2020年8月4日星期二

LCP特性 應用


  ⒈特性
  a、LCP具有自增強性:物流箱具有異常規整的纖維狀結構特點,因而不增強的液晶塑膠即可達到甚至超過普通工程塑膠用百分之幾十玻璃纖維增強後的機械強度及其模量的水平。如果用玻璃纖維、碳纖維等增強,更遠遠超過其他工程塑膠。
  b、液晶聚合物還具有優良的熱穩定性、耐熱性及耐化學藥品性,對大多數塑膠存在的蠕變特點,液晶材料可以忽略不計,而且耐磨、減磨性均優異。
  c、LCP的耐氣候性、耐輻射性良好,具有優異的阻燃性,能熄滅火焰而不再繼續進行燃燒。其燃燒等級達到UL94V-0級水平。
  d、LCP具有優良的電絕緣性能。其介電強度比一般工程塑膠高,耐電弧性良PP桶好。在連續使用溫度200-300℃,其電性能不受影響。間斷使用溫度可達316℃左右。
  e、LCP具有突出的耐腐蝕性能,LCP制品在濃度為90%酸及濃度為50%堿存在下不會受到侵蝕,對於工業溶劑、燃料油、洗滌劑及熱水,接觸後不會被溶解,也不會引起應力開裂。
  ⒉應用
  a、電子電氣是LCP的主要市場:電子電氣的表面裝配焊接技術對材料的尺寸穩定性和耐熱性有很高的要求(能經受表面裝配技術中使用的氣相焊接和紅外焊接);
  b、LCP:印刷電路板、人造衛星電子部件、噴氣發動機零件、汽車機械零件、醫療方面;
  c、LCP加入高填充劑或合金(PSF/PBT/PA):
  作為集成電路封裝材料、
  代替環氧樹脂作線圈骨架的封裝材料;
  作光纖電纜接頭護套和高強度元件;
  代替陶瓷作化工用分離塔中的填充材料。
  代替玻璃纖維增強的聚砜等塑膠(宇航器外部的面板、汽車外裝的制動系統)。
  LCP已經用於微波爐容器,可以耐高低溫。LCP還可以做印刷電路板、人造衛星電子部件、噴氣發動機零件:用於電子電氣和汽車機械零件或部件;還可以用於醫療方面。

  LCP可以加入高填充劑作為集成電路封裝材料,以代替環氧樹脂作線圈骨架的封裝材料;作光纖電纜接頭護頭套和高強度元件;代替陶瓷作化工用分折疊籃離塔中的填充材料等。 LCP還可以與聚砜、PBT、聚酰胺等塑膠共混制成合金,制件成型後機械強度高。

聚甲醛樹脂-POM特性介紹


  POM(聚甲醛樹脂)定義:聚甲醛是一種沒有側鏈、高密度塑膠箱、高結晶性的線型聚合物。按其分子鏈中化學結構的不同,可分為均聚甲醛和共聚甲醛兩種。兩者的重要區別是:均聚甲醛密度、結晶度、熔點都高,但熱穩定性差,加工溫度範圍窄(約10℃),對酸堿穩定性略低;而共聚甲醛密度、結晶度、熔點、強度都較低,但熱穩定性好,不易分解,加工溫度範圍寬(約50℃),對酸堿穩定性較好。是具有優異的綜合性能的工程塑膠。有良好的物理、機械和化學性能,尤其是有優異的耐摩擦性能。俗稱賽鋼或奪鋼,為第三大通用塑膠。 適於制作減磨耐磨零件,傳動零件,以及化工,儀表等零件。
  合成樹脂中的一種,又名聚甲醛樹脂、POM塑膠、賽鋼料等;是一種白色或黑色塑膠顆粒,具有高硬度、高鋼性、高耐磨的特性。主要用於齒輪,軸承,汽車零部件、機床、儀表內件等起骨架作用的產品。
  (1)POM加工前可不用干燥,最好在加工過程中進行預熱(80℃左右),對產品尺寸的穩定性有好處。
  (2) POM的加工溫度很窄(0~215℃),在炮筒內停留時間稍長或溫度超過220℃時就會分解,產生刺激性強的甲醛氣體。
  (3) POM料注塑時保壓塑膠壓力要較大(與注射壓力相近),以減少壓力降。螺杆轉速不能過高,殘量要少;
  (4) POM產品收縮率較大,易產生縮水或變形。POM比熱大,模溫高(80~100℃),產品脫模時很燙,需防止燙傷手指。
  (5) POM宜在“中壓、中速、低料溫、較高模溫”的條件下成型加工,精密制品成型時需用控制模溫
  (6)具高機械強度和剛性
  (7)最高的疲勞強度
  (8)環境抵抗性、耐有機溶劑性佳
  (9)耐反覆衝擊性強,良好的電氣性質,復原性良好,具自已潤滑性、耐磨性良好,尺寸安定性優。
  POM強度、剛度高,彈性好,減磨耐磨性好。其力學性能優異,比強度可達50。5MPa,比剛度可達2650MPa,與金屬十分接近。POM的力學性能隨溫度變化小,共聚POM比均聚POM的變化稍大一點。POM的衝擊強度較高,但常規衝擊不及ABS和PC;POM對缺口敏感,有缺口可使衝擊強度下降90%之多。POM的疲勞強度十分突出,10交變載荷作用後,疲勞強度可達35MPa,而PA和PC僅為28MPa。POM的蠕變性與PA相似,在20℃、21MPa、3000h時僅為塑膠箱2。3%,而且受溫度的影響很小。POM的摩擦因數小,耐磨性好(POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC),極限PV值很大,自潤滑性好。POM制品對磨時,高載荷作用時易產生類似尖叫的噪聲。
  電學性能
  POM的電絕緣性較好,幾乎不受溫度和濕度的影響;介電常數和介電損耗在很寬的溫度、濕度和頻率範圍內變化很小塑膠籃;耐電弧性極好,並可在高溫下保持。POM的介電強度與厚度有關,厚度0。127mm時為82。7kV/mm,厚度為1。88mm時為23。6kV/mm。
  環境性能
  POM不耐強堿和氧化劑,對烯酸及弱酸有一定的穩定性。POM的耐溶劑性良好,可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱堿等,並可在高溫下保持相當的化學穩定性。吸水性小,尺寸穩定性好。
  POM的耐候性不好,長期在紫外線作用下,力學性能下降,表面發生粉化和龜裂。
  成形性

  結晶料,熔融範圍窄,熔融和凝固快,料溫稍低於熔融溫度即發生結晶。流動性中等。吸濕小,可不經干燥處理。

工程塑膠在汽車工業的使用狀況(2)


  四、聚碳酸酯
  改性PC由於具有高機械性能塑膠籃和良好的外觀,在汽車上主要用於外裝件和內裝件,用途最為廣泛的是PC/ABS合金和PC/PBT合金。
  (1)汽車內裝件PC/ABS合金是最適合用於汽車內裝件的材料。這是因為PC/ABS合金具有優異的耐熱性、耐衝擊性和剛性,良好的加工流動性。也是制造汽車儀表板的理想材料。PC/ABS合金的熱變形溫度為110℃~135℃,完全可以滿足熱帶國家炎熱的夏天中午汽車在室外停放的受熱要求。PC/ABS合金有良好的塗飾性和對覆蓋膜的黏附性,因此用PC/ABS合金制成的儀表板無需進行表面預處理,可以直接噴塗軟質面漆或覆塗PVC膜。PC/ABS合金還用來制造汽車儀表板周圍部件、防凍板、車門把手、陰流板塑膠、托架、轉向柱護套、裝飾板、空調系統配件等汽車零部件。
  (2)汽車外裝件PC/PBT合金和PC/PET合金既具有PC的高耐熱性和高衝擊性,又具有PBT和PET的耐化學藥品性、耐磨性和成型加工性,因此是制造汽車外裝件的理想材料。PC/PBT汽車保險杠可耐-30℃以下的低溫衝擊,保險杠斷裂時為韌性斷裂而無碎片產生。彈性體增韌PC/PBT合金和PC/PET合金更塑膠箱適合制作汽車車身板、汽車側面護板、擋泥板、汽車門框等。高耐熱型PC/塑膠箱PBT合金和PC/PET合金的注射成型外裝件可以不用塗漆。PC/PET合金可制作汽車排氣口和牌照套。PC/ABS合金也可以制作汽車外裝件,如汽車車輪罩、反光鏡外殼、尾燈罩等。PC/ABS具有良好的成型性,可加工汽車大型部件,如汽車擋泥板。
  五、聚苯醚
  改性PPO在汽車上主要用作對耐熱性、阻燃性、電性能、衝擊性能、尺寸穩定性、機械強度要求較高的零部件。如PPO/PS合金適用於潮濕、有負荷和對電絕緣要求高、尺寸穩定性好的場合,適合制造汽車輪罩、前燈玻璃嵌槽、尾燈殼等零部件,也適合制造連接盒、保險絲盒、斷路開關外殼等汽車電氣元件。
  PPO/PA合金由於具有優異的力學性能、尺寸穩定性、耐油性、電絕緣性、抗衝擊性。可用於制作汽車外部件,如大型擋板、緩衝墊、後阻流板等。對玻璃化轉變溫度要求較高的發動機罩時PPO/PA合金今後的應用方向。

  PPO/PBT合金的熱變形溫度高,對水分敏感度小,是制造汽車外板的理想材料。

工程塑膠在汽車工業的使用狀況(1)


  一、尼龍
  尼龍主要用於汽塑膠箱車發動機及發動機周邊部件,主要品種是GF-PA6塑膠、GF-PA66、增強阻燃PA6等產品。
  (1)在汽車發動機周邊部件上的應用
  由於發動機周邊部件主要是發熱和振動部件,其部件所用材料大多數是玻纖增強尼龍。這是因為尼龍具有較好的綜合性能,用玻纖改性後的尼龍,主要性能得到很大的提高,如強度、制品精度、尺寸穩定性等均有很大的提高。另外,尼龍的品種多,較易回收循環利用,價格相對便宜等,這些因素促成尼龍成為發動機周邊部件的理想選擇材料。進氣歧管是改性尼龍在汽車中最為典型的應用,1990年德國汽車,首先將以玻纖增強尼龍為原料制造的進氣歧管應用在六汽缸發動機上;以後美國福特與杜邦合作,共同用玻纖增強PA66制造的進氣歧管應用在V6發動機上,以後世界各大汽車紛紛跟進,改性尼龍進氣歧管得到廣泛的應用。
  (2)在汽車發動機部件上的應用。
  發動機蓋,發動機裝飾蓋,汽缸頭蓋等部件一般都用改性尼龍作為首選材料,與金屬材質相比,以汽缸頭蓋為例塑膠籃質量減輕50%,成本降低30%。除了發動機部件外,汽車的其他受力部件也可使用增強尼龍,如機油濾清器,刮雨器,散熱器格柵等。
  二、聚酯
  在汽車制造領域,PBT廣泛地用於生產保險杠、化油器組件、擋泥板、擾流板、火花塞端子板、供油系統零件、儀表盤、汽車點火器、加速器及離合器踏板等部件。PBT與增強PA、PC、POM在汽車制造業中的競爭十分激烈,PA易吸水,PC的耐熱性耐藥性不及PBT;在汽車用途接管方面,由於PBT的抗吸水性優於PA,將會逐漸取代PA,。在相對濕度較高、十分潮濕的情況下,由於潮濕易引起塑性降低,電器節點處容易引起腐蝕,常可使用改性PBT。在80℃、90%相對濕度下,PBT仍能正常使用,並且效果很好。
  而PBT/PC合金在高級轎車中應用最為廣泛:它的耐熱塑膠箱性好,耐應力開裂,具有優良的耐磨,耐化學腐蝕性,低溫衝擊強度高,易加工和塗飾性好,主要應用於高檔轎車保險杠,車底板,面板和摩托車護板等。
  三、聚甲醛
  汽車行業飾POM最大的潛在市場。POM質輕,加工成型簡便,生產成本低廉,材料性能與金屬相近。改性POM的耐磨系數很低,剛性很強;非常適合制造汽車用的汽車泵、汽化器部件、輸油管、動力閥、萬上節軸承、馬達齒輪、曲柄、把手、儀表板、汽車窗升降機裝置、電開關、安全帶扣等。制造軸套、齒輪、滑塊等耐磨零件是改性POM的強項,這些部件對金屬磨耗小,減少了潤滑油用量,增強了部件的使用壽命;因此可以廣泛替代銅、鋅等金屬生產軸承、齒輪、拉杆等。POM生產的汽車部件質輕,噪聲低,成型裝配簡便,因此在汽車制造業獲得越來越廣泛的應用。

  

工程塑膠-ABS結構


  ABS樹脂是丙烯腈(Acryloni塑膠trile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫為(C8H8•C4H6•C3H3N)x,但實際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物,其中,丙烯腈占15%~35%,丁二烯占5%~30%,苯乙烯占40%~60%,最常見的比例是A:B:S=20:3塑膠箱0:50,此時ABS樹脂熔點為175℃。
  隨著三種成分比例的調整,樹脂的物理性能會有一定的變化:
  •1,3-丁二烯為ABS樹脂提供低溫延展性和抗衝擊性,但是過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性;
  •丙烯腈為ABS樹塑膠籃脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質;
  •苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度。
  ABS性質
  ABS樹脂是微黃色固體,有一定的韌性,密度約為1。04~1。06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強,也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。
  ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環境下表現正常,而且有很好的成型性,加工出的產品表面光潔,易於染色和電鍍。因此它可以被用於家電外殼、玩塑膠箱具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS制品。
  ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,產生新性能和新的應用領域,如:將ABS樹脂和PMMA混合,可制造出透明ABS樹脂。

  

2020年3月3日星期二

淨化車間空調系統耗能-幾點節能措施

  了解了淨化車間空調系統耗能的主要部分,則可以從這些原因出發,根據不同級別的淨化車間,不同的生產環境和生產工藝要求,無塵室工作桌制定與之相適應的節能措施。以下提出幾點節能措施進行分析。
  一:滿足生產工藝需求條件下,選擇較低的潔淨級別和換氣次數。
  這個需要客戶和設計施工方溝通確認,選擇符合自己產品生產的環境要求即可。並不是意味著淨化級別越高就越好,因為與之對應的則是高投資和高耗能運行。另外,同級別的淨化車間,一些供應商因缺乏經驗,生搬硬套設計規范的換氣次數,往往取得較高的換氣次數,比如,規范上靜態潔淨萬級車間換氣次數為15-25次/h,這個范圍只是作為我們設計的一個參考值,如果不將客戶的產品生產工藝和流程、環境因素等綜合考慮在內,盲目地選取較高的換氣次數,雖然達到了淨化要求,但是卻增加了投資和運行功率。因此,我們為客戶提供的服務是滿足工藝生產需求,選擇最適合的潔淨級別和換氣次數,提供最節能的淨化系統方案。
  二:淨化風量和滿足空調冷熱負荷的風量分開。
  對於淨化級別較高的車間,如淨化千級、百級和更高淨化級別的車間;或者車間面積較大、層高較高的車間,這些車間需要的淨化風量遠遠高於滿足溫濕度要求所需的空調送風量。如果選擇淨化風量同時作為空調風量,即淨化風量和空調風量不分開的情況,則所有的回風都要經過組合風櫃集中處理,大風量經過空氣處理設備時,阻力會很大,風機耗能增大。同時,為了除濕,所有回風都要處理到露點狀態,之後為了不使室內溫度過低,還需要對送風進行再熱。冷熱抵消,造成不必要的浪費。無塵室工作站而如果把空調和淨化兩部分風量分開處理,淨化風量就只進行過濾處理,可大大縮短淨化風量輸送管道長度;而對於空調風量,由於風量變小,可以節省空氣冷熱處理,並且同時可以減小輸送斷面和輸送耗能。
  三:減少新風量的損耗。
  在淨化車間空調系統中,新風負荷占較大比重,因此,減少新風量,對降低潔淨空調系統能耗有著重要意義。淨化車間的新風量主要由排風量和維持室內正壓所需的新風決定。要減少系統的新風量,首先要減少系統的排風量。在 IC 工廠中,由於半導體生產中大量使用酸、堿及有機溶劑,會產生各種有毒有害氣體。無塵室工作桌因此安裝排氣罩或者直接設備排風,進行局部排風的方式,用最少的風量,控制有害氣體的擴散,並將其排至室外。從而減少補充的新風量。第二點,減少車間風量的泄露。維持正壓風量與潔淨室的控制壓差和潔淨室的密封性有關。壓差主要由潔淨室的性質和規范決定,因此,要減少維持正壓風量,主要應提高系統的密封性。對此,應在設計到施工過程,對潔淨車間密封性嚴格把控,比如減少門窗的數量、門窗應具有良好的密封性能(增加門下密封條等措施),進出潔淨間的門應及時關上等;施工過程彩鋼板板縫結合度和打膠密封工藝質量把控、穿彩板的空洞密封等措施。
  四:空調系統設備的合理選型。
  淨化車間的單位冷負荷比普通舒適性空調高出幾倍到十倍不等。除了處理比較大的淨化風量因素外,另外一個主要因素是,車間設備散熱量大,包括生產設備散熱、組合風櫃風機、FFU等空調設備散熱和照明散熱等因素。無塵室工作站因此需要投入較大的制冷量。對此,應仔細計算車間所需的冷負荷,通過和客戶詳細溝通,得到具體的設備功率和數量,計算准確的冷負荷。避免不切實際,盲目放大車間的空調制冷量,而增加前期空調設備的投入和後期餘量的浪費,增加空調能耗運行費用。同樣,關於空調系統水泵、風機的揚程和風壓的規格計算,首先要合理設計和布置水系統和風管系統,盡量減少管道阻力,第二,需要對水系統和風系統進行精確的水力計算,得出准確的水泵揚程和風機壓頭,避免揚程和壓頭過大,增加運行費用。

  綜上所述,造成淨化車間能耗損失的因素涉及方方面面。我們不僅需要從源頭上出發,為客戶企業提供最准確合適的淨化系統方案,也要在施工過程中,提高施工質量,優化施工過程和因地適宜靈活采用節能施工方案;並且後期為了企業提供專業的淨化系統運行維護培訓,企業進行正確的維護和使用方法,有利於節省車間能耗損失,降低生產成本。隨著我國科技產業的快速發展,出現了越來越多淨化車間,淨化車間空調系統的節能已經成為各生產商降低生產成本,增大競爭優勢,擊敗對手的重要手段。因此,潔淨空調系統的節能成為我們研究的熱點和企業關注的焦點問題。

淨化車間空調系統的特點


  暖通空調系統能耗占建築能耗約60%,所以暖通空調的節能在建築節能方面尤為重要。而淨化車間的淨化空調系統比普通空調系統更加複雜,投資更大,主要體現在潔淨空調送風量大、風機壓損大、冷熱負荷大、恒溫恒濕要求等因素。無塵室工作桌使得淨化空調系統比普通空調系統的運行能耗高出十餘倍左右,增加工廠企業生產產品的成本費用。因此,在滿足企業高精產品生產需求和符合行業生產質量管理規范的情況下,采用淨化空調系統節能方案措施,將大大降低企業的運行成本。
  首先我們了解一下淨化車間空調系統的特點(也是潔淨空調能耗的主要部分)。
  一:風量大,風機壓頭高。淨化車間通過循環過濾足夠的風量來達到潔淨度的標准。風量一般按照室內換氣次數來計算,通常是房間體積的10倍,甚至幾十倍,尤其是百級、十級等單向流潔淨室,換氣次數達到房間體積的幾百倍。淨化風量通過初、中、高三級過濾器過濾和通過較長的風管輸送管道送到車間,克服這些阻力和其他系統內的設備和配件的相關阻力,壓力損失大概1000Pa左右。那麼空氣處理機組要提供這麼大的壓頭,則需要相匹配的功率提供動力。
  二:溫濕度控制要求高。無塵室工作站淨化車間的恒溫恒濕要求是為了滿足工藝生產的需求,如在某些電子產品的制造中,對溫濕度的控制要求非常嚴格,在醫用和實驗動物等方面,對溫濕度的控制精度也有明確的要求。為了實現恒溫恒濕,那麼要求空氣處理機組中至少要具備制冷、制熱、加濕、除濕等功能段,而且需要精密控制的方式;並且水流量采用比例積分控制,加濕量也要采用比例積分或者是PID調節的方式,以便實現更高的控制精度。

  三:空調冷熱負荷大。因為一般淨化車間的生產設備多,設備功率大,散熱量大;第二補償室內排風和保持正壓值所需要的新風較大;第三維護結構散熱和生產人員散熱等負荷;所以淨化車間空調系統的冷熱負荷比普通空調大得多,增加制冷設備的規模和運行能耗。