帝斯曼推出更耐老化PPS材料應(yīng)用于電動汽車熱管理系統(tǒng)

　　專注于營養(yǎng)、健康和綠色生活的全球科學(xué)公司荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)，向汽車行業(yè)正式推出商用化工程塑料產(chǎn)品Xytron?   (PPS) G4080HR，攜更出色的長期性能，滿足最極限工況的耐老化測試，為汽車企業(yè)帶來更合理的汽車熱管理系統(tǒng)（TMS）材料選擇，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行工況、延長部件壽命、降低能源消耗、縮短設(shè)計(jì)換代周期、提高部件通用性以及降低成本等綜合目標(biāo)。

　　伴隨汽車電動化的日新月異，整車企業(yè)和汽車熱管理系統(tǒng)組件商都面臨著復(fù)雜的市場競爭和越發(fā)苛刻的技術(shù)要求，汽車熱管理系統(tǒng)的材料選型也隨之迎來變革。汽車電動化正在混動汽車和純電汽車兩條技術(shù)路線上飛速發(fā)展，它們分別從耐受溫度和耐受時間兩個維度給汽車熱管理系統(tǒng)工程塑料提出諸多挑戰(zhàn)。

     Xytron? G4080HR產(chǎn)品的推出，對汽車熱管理系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)靈活性、薄壁化、輕量化等提供了便利，同時由于其更加出色的耐老化穩(wěn)定性和熔接線強(qiáng)度保持率，使得最終部件的長期性能可預(yù)測性更容易，給汽車熱管理系統(tǒng)組件通過降低壁厚以節(jié)省成本帶來可能。

     Xytron? G4080HR產(chǎn)品的超耐水解性能，為應(yīng)對汽車熱管理系統(tǒng)變革的材料挑戰(zhàn)，提供了長期性能保障。135℃水乙二醇中長達(dá)3,000小時的老化實(shí)驗(yàn)證明，相對競品同類產(chǎn)品，G4080HR的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均表現(xiàn)出極佳性能，其拉伸強(qiáng)度僅下降21%，競品下降達(dá)61%，老化后的強(qiáng)度性能比競品高114%；G4080HR的斷裂伸長率下降僅29%，競品下降達(dá)49%，老化后的實(shí)際斷裂伸長率超過競品63%。

　　汽車熱管理系統(tǒng)變革部件在注塑加工成型中不可避免產(chǎn)生熔接痕，這是整體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。借助帝斯曼的結(jié)合面技術(shù)，G4080HR熔接痕部位的拉伸強(qiáng)度和斷裂延伸率也大幅度提高。研究表明，135℃環(huán)境中老化1000小時后，其熔接線處的拉伸強(qiáng)度實(shí)測值保持在75MPa，比競品高85%，斷裂延伸率仍為0.6%，比競品高50%，表明該材料結(jié)合線位置的力學(xué)性能也能經(jīng)受苛刻的老化測試。

　　新一代電動車為提高冷卻系統(tǒng)長期可靠性，也在考慮冷卻液的升級換代，不同冷卻液對材料的耐冷卻液老化性能是影響材料選擇的第三個維度。選擇能耐受硫酸強(qiáng)腐蝕的PPS, 特別是Xytron? G4080HR，無疑將冷卻液變更這一因素帶來的設(shè)計(jì)影響降低到最小。

　　帝斯曼已經(jīng)積累了G4080HR相對普通產(chǎn)品在不同溫度、時間和介質(zhì)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括德國第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)的權(quán)威數(shù)據(jù)，用以幫助客戶有效預(yù)測部件的長期性能和使用壽命。Xytron? G4080HR為整車企業(yè)和汽車熱管理系統(tǒng)組件商帶來更穩(wěn)妥的材料解決方案，為降低車型升級換代設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)、加速產(chǎn)品開發(fā)帶來便利，也有助于整車廠將可靠的汽車熱管理系統(tǒng)部件廣泛應(yīng)用于各類車型。

　　附錄：各類工程塑料應(yīng)對挑戰(zhàn)能力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析

　　針對市場上各類工程塑料對熱老化溫度和時間的耐受性能，下圖對比了聚苯硫醚PPS、高溫尼龍PPA、長鏈尼龍LCPA和尼龍雙六PA66等汽車熱管理系統(tǒng)主流工程塑料材質(zhì)。紫線方向表示熱老化溫度越高，能耐受材料則越少，超過130℃的熱老化溫度范圍內(nèi)，PPS和PPA的穩(wěn)定性凸顯出來。黃線方向則表明熱老化時間越長，材料選擇越少。高溫和長時間耐老化后機(jī)械性能衰減最少的材料是PPS，其次是PPA，LCPA和PA66。

　　不同材料的耐老化性能差別，取決于材料樹脂的抗水解能力。汽車熱管理系統(tǒng)基于冷卻液水乙二醇運(yùn)行，在高溫下，水對很多材料具有較強(qiáng)攻擊性，稱為水解反應(yīng)?？顾庠綇?qiáng)的材料，抵抗力越強(qiáng)。PPA、LCPA和PA66都屬于尼龍家族，尼龍酰胺鍵的抗水解能力不夠，PPA在尼龍家族中抗水解能力最好，通過耐水解改性，這一性能還會有一定提升。PPS與生俱來的分子結(jié)構(gòu)和尼龍不同，硫醚鍵加苯環(huán)的分子結(jié)構(gòu)簡單又穩(wěn)定，甚至可以耐受大家熟知的濃硫酸，所以更容易抵御水解反應(yīng)。電動車要重視復(fù)雜工況下的長期性能，在汽車熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵組件中推薦選擇PPS和PPA。

　　此外，汽車熱管理系統(tǒng)所用工程塑料都是由樹脂和玻纖共混而成的，材質(zhì)耐老化性能的另一個弱點(diǎn)，就在于玻纖和樹脂的結(jié)合面受水的影響會分離開裂。更好的PPS玻纖結(jié)合面，決定不同PPS材質(zhì)之間老化性能的差異，帝斯曼的技術(shù)已經(jīng)可以使玻纖和PPS直接結(jié)合地非常緊密，PPS的老化速度會明顯降低。

　　實(shí)驗(yàn)表明，同樣都是40%玻纖增強(qiáng)的PPS材料，原子力顯微鏡直觀呈現(xiàn)的結(jié)合面處老化后差別明顯。每張照片白色區(qū)域代表玻纖，黃色區(qū)域代表PPS樹脂，黑色區(qū)域代表結(jié)合面縫隙的寬度，老化前兩種材料的玻纖和樹脂結(jié)合面幾乎看不到黑色，代表光滑無縫，隨時間的推移，競品（第二行）的結(jié)合面處黑色區(qū)域越來越寬，代表結(jié)合面出現(xiàn)深邃的裂縫，而帝斯曼Xytron?   (PPS) G4080HR產(chǎn)品的結(jié)合面在3,000小時135℃的熱老化后僅處出現(xiàn)了一條細(xì)痕，代表樹脂和玻纖的結(jié)合仍然非常緊密。微觀的裂隙分布在部件的表面和內(nèi)部，隨著老化時間或激烈駕駛狀況疊加延展，終將造成部件開裂甚至損壞，包括大家所熟知的漏液。