Автомобильная промышленность исследует улучшения технических характеристик термопластов

Ряд компаний представили на выставке новинки. Например, компания JM Polymers добавила еще три марки к своей линии FiberX2 переработанного, литьевого формования короткого полиамида 6/6, армированного углеродным волокном. Источник | Кэти Оконски / SPE

Общество инженеров по пластмассам (SPE, Бетел, Коннектикут, США) собралось 7 мая в Трое, штат Мичиган, США, чтобы провести 14-ю Конференцию по автомобильной инженерии по пластмассам (AutoEPCON). Однодневное мероприятие устраняет разрыв в производительности между Конференцией SPE по автомобильным инженерным полиолефинам в Детройте (Auto TPO) и Конференцией и выставкой автомобильных композитов (ACCE).

Техническая программа AutoEPCON на 2019 год включала четыре основных доклада и 27 технических докладов в трех параллельных сессиях. Во время утренних и дневных перерывов 325 посетителей посетили 21 выставку и пообщались, а затем посетили вечерний прием.

Интересно, что постоянными темами конференции в этом году были полиамидные (PA) смолы и термопласты, армированные углеродным волокном (CFRTP).

Недостаток PA 6/6

Основное внимание уделялось полиамидам, отчасти из-за глобальной нехватки PA 6/6, который, наряду с PA 6, широко используется в автомобильной промышленности - как в чистом, так и в усиленном виде, для внутренних, наружных работ, под капотом и для силовых агрегатов. Пока не устранены узкие места в поставках, производители оригинального оборудования и поставщики изо всех сил пытаются найти другие варианты, такие как альтернативные полимеры или переработанный PA 6/6, который не снижает производительности. Поэтому неудивительно, что многие экспоненты рекламируют альтернативы PA 6/6 на своих дисплеях, а также множество выступающих, описывающих новые и переработанные варианты. Фактически, в своем выступлении на тему «Нейлон и поликарбонат:как мы пришли сюда и что нас ждет впереди» Брендан Дули, глобальный директор по разработке полимеров, IHS Markit (Хьюстон, Техас, США), обсудил каскад неудачных событий, которые привели к этому. ситуация.

«В этом сегменте было много проблем», - пояснил Дули. «Во-первых, катастрофический пожар 2015 года на новом заводе по производству адипонитрила в Китае уничтожил 18% мировых поставок мономера, необходимого для производства PA 6/6. Этот завод не ремонтировался. Кроме того, на поставку повлияли перебои, вызванные чрезмерно жаркой погодой, чрезмерно холодной погодой, ураганами, сбоями электроснабжения, пожарами и действиями рабочих. А в конце этого года завод по производству адипонитрила во Франции будет остановлен на техническое обслуживание и модернизацию. Хотя в конечном итоге расширение приведет к увеличению мировых производственных мощностей по производству адипонитрила, в краткосрочной перспективе поставки еще более сократятся ». Дули прогнозирует сокращение поставок PA 6/6 в 2020 году и говорит, что они должны вернуться к паритету цен с PA 6 к 2022 году.

Модернизация углеродного волокна

Углеродное волокно было еще одной важной темой, но по другим причинам. В прошлом году только пара спикеров упомянули - и только несколько экспонентов - выделили CFRTP. В этом году, однако, они обсуждались как минимум на шести различных сессиях, а также в программном докладе «Инженерные пластмассы и аддитивное производство» Кевина Куинна, директора по аддитивному дизайну и производству General Motors Co. (Детройт, штат Мичиган, США). . Кроме того, на выставке несколько компаний представили новые армированные углеродным волокном материалы PA (CF / PA).

Компания Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc. представила свой новый состав 40 мас.% CF / PPA под названием KyronMax ES 4240 (золотая полоса на графике выше) на 14-й конференции SPE AutoEPCON. Источник | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

Среди них была компания JM Polymers (Чикаго, Иллинойс, США), которая в прошлом году запустила свою линию FiberX2 из переработанных материалов для литья под давлением коротких CF / PA 6/6. Волокно регенерируется из аэрокосмического препрега, а смола - из спортивных товаров. Первоначальное предложение было связано с двумя сортами, усиленными до 20 и 40 мас.%, Но в этом году компания вернулась с тремя новыми сортами. Два содержали 10 и 30 мас.% Волокна, а третий - гибрид переработанного угля и первичного стекловолокна.

Здесь показаны значения модуля упругости при изгибе до и после восьминедельного испытания водонасыщенности с использованием стандартного PA 6/6 с коротким CF (левая пара стержней) и длинным CF (средняя пара) по сравнению с новым KyronMax 2330 от Mitsubishi (правая пара). Источник | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

Также новые марки CF / PA представило новое производственное подразделение Mitsubishi Chemical Holdings Group (MCHC) под названием Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc. (MCAM). Этот бизнес объединяет две предыдущие компании, приобретенные MCHC:Quadrant AG (Ленцбург, Швейцария), которая производит термопластичные композиты и термопласты на основе стекловолокна, и Piper Plastics Inc. (Чандлер, Аризона, США) - литьевого формовщика, превращающего компаундер, который производит литье под давлением, короткие углеродные (6 миллиметров / 24 К жгута) термопласты под названием KyronMax. Доступные матрицы варьируются от PA 6/6 и полифталамида (PPA) до высокотемпературного полиэфиримида (PEI), полифениленсульфида (PPS), полиэфирэфиркетона (PEEK) и полиарилэфиркетона (PAEK). Сообщается, что сочетание уникальной химии калибровки, модификаций пресса и превосходной обработки помогло этим компаундам заменить не только термопласты из короткого и короткого стекла / минеральных материалов и длинноволокнистые термопласты (LFT), но и металлы.

Здесь показаны значения прочности на разрыв до и после восьминедельного испытания водонасыщенности с использованием стандартного PA 6/6 с коротким CF (левая пара стержней) и длинным CF (средняя пара) по сравнению с новым KyronMax 2330 от Mitsubishi (правая пара). Источник | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

«Благодаря лучшему потоку и взаимодействию волокон детали, отформованные с помощью KyronMax, не только имеют более низкие внутренние напряжения и меньшую ориентацию волокон, но также имеют меньшее погружение и коробление, более прочные линии сварки и более точные размеры в толстых или тонких сечениях», - объясняет Алекс. Войтысяк, менеджер по работе с ключевыми клиентами MCAM по термопластичным углеродным композитам. «В совокупности эти технологии помогли нам представить первый в мире короткоуглеродистый конструкционный компаунд, пригодный для литья под давлением, который преодолевает предел прочности на разрыв в 414 МПа [414 МПа]». Представленный на AutoEPCON новый сорт под названием KyronMax ES 4240 содержит 40 мас.% Короткоуглеродистого PPA.

MCAM также представила свою серию 2300 S, которая предлагает механические характеристики CF / PA 6/6 с более низким влагопоглощением и улучшенной химической стойкостью. Матрица описывается как полиамид, но не является ни PA 6/6, ни PPA.

Третий продукт, дебютировавший на выставке, - MCAM, специально разработанный для применения под капотом автомобилей, представляет собой высокотемпературный сплав CF / PPA с такими же высокими значениями температуры стеклования и температуры непрерывного использования, как и для PEEK.

Войтысяк говорит, что Piper не хватало ресурсов для самостоятельной ориентации на автомобильную промышленность, но теперь, когда команда является частью Mitsubishi, она специально формулирует оценки и направляет людей для работы в этом сегменте.

AutoEPCON вернется в 2020 году 20 апреля в отеле Detroit Marriott Troy в Трое, штат Мичиган, США.