树脂数据
PA12
Poliamida 12 (Nylon)
PA12·聚酰胺·半结晶
PA12(尼龙12)是聚酰胺家族的"高端":最低吸湿率(约1.5% vs PA6的3%),对燃料和碳氢化合物的卓越化学耐受性,是世界上几乎所有汽车燃料和制动管路的基础。 您以200 km/h行驶时使用的每条制动管路、每条燃料软管、汽油或乙醇管路中的每个快速接头,几乎肯定是PA12。您也可以通过其品牌名称识别它:Rilsamid/Rilsan(Arkema,也是生物基PA11的品牌)、Vestamid(Evonik)、Grilamid(EMS-Grivory)。
它也是工业3D打印之王(SLS和HP MJF)——PA12粉末是用于增材功能零件的最常用材料。化学使其与众不同:酰胺基之间12个碳(vs PA6的6个、PA66的6+6个)→更疏水的链、更柔韧、更耐水解。在这里我们汇编了PDS的参考范围,再加上车间反复出现的问题:何时PA12 vs PA66有意义(3倍成本 vs 稳定性)、在流体管路中的使用、来自蓖麻油的生物基、模具温度,以及SLS vs 注塑。
在评论中分享您的经验——范围因制造商和等级而异,集体讨论才是车间脱困之道。
这些数据表中显示的范围由 MVPS 团队根据各种参数表和文献整理而成,涵盖了每种材料类型的下限和上限。
在制定注塑工艺时,必须仔细核对这些信息。最终范围和加工公差由负责工程师承担责任。
不建议使用这些范围来制定特定的工艺公差。MVPS 始终建议索取并参考供应商的数据表。
一般性能
| 化学结构 | 半结晶 |
| 比重(密度) | 1.01:1 |
| 长径比 (L/D) | 18 – 22 |
| 压缩比 | 2 – 2.5 |
| 锁模力系数 | 4.63 – 7.72kN/cm² |
| 热扩散率 | 0.165mm²/s |
| 最大剪切速率 | 60,0001/s |
| 收缩率 | 0.7 – 2% |
| 回料 | 25% |
| 热变形温度 (HDT) @ 1.82 MPa | 157°C |
| 玻璃化转变温度 (Tg) @ 10°C/min | 50°C |
| 维卡软化点 @ 50N | 170°C |
干燥
| 干燥温度 | 74 – 79°C |
| 干燥时间 | 3 – 6h |
| 建议含水率 | 0.2% |
| 建议干燥机类型 | 除湿 |
| 露点 | -40°C |
温度
| 熔体温度 (Melt) | 241 – 260°C |
| 喷嘴 | 221 – 260°C |
| 前段 | 221 – 260°C |
| 中段 | 221 – 260°C |
| 后段 | 216 – 260°C |
| 脱模 | 46 – 102°C |
| 模具(冷却) | 29 – 91°C |
| 进料喉部 | 10 – 49°C |
工艺参数
| 背压 | 3.4 – 6.9bar |
| 螺杆转速 | 20 – 50RPM |
| 注射速度 | 高 |
| 料筒占用率 | 20 – 70% |
| 注射压力 | 1,000 – 2,000Pbar |
| 保压压力 | 250 – 1,600Pbar |
| 缓冲垫 | 6.4 – 12.7mm |
模具
| 流道直径 | 3.05 – 6.1mm |
| 浇口直径 | 0.76 – 1.52mm |
| 浇口面积 | 0.46 – 1.82mm² |
| 壁厚 | 0.51 – 3.05mm |
排气
| 深度 (Vent Depth) | 0.0203 – 0.0406mm |
| 长度 (Vent Land) | 0.508 – 1.02mm |
| 宽度 (Vent / Clearance) | 3.05 – 12.7mm |
| 释压槽 (Relief Channel) | 0.127 – 0.254mm |
常见问题
PA12是聚酰胺家族中的半结晶工程热塑性塑料,通过月桂内酰胺(12个碳的环状单体,vs PA6的6个)的开环聚合合成。酰胺基(–CO–NH–)之间的较长链使氢键更分散→更低的吸湿率(平衡时0.25–1.5%,vs PA6的3%)和更高的柔韧性。密度约1.01 g/cm³(聚酰胺中最低),熔点178°C,无填料HDT 50–60°C。
吸湿率:PA12 0.25–1.5%,PA66 2.5%,PA6 3%——这是最重要的区别。HDT:PA66 255°C >> PA6 220°C >> PA12 175°C(PA12更快失去刚性)。成本:PA12约3× PA66约1.15× PA6。碳氢化合物化学耐受性:PA12 >> PA66 > PA6。柔韧性:PA12 > PA6 > PA66。经验法则:如果零件看到水/燃料/油+需要尺寸稳定性→PA12。如果需要高温+刚性且湿度不重要→PA66。如果是室温下的通用机械→PA6。
三个原因:(1) 对汽油、柴油、E85/E100乙醇混合物、B20生物柴油、DOT 3/4/5.1制动液、道路除冰盐水的卓越化学耐受性。(2) 低吸湿率→不会随气候改变尺寸的柔性管路。(3) 对液压管路所见循环压力的卓越抗疲劳性。与PA11(更生物基)和PA1010结合,它们主导:燃料管路、制动管路、AC冷却剂管路、尿素/AdBlue管路、建筑液压管路。标准:SAE J844用于气动,SAE J2260用于燃料,ISO 7628用于制动器。向EV的转变并未减少需求——也用于电池组冷却剂管路。
选择性激光烧结(SLS)和多射流熔融(HP MJF)是用于功能零件的两种主导工业增材技术。两者都使用PA12粉末作为主要材料。原因:(1) 宽工艺窗口(180–200°C熔化,不易燃烧),(2) 与其他粉末相比卓越的表面光洁度,(3) 极低的吸湿率(储存时不需要干燥),(4) 各向同性的机械性能(无层取向),(5) 未烧结粉末的可回收性(每次构建40–60%刷新)。品牌:EOS PA2200(PA12)、HP HR PA12、Sinterit PA12、Stratasys PA12 GB(玻璃珠)。应用:功能原型、低产量最终零件、定制医疗(矫形)、航空航天。
纯PA12(Vestamid L、Grilamid L1、Rilsamid AESNO):用于柔性燃料管路、连接器、需要化学耐受性的弹性零件。PA12-GF30(含30%玻璃纤维):刚性更高,HDT 160°C,用于具有低吸收要求的结构性发动机舱内零件。PA12-plasticized(Vestamid LX):更柔韧,几乎像橡胶,用于盘绕软管。PA12 trans(透明):快速冷却时清澈如玻璃(保持无定形),用于护目镜、镜片、光学柔性招牌。PA612、PA610、PA1010、PA1012:相似的化学兄弟,都是长链,性能相似。
PA11:100%生物基,源自蓖麻油(castor oil——非洲耐旱植物)。它是原始的绿色塑料,由Arkema自1947年商业化。碳足迹比石化聚酰胺低得多。PA12:目前不是生物基的——其单体(月桂内酰胺)来自石化丁二烯。但有一个积极的工业项目(Evonik、Arkema)从蓖麻油生产月桂内酰胺——以小规模商业可用。PA1010(Grilamid 1S):100%来自蓖麻油的生物基,性能介于PA11和PA12之间。如果您的应用需要高端可持续性+低吸收,PA11或PA1010是选择。
PA12在平衡时吸收0.25–0.4%——低,但在注塑温度(220–240°C)下相同的水平会通过催化水解产生气泡、银纹和局部降解。PDS标注80°C下除湿机3–6小时,露点≤–30°C,目标≤0.1%湿度。在温带气候下,密封袋装材料刚开封即用可以跳过。在热带气候下,即使PA12也必须强制干燥。好消息:如果您忘记干燥PA12一次,损坏比PA6或PA66小得多——更长的链更耐水解。
PDS标注无填料38–82°C。PA12结晶比PA6慢(更长的链,更大的晶体),因此模具温度对最终结晶度非常重要。冷(40–55°C)=更无定形的零件、更柔韧、更好的透明度(PA12透明等级需要冷模具+快速冷却以保持清澈)。热(70–85°C)=更多结晶度、更刚硬、更好的化学耐受性,但更差的透明度。对于燃料管路和机械:70–80°C。对于光学透明PA12(护目镜、招牌):40–50°C+快速冷却。对于PA12-GF:最低80°C。
三个因素:(1) 单体昂贵——月桂内酰胺在少数全球工厂制造,丁二烯(其石化前体)价格波动大,(2) 生产规模较小——全球PA12产能约150 kt/年 vs PA6的约3000 kt/年,保持了高利润率,(3) 高端规格——大部分PA12用于关键应用(汽车安全、医疗、航空航天),证明价格合理。结果:PA12成本约为PA66的3倍,PA6的3.5倍。对于低吸湿率或燃料耐受性不关键的零件,几乎总是改性PA6或带HR(耐水解)的PA66更具成本效益。
好问题——这些是边界材料。增塑PA12或共聚物:柔韧但保留聚酰胺的化学/热耐受性。良好的形状记忆,良好的弹性恢复。TPE-A(热塑性聚酰胺弹性体):更柔韧,几乎像橡胶(邵氏70A到60D),但化学和热耐受性较低。经验法则:对于加压燃料软管、需要中等刚性+压缩密封的快速断开连接器→PA12。对于波纹管接头、制动靴、需要重复弯曲而不疲劳的装饰软管→TPE-A。许多汽车应用使用PA12+TPE-A共挤:PA12作为屏障/结构,TPE-A作为密封/柔性层。