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耐柴油性改良聚甲醛(POM) 夺钢(R)/DURACON(R) H140DR的介绍


耐柴油性改良聚甲醛(POM) 夺钢® H140DR的介绍



1. 前言

    聚甲醛树脂(本公司商品名“夺钢®”)凭借出色的机械特性、耐热性、耐燃油性以及良好的成型加工性,一直以来被用于很多汽车部件的制作,为轻量化和高性能化做出了贡献。燃料相关部件也是其中之一,燃料油箱周边用到了很多聚甲醛树脂,本公司也一直特别着重这方面的开发。详情在之前的"在汽车燃油部件中拓展夺钢® POM的市场并提供新品级"报道中有过报告。

一般认为,车辆的驱动系统今后将会转向电动化,不过据说柴油引擎在商用车用途方面必定会保留一定的比率。因此,在材料方面,对于柴油燃料耐久性的要求还会继续提高。在国际市场也确实存在含有高浓度的酸和硫磺的低质量柴油燃料,对POM会产生不良影响。本公司开发出的H140DR,提高了对这种燃料和油箱外部严酷环境(酸雨和酸性清洁剂等)的耐久性,并进一步提高了成型性,可在国际市场推广。



2.开发理念

为了将POM应用于柴油燃料相关部件,需要开发出在保持POM良好特性的同时,对种类繁多的燃料也具有较高耐性的POM材料。因此,夺钢保持了燃油部件所需基本特性(机械物性、耐久性、焊接性等),并改良了耐燃油性和耐酸性。

  • 卓越的耐柴油性

  • 良好的成型性(高流动)

  • 设计灵活性(高结晶度:高强度/高刚性)

图1观察了本次开发的品级H140DR与本公司的标准品级M90-44的结晶结构。可以看出H140DR的结晶尺寸小而密,所以结晶度很高。


夺钢® POM H140DR

夺钢® POM M90-44

图1 : 结晶结构的比较


3.夺钢® POM H140DR的一般物性

表1对H140DR和其他公司改良了耐柴油性的品级、以及本公司的标准品级M90-44的一般物性进行了比较。


表1 : 物性比较

项目

评估方法

H140DR

其他公司相应的

POM材料

M90-44

耐柴油性改良

POM材料

耐柴油性改良

POM材料

标准

POM材料

MFR (g/10min)

ISO 1133

14

13

9

拉伸强度 (MPa)

ISO 527-1,2

65

62

62

拉伸断裂公称应变 (%)

32

30

35

拉伸弹性模量 (MPa)

2,800

2,850

2,700

简支梁冲击强度 (kJ/m2)

ISO 179 1eA

7

7.5

6


H140DR与本公司标准品级M90-44相比,MFR值设置得更高。这是考虑到了良好的成型性,和之前上市的H140-54C相当。另外,与其他公司的相应材料相比,机械物性等具有同等以上的特性。



4.耐柴油性

含有高浓度硫磺成分等的燃料会作用于POM树脂的主链骨架,促进POM的分解反应。图2显示了在高温下,将POM材料浸泡在含有高浓度硫磺成分的柴油测试燃料(Haltermann CEC-RF-90-A-92:硫磺含量约为3000ppm,日本一般的JIS2号为10ppm以下)中的重量变化率(分解速度)。可以看出H140DR与其他公司改进了耐柴油性的POM材料和标准POM材料相比,展现出卓越的耐性。



图2 : 燃油浸渍试验

(100℃,Haltermann CEC-RF-90-A-92, 1mmt test bar)


作为参考数据,采用标准柴油燃料(JIS2号轻油)的耐久测试结果如图3所示,而采用今后有望扩大的生物柴油燃料(B30)的结果如图4所示。虽然两者对POM来说都不算严酷的条件,不过H140DR展现出了与标准POM同样良好的耐久性。



图3 : 燃油浸渍试验

(110℃,标准柴油燃料JIS2号轻油,ISO-Type 1A 4mmt test bar)



图4 : 燃油浸渍试验

(80℃,生物柴油燃料B30,ISO-Type 1A 4mmt test bar)



5.其他耐久性

图5显示了H140DR的蠕变破坏特性。蠕变破坏特性与其他公司的相应材料相当,从机械长期耐久性的角度来看也有足够强的特性。


图5 : 燃油浸渍试验

(80℃,空气中,ISO-Type 1A 4mmt test bar)


图6是汽车所使用的强酸性溶剂引起的环境应力破坏的测试结果。
H140DR与其他公司的相应材料和标准POM相比,取得了十分良好的结果。这表明,它对于汽车所使用的酸性溶剂和酸雨等外部因素具有很高的耐久性。


图6 : 强酸性环境应力破坏测试

(1周期:喷洒酸性溶剂后,在常温到60℃下放置24小时,样条保持1.5%应变)



6. 结语

本文对改良了耐柴油性的新品级夺钢 H140DR的特性进行了说明。可见本品级保持了以往POM所具有的良好特性,并改良了耐燃油性和耐酸性。可以应对不同的燃料种类、厂家和地区的品质差异、严酷环境下燃料的劣化等各种条件。今后,我们将向燃油部件方面进行推广。




【相关信息】

 • 在汽车燃油部件中拓展夺钢®/DURACON® POM的市场并提供新品级




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2020/5/12