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        行業資訊

        有機材料復合技術應用


        有機材料復合技術應用

        復合技術和有機塑料板共同打造汽車前端

        塑料金屬合成技術(也被稱作“復合技術”)已在汽車行業中得到了廣泛且成功的應用。該復合技術主要用于生產輕質、高強度結構部件,比如前端、踏板支架以及剎車踏板。此前,所有結構部件都以鋼板或鋁板作為原材料。如今,有機塑料板將首次與鋁板共同用于汽車的復合材料前端。新款奧迪A8前端的近光前照燈架就將采用一種U形的輕型材料。

        Milan Vignjevic,朗盛半結晶樹脂產品業務部亞太區總經理表示:“新款奧迪A8的前端證明,有機塑料板可以滿足與扭轉強度和抗撓強度相關的所有要求。在復合技術中,有機塑料板是鋼板和鋁板的絕好替代品。有機塑料板在汽車前端中的應用預示著全塑料復合材料前端將在未來誕生。屆時,全塑料前端將在只使用有機塑料嵌入板和聚酰胺6的生產線上生產。”

        一流的功能整合與早先推出的復合材料前端相同,奧迪A8的前端同樣整合了諸多功能,這樣可以大大簡化后續的總裝和運輸工作。上述功能包括散熱器、碰撞傳感器的固定點、燃油冷卻器的導流罩、前大燈以及燈圈。此外,還有螺紋套管以及與擋泥板托架和保險杠外殼相連的連接部件。

        擁有良好流動性的聚酰胺6可有效節約成本通過加入30%的玻璃纖維來進行加固的Durethan BKV 30 EF聚酰胺6擁有良好的流動性,因此被用于復合前端的注塑工藝。與同級的標準聚酰胺6相比,加入玻璃纖維的Durethan BKV 30 EF聚酰胺6的注塑壓力最多可以減少40%,這就意味著模具的磨損更小,因而維護成本也就更低。除此之外,可以加工更薄的鑄件外壁,并精準復制精細的幾何結構。注塑溫度的下降有助于進一步降低成本(能耗、加工周期)。另外,門點數量的減少可以實現玻璃纖維的統一取向,因而最大程度減少皺縮和翹曲。

        面向研發和生產的個性化服務朗盛為其合作伙伴提供了一整套有關開發前端的支持服務。舉例來說,對模流進行分析可以將部件翹曲的發生率降至最低,同時確保充型實現最優化。此外,對有機塑料板支架的扭曲和彎曲特性進行測試可以對模擬的抗撞擊特性進行驗證。對部件的設計進行模擬時,朗盛已掌握了有機塑料板和易流性聚酰胺6(在鑄模過程中發揮其他作用)的機械數據,這也成為一大優勢。最后,公司的專業人士同樣可以為客戶提供模具驗證和投產方面的幫助。

        半結晶樹脂業務部屬于朗盛高性能聚合物業務領域,后者在2009財年的銷售額為23.9億歐元。

        有機材料的承諾與風險

        對于任何使用塑料元件的建議,大多數人的第一反應是要小心謹慎。塑料光學元件存在若干性能上的不足,包括耐用性較差、變色、吸收大以及內部不均勻等,這些題目至今仍未解決。舉一個發生在我身上的例子。往年我用的一副眼鏡的性能變差,幾乎無法使用,由于高折射率的塑料鏡片變黃且鍍層脫落。眼鏡商承認,這些塑料鏡片的使用壽命并不長。

        新一代有機非線性材料采用一種不同的設計方法來提供優異的性能。有機化合物的結構變化無窮,化學家們已經知道如何產生具有極強非線性光學性質的新型分子。光敏分子被稱為發色團,通常它們體型較大、結構復雜,并 且通過專家的特定設計以提供所需的非線性性質。美國Case Western Reserve大學的Kenneth Singer指出:非線性效應源自對于較大發色團分子中若干原子共用的共軛電子性質的操控。發色團自身可以形成玻璃狀材料,還可以作為邊鏈添加到其他聚合物形成的化合物中,或者是溶解到聚合物之中。Singer說:“這對于化學家而言是名副實在的游樂場。我們將只專注于光學方面,而把那些細節留給化學家。”

        該項研發的一期目標是獲得所需的高非線性,但研發職員面臨折衷選擇。非線性光學材料必須能夠承受大的光強,并且在正常工作溫度下使用。通常有機光學材料的光散射損耗要比無機晶體大,但由于非線性較大,因此可以選用更小的裝置以補償這種損耗。

        電光調制器

        材料折射率隨外加電場變化而明顯變化的效應稱為電光效應,它是一種二階非線性效應。電光效應已被廣泛用于外部調制器,例如在Mach-Zehnder干涉儀的兩臂施加不同的電壓能夠改變相對相位延遲,從而對輸出強度進行調制。

        信息來源:有機玻璃

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