新能源汽车技术中,散热与冷却系统显得尤为关键,它们是确保车辆稳定运行的重要保障。冷却系统根据所使用的介质,可分为气冷、液冷和相变材料冷却。当前,液冷技术已成为新能源汽车的主流选择,其中又以水冷和油冷为主。而作为冷却系统中的核心部件,冷却液管路必须具备出色的耐水解、耐油、耐高温以及轻量化等特点。目前,汽车管路材料主要分为金属、橡胶和尼龙塑料三大类,而尼龙塑料管路凭借其出色的综合性能,正逐渐在新能源汽车冷却系统中占据主导地位。
尼龙管路,以其轻便的重量和简单的加工工艺,正逐渐成为新能源汽车冷却系统中的首选材料。接下来,我们将深入探讨尼龙在新能源汽车冷却液管道领域的发展。
聚酰胺材料中,酰胺基(-NHCO-)的存在使得其在特定介质中,如汽车冷却液(包含聚乙二醇和水),可能发生醇解和水解反应。因此,普通的聚酰胺材料并不适宜在这样的冷却液介质中使用。为了解决这一问题,全球知名的尼龙制造商,如杜邦、EMS、BASF和Arkema,都已研发出具备耐水解特性的聚酰胺材料,从而确保了它们在汽车冷却液介质环境中的适用性。
2. 尼龙类冷却液管路的应用位置
尼龙类塑料管路在汽车中有着广泛的应用,特别是在电机舱、底盘以及电池包等关键部位。这些部位的特殊环境对管路的耐温等级和结构类型有着不同的要求。因此,在选择尼龙材料时,需要综合考虑这些因素,以确保管路能够适应特定的工作条件。展望未来,尼龙类冷却液管路有望成为新能源汽车中不可或缺的一部分。
新能源汽车结构概览
新能源汽车的结构透视图展示了其独特的构造。这些车辆不仅在动力系统上进行了革新,更在整体结构上进行了优化。通过这张透视图,我们可以一窥新能源汽车的内部构造,了解其各部件的布局与功能。
3. 尼龙冷却液管路类型的多样性
尼龙管的形态和连接方式会因实际需求而异,同时,其性能也需满足特定要求。尼龙管路主要可分为两种形态:
(1) 光滑管:这种管路适用于大多数冷却液管路,其设计简洁,性能稳定。
(2) 波纹管:这种管路特别适用于电池包内的支管,其独特的波纹设计能够适应连接区域狭窄的环境。
波纹管
尼龙管管路与快速接头的连接方式主要有两种:
(1) 冷插接:这种连接方式对快速接头材料的要求较低,适用范围广泛。
(2) 激光焊接:尽管这种连接方式对快速接头材料的要求较高,但在某些特定场合,如电池包内装配空间有限且对管路泄漏量有严格要求时,激光焊接成为更合适的选择。
4. 冷却液管路的关键性能指标
冷却液管路在性能方面需满足多项要求,包括液体泄漏量控制、耐酸性、以及耐冷却液动态疲劳性等。针对泄漏量,由于新能源车辆冷却系统涉及电机、电池等关键部件,因此对管路泄漏量有着明确且严格的标准,不同汽车厂家的要求也可能存在差异。此外,电池包内的管路还需考虑耐酸性介质的要求,需选用耐酸性介质性能优异的材料,如PA9T/PA12结构的尼龙管。同时,管路的耐动态疲劳性也会根据整车模拟的温度、压力和振动条件而有所不同。当然,除了这些主要性能指标,还包括爆破压力、吹除压力、静态老化实验以及阻燃实验等,各汽车厂家的具体要求也不尽相同。
接下来,我们将介绍尼龙品类中的一种重要材料——尼龙46(PA46)。尼龙46,又称聚酰胺46或聚己二酰丁二胺,以其高结晶度、耐高温、高刚性和高强度而闻名。它在汽车领域有着广泛的应用,如发动机及周边部件的制造,包括缸盖、油缸底座、油封盖和变速器等。同时,尼龙46在电气工业中也发挥着重要作用,如接触器、插座、线圈骨架和开关等的制造,这些部件对耐热性和抗疲劳强度有着极高的要求。
尼龙4T(PA4T)
尼龙4T,又称Polyamide4T或Nylon4T,是一种高温尼龙材料。自2007年9月27日问世以来,它已成为高分子领域中2000年后首个被发明的高温尼龙。尽管其纯树脂的熔点极高,超过了分解温度,但通过与PA66和/或PA6的共聚改性,可以有效地降低熔点,从而使其在市场上得以推广。改性后的PA4T不仅综合力学性能出色,流动性良好,电性能卓越,更在耐化学腐蚀性和耐高温方面表现出色,完全能满足电子电气、移动终端等领域的严苛要求。
尼龙56(PA56)
尼龙56,又称Polyamide56或Nylon56,是由戊二胺和己二酸缩聚而成。其独特之处在于戊二胺的来源——天然生物提取。这种材料不仅环保,性能卓越,还能显著提升终端织物的舒适性。在吸水率、玻璃化温度、强度、柔软度、吸湿性以及回弹性等多个方面,尼龙56都展现出了对尼龙6、尼龙66以及涤纶部分产品的优势。
尼龙6(PA6)
尼龙6,又称聚酰胺6或Polyamide6,是由己内酰胺开环缩聚而成的半透明或不透明的乳白树脂。它具有出色的机械性能、刚度、韧性、耐磨性以及机械减震性,同时绝缘性和耐化学性能也相当出色。正因如此,尼龙6在汽车零部件、电子电气等多个领域都有着广泛的应用。
尼龙66(PA66)
尼龙66,也被称为聚酰胺66或聚己二酰己二胺,是一种性能卓越的尼龙材料。与尼龙6相比,它在机械强度、刚度、耐热性和耐磨性方面表现更为出色,同时抗蠕变性能也更为优越。尽管其冲击强度和机械减震性能略有下降,但尼龙66在汽车、无人机以及电子电气等多个领域仍然有着广泛的应用。
透明尼龙(半芳香族尼龙)
透明尼龙,化学名称为聚对苯二甲酰三甲基己二胺,是一种无定形聚酰胺。通过在尼龙中加入特定成分,其结晶受到抑制,从而形成非结晶和难结晶的结构。尽管如此,它仍保留了尼龙原有的强韧性,并能够制作出厚壁的透明制品。在力学性能、电性能、机械强度和刚性方面,透明尼龙与PC和聚砜相当。
尼龙6T(PA6T)
尼龙6T,又称聚酰胺6T,即聚对苯二甲酰己二胺,以其卓越的耐高温性能脱颖而出。其熔点高达370℃,玻璃化温度为180℃,可在200℃下持续使用。此外,它还具有高强度、尺寸稳定性以及出色的焊接耐性,使得PA6T成为电子连接器的理想选择,特别是在黏着技术(SMT)领域。其主要应用于汽车部件、油泵盖、空气滤清器,以及耐热电器部件如电线束接线板、熔断器等。
尼龙MXD6
尼龙MXD6是由间苯二甲胺mxda与己二酸缩聚而成的结晶聚酰胺。不同于尼龙6和尼龙66,它是一种脂肪族聚酰胺,主链中含有一个芳环。这使得尼龙MXD6在性能上具有独特之处,值得进一步了解。
这些卓越特性使得尼龙MXD6在包装、成型材料以及单丝生产等多个领域找到广泛应用。
接下来,我们将介绍另一种尼龙变体——尼龙610(PA610)。它是一种半透明奶白色的聚合物,其强度位于尼龙6与尼龙66之间。具有轻质、低结晶性、低吸水性、出色的尺寸稳定性和耐磨性,同时具备自熄特性。尼龙610常用于制造精密塑料配件、输油管、容器、绳索、传送带、轴承以及纺织机械零部件等。
此外,还有尼龙612(PA612)值得关注。它是一种韧性极佳的尼龙,密度低于尼龙610,吸水率极低,耐磨性能优异,成型收缩率较小,同时具有良好的耐水解性和尺寸稳定性。尼龙612主要用于生产高档牙刷单丝和电缆包覆等高端应用。
尼龙9T(PA9T)
尼龙-9T,也被称为聚酰胺-9T或聚对苯二甲酰壬二胺,以其卓越的吸水性(仅为0.17%)和耐热性(熔点308℃,玻璃化温度126℃,焊接温度高达290℃)脱颖而出。它在电子、电器、信息设备和汽车部件等多个领域都有广泛的应用。
尼龙10T(PA10T)
尼龙10T,即聚酰胺10T或聚对苯二甲酰癸二胺,以其出色的吸湿性、高温稳定性、卓越的韧性和刚性,以及出色的尺寸稳定性而闻名。其流动性好、加工性能优异,容易着色,且焊接熔合线强度高,熔点范围在300~316℃之间,密度为1.42g/cm3。这些特点使得PA10T在LED反射支架、电机端盖、电刷支架和齿轮等制造中大放异彩。
尼龙1010(PA1010)
尼龙1010,又称聚酰胺1010或聚葵二酰葵二胺,以其独特的分子结构式和高度延展性著称。它以蓖麻油为原料,是我国上海赛璐珞厂首次成功工业化生产。这种尼龙具有优异的拉伸强度、冲击性和低温性能,同时在耐磨性、韧性和耐油性方面也表现出色。它在航天、电缆、光缆以及金属或线缆的表面涂覆等多个领域都有广泛的应用。
尼龙11(PA11)
尼龙11,也被称为聚酰胺11或聚十一内酰胺,呈现为白色半透明的形态。其独特之处在于其熔融温度较低,而加工温度范围却相当宽泛。同时,它还具有出色的低温性能,能够在-40℃至120℃的温度范围内保持其良好的柔韧性。正因如此,尼龙11在汽车输油管、制动系统软管、光纤电缆包覆、包装薄膜以及日常用品等多个领域都得到了广泛的应用。
尼龙12(PA12)
尼龙12,亦被称为聚酰胺12或聚十二酰胺,与尼龙11相似但有其独特之处。其密度、熔点及吸水率均低于尼龙11,这得益于其中所含的增韧剂,赋予了它聚酰胺与聚烯烃的双重特性。特别值得一提的是,尼龙12具有较高的分解温度、极低的吸水性,以及优异的耐低温性能。正因如此,它在汽车领域的应用广泛,如输油管、仪表板、油门踏板以及刹车软管等。同时,尼龙12还用于电子电器的消声部件和电缆护套,为各种设备提供出色的性能保障。
尼龙1212(PA1212)
PA1212,由十二二胺与十二二酸经过缩聚反应精制而成,拥有卓越的吸水率低、尺寸稳定性出色、耐油、耐碱、耐磨以及耐化学品腐蚀等特性。此外,其透明度优异,在低温环境下展现出极佳的韧性。因此,尼龙1212在航天、汽车制造、纺织、仪表制造和医疗器材等多个领域都有着广泛的应用。
尼龙1313(芳纶1313)
Nomex,即尼龙1313,是一种高性能纤维材料。它以间苯二甲酰氯和间苯二胺为单体,经过缩聚反应精制而成。相较于脂肪族尼龙,Nomex在力学性能和耐热性能方面表现出色,其纤维织物的使用寿命是脂肪族尼龙的8倍,棉布的20倍。同时,它还具有良好的耐热老化性,在250℃下经过2000小时热老化后,其表面电阻率和体积电阻保持不变。这使得Nomex成为H级电绝缘材料和制备高性能纤维的理想选择。
尼龙1414(PA1414)
Kevlar,即尼龙1414,是一种聚对苯二甲酰对苯二胺的高性能聚合物。其分子结构高度对称且规整,大分子链间氢键作用强,赋予了它高强度、高模量、耐高温、低密度以及良好的尺寸稳定性等特点。因此,Kevlar能被制成高强度、高模量的纤维材料,广泛应用于多个领域。
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