尼龙改性料在海洋工程的应用及注意事项

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。