尼龙改性料在海洋工程的应用及注意事项

尼龙改性料特殊的性能使其在汽车、电子电气设备、机械结构、运动器材、纺织、船舶、海洋工程等方面得到广泛应用。高端装备制造和新材料是日前科创板企业倍计划重点鼓励推荐的五大行业之一，它主要包括：船舶、高端轨道交通、海洋工程、高端数控机床、机器人及新材料。今天我们就讲讲改性尼龙新材料和船舶、海洋工程的结合会带来哪些变化？还有尼龙改性料需要注意什么呢？

一、船舶海洋关系国计民生，经济命脉

以尼龙玻纤、碳纤等工程塑料在船舶上主要用作各种结构零部件和传动零部件，它们均具有免维护、免润滑、抗海水、化学品、耐腐蚀的特性并且坚固可靠。与传统的钢制材料相比工程塑料性能更强、自重更轻、价格更便宜。元件甚至可以在高温和恶劣的环境下保持高性能运行，如轴承、螺旋桨、活塞环、齿轮、滑轮、手柄、罩壳等。

二、螺旋桨

船用螺旋桨主要采用玻璃纤维增强尼龙制造，可用于游艇、救生艇、拖轮等船舶上。玻璃纤维增强尼龙螺旋桨叶片为双曲面，采用长度为8mm左右的高强度玻璃纤维、为提高材料的结晶性，在物料中通常加入0.5%-1.0%的成型剂，以提高机械强度、耐磨性、硬度和减少表面粗糙度，降低吸水性、翘曲变形。在成型后，制品应进行热后处理，以减少内应力，提高结晶度，稳定结晶结构。改性尼龙螺旋桨耐磨性和耐腐蚀性好，生产工艺简便，可节约大量的铜等有色金属，质量轻，可提高船舶航速，其推力比铸铁大20%，成本仅为铜的1/5，但改性尼龙螺旋桨的耐热性较低，仅为100℃，且易产生弹性变形。（虽然海水中并不存在超过100度的极端情况。）目前TPM3D等成熟SLS尼龙材料3D打印制造商的产品均能克服耐热性不好的缺点。

三、轴承

船舶艉轴承，以前主要采用铁梨木，铂合金等材料，铁梨木轴承用水润滑，铂合金艉轴承用油润滑。它们制造工艺复杂，周期长，成本高。采用塑料艉轴承，可以有效地弥补上述艉轴承的不足，通常选用改性尼龙、ABS等工程塑料作为基材。还有船用辅机轴承，以前大都采用铜合金材料，用铜量大，使用中容易咬死或导致轴颈磨损。采用工程塑料轴承，不仅可以节省大量有色金属，而且耐磨损性和润滑性优良，运转中噪声小，即使工程塑料轴承烧坏，也不会影响轴颈。水泵轴承船用辅机水泵轴承原采用铜背浇铅材料，制造工艺复杂，安装也不方便，现采用改性尼龙材料，简化了制造工艺，延长了使用寿命，另外，海谈水泵的工作温度不高，可以方便地采用水来冷却润滑，有利于工程塑料轴承的使用。水密门梢轴衬套水密门梢轴衬套原采用铜合金材料，制造时需将铜棒经多道机械加工工序，现采用尼龙6等制得，提高了生产效率，并节约了有色金属。舵轴承包括舵杆上下轴承和舵托止推轴承，均可采用尼龙材料。舵的转动速度较慢，载荷也不是很大，采用尼龙就可以取得很好效果。

四、齿轮

在船舶上使用的塑料齿轮可由多种工程塑料制造，目前主要有尼龙6、尼龙12、尼龙66、玻璃纤维增强尼龙、聚碳酸酯、ABS、等。它们具有较高的刚性和疲劳强度，耐磨性和耐热性好，摩擦因数低，成型简便，因此得到了广泛应用。

五、罩壳

在船舶上使用的塑料罩壳，通常均用各种增强工程塑料，如玻璃纤维增强尼龙6、玻璃纤维增强尼龙66、玻璃纤维增强聚甲醛等制成。以代替各种钢板、铸铁、铝合金等金属材料，其特点是质量轻、耐腐蚀性好，生产效率高。

其中尼龙改性需要注意什么呢？

一、料筒温度设定：因尼龙是结晶型聚合物，所以熔点明显，尼龙类树脂在注塑时所选择的料筒温度同树脂本身的性能、设备、制品的形状因素有关。过高的料温易使胶件出现色变、质脆及银丝，而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆。一般 PA6 的熔体温度最低为二百二十℃，PA66 为二百五十℃。由于尼龙的热稳定性较差，所以不宜高温长时间在料筒中停留，以免引起物料变色发黄，同时由于尼龙的流动性较好，温度超过其熔点后就流动迅速。

二、模具温度的设定：因尼龙是结晶型聚合物，所以熔点明显，尼龙类树脂在注塑时所选择的料筒温度同树脂本身的性能、设备、制品的形状因素有关。过高的料温易使胶件出现色变、质脆及银丝，而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆。一般 PA6 的熔体温度最低为二百二十℃，PA66 为二百五十℃。由于尼龙的热稳定性较差，所以不宜高温长时间在料筒中停留，以免引起物料变色发黄，同时由于尼龙的流动性较好，温度超过其熔点后就流动迅速。

三、制品的壁厚：尼龙的流长比为一百五十至两百之间，尼龙的制品壁厚不低于零点八mm，一般在一至三点二mm之间选择，而且制品的收缩与制品的壁厚有关，壁厚越厚收缩越大。

四、排气：尼龙树脂的溢边值为零点零三mm左右，所以排气孔槽应控制在零点零二五以下。

五、玻纤填充量范围：尼龙的成型过程中，降低模具温度、加大注射压力、降低料温都会在一定程度上减小尼龙的收缩率，使制品内应力加大易变形。例如PA66收缩率在百分之一点五到百分之二之间，PA6的收缩率在百分之一到百分之一点五之间，在加入玻璃纤维添加剂后可以使收缩率降低到百分之零点三左右。

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