，主要材料为红磷和三聚氰胺盐。红磷特性在于阻燃效率极高，在改善制品抗电弧形方面效果显著;缺点在于其本身颜色泛红，活性较大且不易储存，极大影响了在尼龙材料中的应用，只有少量应用于PA6型号中。三聚氰胺盐类中的尿酸和磷酸盐是最常见的无卤阻燃剂，在实际使用过程中虽然能够保持较高的阻燃效率，但是热稳定性较差，使尼龙材料承受高温时容易发生结构改变。此外，由于三聚氰胺盐吸潮性较强，降低了尼龙材料的抗水性，大大降低了尼龙材料在潮湿环境中的电性能。综合来看，目前市场上性能最佳的无卤阻燃尼龙材料为荷兰DSM工程塑料公司推出的基于PA6牌号为Akulon-K225-KS型材料，其特性为不含卤素，不含磷，比重极小，流动性较强，玻璃纤维增强为30%，容易加工，不易起霜，最重要的在于0.75mm和1.5mm样品垂直燃烧达到UL94-V0级，阻燃效果理想。
（四）PA？纳米复合材料的应用
PA？纳米复合材料是当前产量最大的工业化聚合物系纳米复合材料，纳米粒子填充量小，改性产品的密度几乎与基础晶级相同，其优越性显而易见。近年来PA？纳米复合材料领域研究活跃，由于其密度较低，比强度和比模量较高，在汽车制动器、风扇叶片、保险杠、车体、车门等部件生产应用十分广泛。日本丰田汽车公司生产的Camery型汽车在很多方面设计均使用了PA？纳米复合材料。该材料最早也是由丰田公司与PA树脂厂UBE公司共同研发而生，早期主要应用于汽车定时器罩的生产，意大利Flat公司经过技术改良和数据论证，决定将PA？纳米复合材料作为燃油管阻隔材料进行功能试验，取得了意料之外的良好效果，因此Flat公司决定将PA？纳米复合材料全面替代使用了多年的PVDF型尼龙材料，PA？纳米复合材料的使用在汽车燃油管外包裹多层材料，包括PA12外层，PA6共聚物粘接层和PA12共聚物粘结层，含有纯度为2%黏土的PA6、PA12、PA66共聚物阻隔层，内层中包含PA6、PA12，此种全PA尼龙材料结构的汽车燃油管不仅性能卓越，在材料回收、更换时更方便，由此使汽车燃油管阻隔技术得到全面提升。
三、结语
尼龙材料作为汽车零部件生产的重要组成部分，应用已经非常广泛。汽车生产材料逐渐更新换代，从铝铸件一步步发展到尼龙材料注塑件，不但成型加工性能稳定，还具有生产效率高，成本低等优势。同时由于其回收方便，经过二次处理之后能够再利用，且效果性能依然保持较高水平，还能有效降低废品率。
参考文献：
[1].车用材料新趋势[J].汽车工艺师，2018（07）：21-24.
[2].尼龙材料等车用塑料市场进一步扩张[J].橡塑技术与装备，2017，43（22）：66-67.