王敏，韓斌，劉新新，黃森彪，潘家永

[1.富海集團(tuán)(上海)新材料科技有限公司，上海 201601 ； 2.富海(東營(yíng))新材料科技有限公司，山東東營(yíng) 257400]

隨著電子電器集成化、輕量化、微型化、汽車輕量化、以塑代鋼，LED以及工業(yè)制造等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)材料的耐熱性、強(qiáng)度等性能都提出了不同程度的高要求，耐高溫尼龍因其耐熱、耐水解、耐化學(xué)腐蝕、流動(dòng)性好、成型穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用產(chǎn)品領(lǐng)域得到不斷開發(fā)，市場(chǎng)容量持續(xù)擴(kuò)增，國(guó)內(nèi)外化工企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向耐高溫尼龍材料的應(yīng)用開發(fā)與研究[1–4]。

2021年全球耐高溫尼龍市場(chǎng)需求量達(dá)到16萬(wàn)t，受益于下游行業(yè)的發(fā)展及產(chǎn)品應(yīng)用面的拓寬，行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)7%，按照目前市場(chǎng)上耐高溫尼龍均價(jià)5.5萬(wàn)元/t預(yù)估，預(yù)計(jì)2022年全球市場(chǎng)需求將超過(guò)17萬(wàn)t，市場(chǎng)規(guī)模約100億元。目前國(guó)內(nèi)具備耐高溫尼龍產(chǎn)品生產(chǎn)能力的企業(yè)仍然較少，且產(chǎn)品類別相對(duì)單一，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差，核心技術(shù)主要還在國(guó)外化工巨頭手中，如杜邦、巴斯夫、索爾維、帝斯曼、可樂麗、贏創(chuàng)、阿科瑪、艾曼斯、三菱化學(xué)、三井等。國(guó)內(nèi)耐高溫尼龍產(chǎn)業(yè)起步較晚，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商主要有金發(fā)科技、青島三力本諾、新和成等企業(yè)。目前國(guó)內(nèi)耐高溫尼龍市場(chǎng)對(duì)外依存度較高，進(jìn)口依存度超過(guò)70%，市場(chǎng)需求大，且國(guó)外公司的純樹脂及高端改性產(chǎn)品限制對(duì)國(guó)內(nèi)的出售。

1 耐高溫尼龍的合成方法

目前高溫尼龍行業(yè)內(nèi)主要的合成工藝包括5種：高溫高壓溶液縮聚法、低溫溶液縮聚法、聚酯縮聚法、界面聚合法和直接熔融縮聚法。

1.1 高溫高壓溶液縮聚法

高溫高壓溶液縮聚法是目前工業(yè)生產(chǎn)最常采用的合成工藝[5]。首先將等物質(zhì)的量的二元酸和二元胺單體在N2環(huán)境的保護(hù)下與適量的水，少量的反應(yīng)助劑加入到高壓聚合反應(yīng)釜中，在較低溫下(＜100℃)合成尼龍鹽，然后緩慢升高體系溫度進(jìn)行預(yù)聚合，得到分子量相對(duì)較小的預(yù)聚物，將預(yù)聚物在真空烘箱中干燥，粉碎成合適粒徑的顆粒，然后通過(guò)固相縮聚工藝或者擠出設(shè)備經(jīng)過(guò)熔融聚合得到高熔點(diǎn)、高分子量的終聚物[6–9]。

該方法在水相體系下進(jìn)行反應(yīng)，生產(chǎn)成本低，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，該工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且成功應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中。

竇驍勇等[10]通過(guò)高溫高壓縮聚法成功制得聚酰胺(PA)46。在60℃條件下將丁二胺與己二酸溶在水中制備PA46鹽，在210℃，1 MPa條件下將PA46鹽預(yù)聚再經(jīng)固相縮聚得到高分子量PA46。Gaymans[11]通過(guò)高溫高壓縮聚法成功制得PA4T。在60℃下將對(duì)苯二甲酸和丁二胺在水溶液中完全反應(yīng)后制得PA4T鹽，在210℃、1.5 MPa條件下反應(yīng)2 h，經(jīng)過(guò)預(yù)聚、固相縮聚得到PA4T。PA4T/PA46可通過(guò)PA46鹽與PA4T鹽的共聚制備[12]。

1.2 低溫溶液縮聚法

將等物質(zhì)的量的二元酸和二元胺單體、少量的穩(wěn)定劑加入到N-甲基吡咯烷酮(NMP)和吡啶的混合溶液中，加入適量的氯化鈣和氯化鋰，在一定條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物在醇類溶劑中洗滌過(guò)濾后烘干，最后得到熔點(diǎn)在310℃左右，分子量較低的預(yù)聚物[13]。該工藝之所以沒有在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，主要是由于反應(yīng)體系所用溶劑成本較高，且后續(xù)處理較為麻煩，且反應(yīng)所得副產(chǎn)物會(huì)對(duì)反應(yīng)容器造成腐蝕，給企業(yè)增加了極大的成本[14]。

吳紅枚等[15]通過(guò)低溫溶液法合成了間苯二甲酰對(duì)苯二胺。為了有效控制反應(yīng)速率，間苯二甲酰氯分兩批次加入，投料間隔為5 min，為進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)化率，減少副反應(yīng)發(fā)生，需要提前對(duì)反應(yīng)原料與溶劑除水。

在N2環(huán)境保護(hù)下，將反應(yīng)體系溫度控制在0~25℃，以N，N-二甲基乙酰胺/氯化鈣為反應(yīng)溶劑，三乙胺為酸吸收劑，吳波震等[16]通過(guò)低溫溶液法制備了PA46，PA4T。

1.3 胺酯交換法

胺酯交換法是近些年來(lái)新開發(fā)的工藝，其主要機(jī)理在利用聚酯與脂肪族二胺單體進(jìn)行酰胺化反應(yīng)制得半芳香族PA[17–18]。北京化工大學(xué)以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)和己二胺為原料，以環(huán)丁砜為溶劑成功制備出PA6T。

該方法以回收聚酯作為原料，實(shí)現(xiàn)資源的再利用，符合環(huán)保政策要求，但是以高分子聚合物作為反應(yīng)物，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物分子量無(wú)法控制，反應(yīng)后期產(chǎn)物分子量增長(zhǎng)困難[19]，影響了該工藝的進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

1.4 界面聚合法

界面聚合是指兩種互不相容的溶劑混合后會(huì)產(chǎn)生相界面，在相界面上發(fā)生的聚合反應(yīng)而進(jìn)行的聚合反應(yīng)。其工藝過(guò)程為，將含有苯環(huán)的酰氯化合物分散在與水不相容的有機(jī)溶劑中，將二元胺分散在水相中，聚合反應(yīng)發(fā)生在有機(jī)相和水相的界面上，通過(guò)攪拌就可得到相對(duì)分子量較高的PA[20–21]。

該工藝無(wú)需高溫高壓，反應(yīng)要求簡(jiǎn)單且不可逆，制備所得產(chǎn)物分子量較高，但是反應(yīng)體系溶劑回收處理較麻煩，溶劑消耗量大，設(shè)備利用率低，易造成環(huán)境污染，設(shè)備成本高，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)[22]。

Zhang Chuanhui等[23]通過(guò)界面聚合工藝，將對(duì)苯二甲酰氯和1，6-己二胺分別溶于二氯甲烷溶液和破乳劑后混合，在界面處生成PA膜。將產(chǎn)物膜取出后，界面處繼續(xù)生成新的產(chǎn)物，重復(fù)多次操作便可獲得足量的半芳香族PA6T樹脂。

1.5 直接熔融縮聚法

直接熔融縮聚法是在反應(yīng)單體和聚合物熔融溫度以上，保持熔融狀態(tài)，在減壓和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在熔融狀態(tài)下發(fā)生聚合的合成工藝。

直接熔融縮聚法設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，不需要溶劑，成本較低，而且高溫有利于反應(yīng)進(jìn)行并提高PA產(chǎn)物的分子量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)，降低生產(chǎn)成本。但是該法制備產(chǎn)物出料時(shí)存在粘釜問題，且在空氣中易被氧化[24]，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

劉暢等[25]通過(guò)熔融縮聚制備了PA66/PA6。反應(yīng)條件：1.8 MPa，210～220℃。保壓一段時(shí)間后，泄壓并抽真空至–0.5 MPa，提升溫度至260～265℃以提高聚合物分子量。

為了驗(yàn)證直接熔融聚合工藝在PA4T聚合過(guò)程中的可行性以及聚合過(guò)程中反應(yīng)速率和產(chǎn)品質(zhì)量受反應(yīng)條件和原料的影響程度，Papaspyrides等[26]對(duì)聚合過(guò)程進(jìn)行了持續(xù)檢測(cè)，通過(guò)表征發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過(guò)程中除生成水以外，還伴隨部分揮發(fā)性物質(zhì)四甲基乙二胺(TMD)的產(chǎn)生，同時(shí)，直接熔融聚合過(guò)程中的溫度有利于TMD的生成，會(huì)進(jìn)一步抑制聚合反應(yīng)的進(jìn)行，由此可以得出結(jié)論，反應(yīng)過(guò)程中可以考慮通過(guò)調(diào)整排氣孔尺寸、降低反應(yīng)體系溫度等措施減少原料的損失，獲得意向產(chǎn)物。

2 耐高溫尼龍的主要種類及發(fā)展

耐高溫尼龍具有優(yōu)異的耐磨性、耐溫性、耐油性和耐化學(xué)腐蝕性，吸水率和收縮率低，產(chǎn)品質(zhì)量好，可靠性高，沖擊韌性優(yōu)良，可以長(zhǎng)期在150℃條件下服役。

荷蘭帝斯曼公司于1990年在全球首次完成了高溫PA46的產(chǎn)業(yè)化，彌補(bǔ)了PA6，PA66、聚酯等工程塑料與液晶高分子(LCP)，聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSU)等特種工程塑料之間的差距。從此，高溫尼龍的科學(xué)研究序幕也拉開了?，F(xiàn)階段已進(jìn)行現(xiàn)代化改造的種類有PA46，PA4T，PA6T，PA9T，PA10T等[27]。

2.1 PA46

PA46是由丁二胺和己二酸縮聚而成的脂肪族PA。隨著分子結(jié)構(gòu)鏈中酰胺鍵的數(shù)量增多，且鏈段均勻，結(jié)晶速度快，結(jié)晶度達(dá)到70%，熔點(diǎn)295℃。未經(jīng)玻纖改性提高的PA46的熱變形溫度為160℃，經(jīng)過(guò)玻纖改性后高達(dá)290℃。PA46的改性產(chǎn)品長(zhǎng)期使用溫度超過(guò)160℃。

帝斯曼公司獨(dú)家擁有PA46產(chǎn)品專利權(quán)，公司針對(duì)PA46不斷開發(fā)新的改性產(chǎn)品，以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)規(guī)模。

2.2 PA4T

PA4T是由丁二胺和對(duì)苯二甲酸縮聚而成的半芳香族族PA。由于主要原料丁二胺被帝斯曼把控，因而PA4T也由帝斯曼最先開發(fā)。PA4T的鏈段中重復(fù)單元較短，其熔點(diǎn)高達(dá)430℃，遠(yuǎn)高于其自身分解溫度，因此在實(shí)際應(yīng)用中，必須通過(guò)與其它PA材料共聚改性降低其熔點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[28]。

Porfyris等[29]在保持體系反應(yīng)溫度、壓力和時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)不變的情況下，探究放大實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等發(fā)現(xiàn)封閉系統(tǒng)的密閉實(shí)驗(yàn)不適合放大。

Kim等[12]利用動(dòng)態(tài)掃描量熱(DSC)對(duì)不同分子量的PA4T/46進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)固相縮聚溫度對(duì)樣品的結(jié)晶度有影響，結(jié)晶度越高，樣品熔點(diǎn)越高。

尹紅等[30]通過(guò)低溫溶液法，以對(duì)苯二甲酰氯、己二酰氯和丁二胺為單體制備PA4T/46，研究其合成和熱降解機(jī)理。通過(guò)一系列測(cè)試、表征發(fā)現(xiàn)，PA4T/46具備良好的熱穩(wěn)定性，其熱降解反應(yīng)主要以酰胺鍵及其相鄰化學(xué)鍵的斷裂為主，并提出了惰性環(huán)境下PA4T/46的熱降解機(jī)理。

賈錦波[31]利用不同合成方法制備了不同序列結(jié)構(gòu)PA4T/46，但產(chǎn)品性能未進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

2.3 PA6T

PA6T是由對(duì)苯二甲酸和己二胺經(jīng)過(guò)縮聚而成的半芳香族PA，與PA4T類似，純PA6T樹脂的熔點(diǎn)超過(guò)370℃，高于其自身的分解溫度(350℃)，產(chǎn)品的加工和應(yīng)用過(guò)程中都存在問題[32]。因此，目前應(yīng)用和開發(fā)的都是PA6T的共聚物。其共聚物平均熔點(diǎn)在320℃，熱變形溫度也很高(約290℃)，具備耐焊接性優(yōu)異、低吸水率、流動(dòng)性和成型性好等特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中均有應(yīng)用。如日本三井開發(fā)的PA6T/66，熔點(diǎn)為310℃；德國(guó)巴斯夫開發(fā)的PA6T/6，熔點(diǎn)為295℃。

王建霞[33]研究聚合工藝、反應(yīng)溫度、壓力等條件對(duì)PA6T/11的影響，通過(guò)一系列表征探究得出成鹽溫度為50℃、最佳pH值為7.2，并對(duì)其合成條件進(jìn)行了優(yōu)化：預(yù)聚溫度、壓力、時(shí)間分別為280℃，2.4 MPa，2 h ；終聚溫度、壓力、時(shí)間分別為315～325℃，–0.09 MPa，1 h。

趙志[34]制備了PA6T/66/1010和PA6T/6I/1010。探究解決PA6T產(chǎn)品韌性不足的方案。研究發(fā)現(xiàn)，共聚物因?yàn)镻A1010鹽的加入，耐熱性能和剛性有了一定程度的降低，但韌性得到了大幅度的提高，PA66/6I/1010的最佳物質(zhì)的量之比為11∶5∶4。該研究為后續(xù)高韌性高溫尼龍的生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)、工藝配方等方面的參考。

周貴陽(yáng)等[35]探究二乙基次膦酸鋁(AlPi)、勃姆石(BM)復(fù)配使用對(duì)玻纖增強(qiáng)PA6T/66的阻燃協(xié)效作用，發(fā)現(xiàn)14%AlPi/1.5%BM復(fù)配的改性增強(qiáng)尼龍的阻燃性能明顯優(yōu)于16%的AlPi改性增強(qiáng)尼龍的阻燃性能。

2.4 PA9T

日本可樂麗首度開發(fā)成功PA9T并實(shí)現(xiàn)其商品化應(yīng)用，目的是為了解決PA6T加工成型性差的問題，PA9T是由壬二胺和對(duì)苯二甲酸聚合而得的半芳香族PA，其熔點(diǎn)為306℃，在高溫環(huán)境下具有良好的韌性，PA9T的吸水率約為0.17%，是PA46的1/10，是PA6T的1/3。PA9T因其自身的性能優(yōu)勢(shì)，自問世以來(lái)，展現(xiàn)了良好的市場(chǎng)潛力，主要應(yīng)用在電子電器、汽車工業(yè)等領(lǐng)域。由于壬二胺的生產(chǎn)技術(shù)一直被可樂麗所壟斷，因此PA9T的生產(chǎn)商只有可樂麗一家。

Yamamoto等[36]研究發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)控制柔性亞甲基段和剛性酰胺鏈段的平衡，進(jìn)一步控制PA9T晶體結(jié)構(gòu)和相行為，即可設(shè)計(jì)出相變溫度和熔點(diǎn)有系統(tǒng)變化的新型高溫尼龍。這種方法同樣有助于從微觀角度解釋類似于蠶絲纖維等天然有機(jī)物的性質(zhì)。

Tanaka等[37]研究了不同的成型條件對(duì)PA9T/碳纖維(CF)力學(xué)性能的影響。探究PA9T能否可以作為CF增強(qiáng)熱塑性塑料的高耐熱樹脂基體，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)：PA9T/CF 的拉伸強(qiáng)度隨成型時(shí)間的延長(zhǎng)而提高；PA9T/CF比PA6/CF具有更好的耐熱性。

為了研究玻纖(GF)的形狀和硅灰石的添加對(duì)PA9T的性能影響，陳列[38]制備了PA9T/GF復(fù)合材料。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，扁平GF在PA9T中分散取向狀態(tài)良好，制得的扁平GF增強(qiáng)PA9T復(fù)合材料的綜合性能明顯高于普通GF增強(qiáng)PA9T復(fù)合材料；而硅灰石的添加能夠進(jìn)一步改善增強(qiáng)PA9T復(fù)合材料的流動(dòng)性能、結(jié)晶性能和制品的翹曲形變量。

2.5 PA10T

PA10T是由對(duì)苯二甲酸和癸二胺經(jīng)縮聚而成，其耐熱性能優(yōu)異，其熔點(diǎn)在316℃，吸水率低，尺寸穩(wěn)定性好[39]，GF增強(qiáng)改性后耐無(wú)鉛焊錫溫度超過(guò)280℃，在LED領(lǐng)域有較多的應(yīng)用。PA10T的鏈段結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，材料剛性和耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)異，在水處理、熱傳輸?shù)阮I(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

與PA9T相比，PA10T在原料來(lái)源、加工性、可加工性、合成工藝等方面具備一定優(yōu)勢(shì)，對(duì)于其后續(xù)的應(yīng)用前景影響較大，市場(chǎng)看好。需要重點(diǎn)指出的是，金發(fā)科技股份有限公司是全球率先實(shí)現(xiàn)PA10T商業(yè)化的公司，對(duì)于我國(guó)耐高溫尼龍產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了一定的帶頭促進(jìn)作用[40–41]。

孫學(xué)科等[42]制備了PA10T/10F，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相對(duì)較優(yōu)的合成條件為預(yù)聚合溫度、固相增黏溫度、氮?dú)饬魉?、排水量分別為225，235℃，≥0.2 L/min和70 g。

在實(shí)際應(yīng)用中限制PA10T應(yīng)用的主要原因在于材料的熔點(diǎn)較高，脆性較大，流動(dòng)性稍差，因而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要對(duì)性能進(jìn)行改善。代驚奇等[43]研究了不同工藝條件對(duì)聚合反應(yīng)的影響，繪制了聚合反應(yīng)溫度-壓力相圖。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，PA10T溶液在230～250℃范圍內(nèi)處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，而長(zhǎng)時(shí)間留在反應(yīng)釜內(nèi)則會(huì)發(fā)生相分離，適當(dāng)提高反應(yīng)壓力則可以使體系處于均相狀態(tài)。王忠強(qiáng)等[44]通過(guò)在PA10T樹脂主鏈上引入11-氨基十一酸進(jìn)一步改善其加工性能。測(cè)試結(jié)果表明，引入第三單體后，可以有效提高其表觀黏度對(duì)剪切應(yīng)力、剪切速率和溫度的敏感性，增加分子鏈的柔順性，改善了PA10T的加工性能。

常歡等[45]在PA10T的合成基礎(chǔ)上，通過(guò)原位共聚的方式將具有較大空間位阻的功能性反應(yīng)型磷系阻燃劑[(6-氧代-6H-二苯并[C，E][1，2]氧磷雜己環(huán)-6-基)甲基]丁二酸(DDP)連接到PA10T的主鏈中，合成具有阻燃功能性的耐高溫尼龍PA10T10DDP，通過(guò)DSC等測(cè)試發(fā)現(xiàn)，加入第三單體可以適當(dāng)降低結(jié)晶能力，減緩結(jié)晶速率。

2.6 其它耐高溫尼龍

除了以上所列的耐高溫尼龍產(chǎn)品之外，目前已經(jīng)商品化的耐高溫尼龍產(chǎn)品還包括聚己二酰間苯二甲胺(MXD6)，PA12T等。因其鏈段中均含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品耐熱性能均得到不同程度的提高。杜邦公司[46]用對(duì)苯二甲酸二甲酯和十二胺合成的PA12T，熔點(diǎn)超過(guò)290℃，目前已經(jīng)得到了一定程度的商品化。鄭州大學(xué)以對(duì)苯二甲酸和長(zhǎng)碳鏈二元胺為原料，合成了包括PA11T，PA12T，PA13T等在內(nèi)的多種耐高溫尼龍，它們的熔點(diǎn)均超過(guò)280℃，吸水率較低，加工性能優(yōu)異[47–48]。日本三菱瓦斯化學(xué)以己二酸和間苯二甲胺為原料制備MXD6，主要應(yīng)用于高阻隔材料領(lǐng)域[49]。以上產(chǎn)品均具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，市場(chǎng)潛力巨大。

3 耐高溫尼龍的應(yīng)用

耐高溫尼龍因其自身的優(yōu)異性能，近年來(lái)，下游開發(fā)應(yīng)用越來(lái)越多，市場(chǎng)需求持續(xù)上升，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車制造、LED等領(lǐng)域。

3.1 電子電器領(lǐng)域

隨著電子元件向微型化、集成化、高效化發(fā)展，對(duì)于材料的耐熱等性能有了進(jìn)一步的要求。新的表面組裝技術(shù)(SMT)的運(yùn)用，對(duì)于材料的耐熱溫度要求由以前的183℃上升至215℃，同時(shí)要求材料的耐熱溫度達(dá)到270～280℃，傳統(tǒng)材料無(wú)法滿足要求[50–51]。由于耐高溫尼龍材料杰出的內(nèi)在特性，既具有超過(guò)265℃以上的熱變形溫度，又有較佳的韌性和極佳的流動(dòng)性，因而能夠滿足SMT工藝對(duì)元器件的耐高溫要求。耐高溫尼龍可應(yīng)用于以下領(lǐng)域和市場(chǎng)：3C產(chǎn)品中的接插件、USB插口、電源連接器、斷路器、電動(dòng)機(jī)部件等[52]。

3.2 汽車領(lǐng)域

隨著人們消費(fèi)水平的提高，汽車產(chǎn)業(yè)正朝著輕量化、節(jié)能化、環(huán)?；褪孢m化的趨勢(shì)發(fā)展。汽車減重可以節(jié)省能源，增加汽車?yán)m(xù)航，減少制動(dòng)器和輪胎磨損，延長(zhǎng)使用壽命，最重要的是可以有效降低汽車尾氣排放量。

在汽車工業(yè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的工程塑料和部分金屬正在被耐熱材料所逐步替代。如在發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域，相對(duì)于PA66材質(zhì)的鏈條張緊器，用耐高溫尼龍做的鏈條張緊器磨損率更低，性價(jià)比更高；耐高溫尼龍材質(zhì)的零部件在高溫腐蝕介質(zhì)中使用壽命更久；在汽車控制系統(tǒng)，因自身優(yōu)異的耐熱性能，在一系列的排氣控制元件中(如各種外殼、傳感器、連接器和開關(guān)等)，耐高溫尼龍有較多的應(yīng)用；耐高溫尼龍還可應(yīng)用在可回收式的油過(guò)濾器外殼，以承受來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、路面的沖擊顛簸和惡劣氣候的侵蝕；在汽車發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，耐高溫聚酰胺可以應(yīng)用于發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)和微電機(jī)等。

3.3 LED領(lǐng)域

LED是一個(gè)新興的、處于快速發(fā)展階段的行業(yè)。因其節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、抗震等優(yōu)勢(shì)獲得了市場(chǎng)的廣泛關(guān)注和一致好評(píng)，過(guò)去十年，我國(guó)LED 照明產(chǎn)業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)30%[53]。

LED產(chǎn)品在封裝制造的過(guò)程中會(huì)發(fā)生局部高熱，對(duì)于塑料的耐溫性提出了一定的挑戰(zhàn)。目前較低功率LED反射支架已經(jīng)全面使用耐高溫尼龍材料。PA10T材料目前已經(jīng)和PA9T材料成為業(yè)內(nèi)量大的支柱材料。

3.4 其它領(lǐng)域

耐高溫尼龍材料具有耐熱性高、吸水率低、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，能夠保證材料即使在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)期使用也具有高強(qiáng)度和高剛性，是一種取代金屬的理想材料。目前，在平板電腦、手機(jī)、遙控器等產(chǎn)品上已經(jīng)凸顯用高玻纖含量增強(qiáng)的耐高溫尼龍材料取代金屬做結(jié)構(gòu)框架的發(fā)展趨勢(shì)，如Dupont Zytel HTN53，EMS Grivary GV 和Solvay IXEF 高玻纖含量增強(qiáng)系列材料已經(jīng)在這個(gè)行業(yè)得到了應(yīng)用。PA10T 材料具有低吸水率和優(yōu)異的抗水解性能，比其它耐高溫尼龍材料更加適合取代金屬用于水表和水泵部件，如EMS公司Grivory CV系列材料在這個(gè)行業(yè)已得到大批量應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)耐高溫尼龍產(chǎn)業(yè)還有很多需要完善和解決的問題，與國(guó)外巨頭相比，仍然存在一定差距，主要表現(xiàn)在我國(guó)相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢，工業(yè)化品種較少且性能穩(wěn)定性較差，裝置規(guī)模小、工藝及設(shè)備相對(duì)落后且生產(chǎn)成本高等。建議在以下方面發(fā)展和提高。

(1)提升知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)。

國(guó)內(nèi)特種PA領(lǐng)域的絕大部分專利申請(qǐng)都在2000年以后，而此時(shí)，國(guó)外相關(guān)生產(chǎn)廠商已經(jīng)在此領(lǐng)域深耕多年，申請(qǐng)了大量專利。國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)對(duì)所在領(lǐng)域的專利情況進(jìn)行充分調(diào)研，選擇合適的技術(shù)路線，進(jìn)行針對(duì)性的研發(fā)以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。當(dāng)申請(qǐng)了一系列具有實(shí)際意義的針對(duì)性專利并得到授權(quán)后，在此領(lǐng)域才會(huì)獲得一定話語(yǔ)權(quán)。

(2)加大樹脂合成和改性相結(jié)合的技術(shù)研發(fā)。

國(guó)內(nèi)塑料行業(yè)一直以來(lái)都存在的一個(gè)問題，即樹脂合成與樹脂改性往往是割裂的。樹脂合成同樹脂改性分別在不同公司完成，例如耐高溫尼龍的大部分應(yīng)用領(lǐng)域必須將樹脂改性后投入使用。國(guó)內(nèi)很多特種PA工程塑料合成企業(yè)并不介入樹脂改性和銷售，而大部分做樹脂改性和銷售的企業(yè)更不會(huì)深入上游的樹脂合成。用戶往往使用的是改性樹脂，如果合成企業(yè)能夠根據(jù)用戶對(duì)改性樹脂的要求來(lái)設(shè)計(jì)合成樹脂，那么其工作效率將會(huì)顯著提高。如果改性企業(yè)能夠充分掌握樹脂原料的特性，就能做出針對(duì)性的改性開發(fā)。金發(fā)科技股份有限公司在耐高溫尼龍材料領(lǐng)域基本采用該思路，專門從事特種工程塑料的聚合、改性和銷售工作，打通了樹脂合成以及樹脂改性之間的隔閡。

(3)在高分子樹脂開發(fā)過(guò)程中重視生產(chǎn)設(shè)備以及工藝技術(shù)研究。

目前的耐高溫尼龍材料領(lǐng)域，研發(fā)人員大部分是理科背景，材料專業(yè)出身，工程化及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)欠缺。這樣使得實(shí)驗(yàn)室做出的產(chǎn)品難以批量工業(yè)化生產(chǎn)。究其原因就在于沒有認(rèn)識(shí)到生產(chǎn)設(shè)備以及工藝技術(shù)的重要性，研究人員缺乏相關(guān)設(shè)備的使用經(jīng)驗(yàn)。生產(chǎn)設(shè)備以及工藝技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室成果放大到生產(chǎn)過(guò)程中至關(guān)重要，其可以提供后續(xù)工程化的配方和工藝數(shù)據(jù)。在產(chǎn)業(yè)化完成后，材料研究又能發(fā)揮作用，解決相關(guān)的品質(zhì)問題等。針對(duì)該問題，從頂層設(shè)計(jì)考慮，可以在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)指定具有豐富生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)背景人員作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。這樣，整個(gè)項(xiàng)目就會(huì)很自然地按照工程技術(shù)的思路發(fā)展進(jìn)行，確保產(chǎn)業(yè)化順利完成。如果以材料專業(yè)人員為工程化項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，則需要工程技術(shù)人員在項(xiàng)目可行性研究時(shí)就加入團(tuán)隊(duì)，從頭到尾緊密跟蹤。