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尼龙弹性体peba

尼龙弹性体peba
尼龙弹性体peba

法国ARKEMA公司尼龙弹性体PEBAX

材料介绍:

嵌段聚醚酰胺弹性体产品,属于工程聚合物,是不含增塑剂的热塑性弹性体。该产品既具有相当广泛的硬度范围及良好的回弹性,易加工的性能和聚酰胺产品的性质,其显着的加工性能使该产品成为生产部件的理想材料:

优异的柔顺性/软性 (范围广,手感、触感好);

出众的低温抗冲击性能;

由于迟滞性能低,因此具有非常好的动力学性能;

在-40°C 至 +80°C之间,性质变化很小,低温不硬化;

对大多数的化学品有抗腐蚀作用,优异的抗老化和日光暴晒能力。

应用:

由于Pebax 产品具有众多特性,所以其应用范围也很广泛

模塑用热塑性弹性体(医疗器械,体育用品、汽车和机械工具,电子电器产品)等。

在汽车工业中,它可以用于一些细微部件,大大改进耐曲挠和耐疲劳性,减少断裂,增加回弹和良好的"手感","触感":遮阳板夹子,门锁复合注塑,挡风玻璃的清洗管道,汽车收音机天线,天线基部。

在运动器材中:高级登山/运动鞋,手表外壳,球鞋鞋钉/掌,网球拍柄等。

Pebax? Clear是一种透明的Pebax? 材料, 将高透明性和Pebax? 热塑性弹性体的独特性能相结合。

一直以来,Pebax? 的优良性能已是众所皆知,此材料被认为是最轻的热塑性弹性体,在各种温度下皆具备杰出的弯曲抗疲劳强度,极佳之缺口抗冲击性能、并拥有最好之回弹和弹性回复性。

Pebax? Clear与阿科玛的聚酰胺系列产品完全兼容。Pebax? Clear包括两种不同弯曲模数的产品:Pebax? Clear 300 和 Pebax? Clear 400。易加工的 Pebax? Clear,运用了所有主体技术,开辟了全新的产品领域,真正做到灵活性、高性能、透明性和外表美观的完美结合。

Pebax? 高科技聚合物乃是25年前由阿科玛的研究人员开发而成,之后不断地精益求精,至今已成为众多国际塑料设备厂商的最佳选择。

Peba--如何同时提供持续性和高性能

作者:Rene-Paul Eustache????来源:Rubber World

Peba材料是由聚醚和聚酰胺嵌段制备的嵌段

共聚物。Deleens发现的四醇盐催化剂族的效

率使得超高分子量的材料得以生产,并在1981年以Pebax商标推向市场。它们独特的性能归功于其独特的相分离结构。其中有一个硬质相,主要包括聚酰胺嵌段,以及软质相,主要包括聚醚嵌段。由于这两个嵌段是由酯链接在一起的,所以完整的宏观相分离是可以避免的。

Peba的有利性能

由于独特的化学结构,Peba材料具备热塑性弹性体里最折衷的性能,包括:

◆最轻的工程热塑性弹性体;

◆低温下良好和稳定一致的性能;

◆反复形变下没有机械性能的损失,并且抗疲劳;

◆良好的回弹和弹性恢复;

◆精确的尺寸稳定性;以及

◆优秀的加工性能。

直到现在,为了达到使用所要求的性能,获得Peba材料所使用的原料来自矿物资源,如

聚酰胺嵌段和聚氧四甲撑二醇(PTMG)的十二醇内酰胺或己内酰胺,聚醚嵌段的聚乙二醇(PEG)。考虑到具有挑战性的环境问题(气候变化,资源枯竭等),我们如今使用的材料中,一个主要的组成部分是碳,即便不是全部,它也主要来自可再生资源,能大大有助于最大限度地减少我们的生态足迹。(生态足迹描述了人类对自然的需求。它把人类对自然资源的概念比成地球上生态生产自然资源的能力。它表示了在现有技术条件下,估算需要多少具备生物生产力的土地和水域,来生产人类需要的资源和吸纳所衍生的废物。碳足迹可以通过温室气体的排放来衡量人类活动对环境的影响 [可靠的气候变化],检测单位是二氧化碳)。

Arkema的Pebax Rnew背后面临的挑战是用可再生资源制成一种热塑性弹性体,但是不牺牲Peba材料的杰出性能。

如何构建一种由可再生资源得到的Peba材料

聚酰胺-11(PA11)是一种高性能,轻巧的塑料,其中100%的碳源于可再生资源。PA11的历史发展源于1938年,Joseph Zeltner和Michel Genas设想用undecenoic asid制备PA11单体,undecenoic asid可以通过蓖麻油得到。在战争期间,这种工艺取得了零星的进展,真正的试制是在1944年开始的。工业规模的单体生产于1955年在法国开始,并得到了聚合单体。如今, Arkema用Rilsan B这个品牌商业化推广了PA11。

Rilsan B独特地结合了许多高性能的特性。相比其它高性能工程塑料,它表现出了优秀的化学性能,在耐热和耐冲击性方面有非常广的适应能力。Rilsan B被广泛地用于那些需要安全性,耐用性和多功能性的场合,并因此常在一些高科技应用中被用以替代金属或橡胶,以节约成本。

PA11和PA12之间存在一个有趣的差异,除了PA11来源于可再生资源,众所周知的是它们在结晶上的差异。

事实上,PA11作为不成对的聚酰胺,其基本晶格理论上可以与-CONH-组通过氢键形成一个平行或反平行的链结构。根据不同的冷却过程,晶体都将有一个六角形的排列,或者是三斜的。通常情况下两者是在 PA11中共同存在的。而在PA12中,只有反平行的结构,这是由于其碳数量是偶数,以及额外的扭动链导致的单斜结构(如图1)。

图1、酰胺11(a)和聚酰胺12(b)的晶体结构

介观尺度上,这两种材料显示出了明显的差异,如图2所示。可以在PA11中看到环状的球晶,而PA12的典型形式是粗糙球晶。

图2、PA12(a)和PA11(b)在晶体结构上的区别

这种特点带来的后果之一是,PA11基材料将有一个较高的熔融温度,这归功于其高密度的氢键,和更快的结晶动力,所以不需要明确的链结构来确保最大氢链接。

更有趣的特点是,由于三斜晶相在热或机械应力下可以转变成伪六角形的,所以即使在低温条件下,PA11都更有弹性,和更好的抗冲击性能。事实上,进行晶体过程所需要的大量能量将会降低材料内部能量的耗散。这种现象也可以解释PA11与PA12为何具备卓越的机械硬化特性,如图3所示。

图3、在80℃和120℃下拉伸性能测试

(PA11与PA12对照)

由于所有的这些优势,改善的最好方法是用PA11替换新Peba聚合物刚性嵌段中的PA12,从而产生一系列新的材料,其生物基碳的含量从约20%到95%,这取决于其中共聚物里的

聚酰胺的含量和材料的刚性(如图4所示)。Pebax Rnew 72R53的可再生有机碳含量大约为95.7±0.2%,该数据由Fraunhofer研究所,根据ASTM D6866标准用AMS技术测得。

图4、Pebax Rnew中生物基碳含量针对拉伸模量的变化

为了尝试估算从最初原料到微丸的生态分布,开始了一项初步分析。初步结论是由Boustead咨询基于ISO标准14040-43的初步报告得到的。通过比较Pebax 7033和Pebax Rnew 70R53,可以发现工业级的Rnew等级可使得矿物能源的正常需求减少了约29%,同时减少相当于CO2排放量的26至32%。在经过几个月的工业生产后,这些结果将更加精确。

用可再生资源得到的Peba: 是Peba, 但更Peba

由于PA11独特的性能,这些新系列的Peba不仅保持了Peba材料突出的特点,而且还放大了它们当中的绝大多数,通过它得到的一系列产品,结合了高性能和可持续性。

新共聚物具有的D型硬度计硬度范围从25到72,而挠曲模量跨度从约10 Mpa到高达

600Mpa,如图5所示。聚酰嵌段的熔化温度范围从大约135℃到185℃,等级从温和到刚

硬。

图5、Pebax和Pebax Rnew针对拉伸模量的D型硬度计硬度变化

轻质

Peba材料的关键特性之一是,与其它工程热塑性弹性体比,它们是最轻的聚合物。新Pebax Rnew共聚物的密度非常接近1,在源自化石资源的Pebax的密度中,是工程热塑性弹性体中质量范围最轻的,如图6所示。

图6、Pebax和Pebax Rnew针对其他工程热塑料的密度对比

蠕变性好

由于机械应力会下发生结晶转变,PA11表现出比PA12更好的弹性,而在拉伸试验中没有观察到PA12的屈服现象。这种特殊的性能是属于Peba基的PA11。可以从图7看到D型硬度计硬度为70情况下共聚物之间的比较。

图7、D型硬度计硬度为70时,23℃下Pebax和Pebax Rnew的拉伸测试

这种现象的一个重要的结果是Pebax Rnew具备更好的抗拉伸蠕变,无论材料刚性多大。事实上,用于蠕变试验的共聚物载中软质相比重大约有33%,表明Pebax Rnew相当于比其化石资源得到的产物具有较低的残余变形(图8)。

图8、Pebax和Pebax Rnew抗蠕变性对比

抗挠曲疲劳性无与伦比

在强度是固定的或者随意的循环或重复变形情况下,材料的性能通常由其疲劳特性来确

定。并可以从不同的方面进行研究:

● 从得到的不同的变形的振幅;或

● 从不同的变形模式-拉伸,弯曲,扭转,相对于其它的热塑性弹性体,Pebax共聚物一个固有的性质是,它有能力消除因为热散逸导致的极其少量的能量。它的低滞后值导致材料在反复形变下自热效应较弱。结果是,Pebax在疲劳试验中对降解非常不敏感。

常用来确定Pebax的抗疲劳性的实验叫做Ross-Flex测试。它包括对一根杆进行90度的弯曲,并固定杆的其中一端。试验是在1.7赫兹的频率下进行的,并且在多个温度下评估材料所受到的损坏。与其他热塑性弹性体不同,在23℃甚至非常低的温度下,Pebax共聚物具有良好的抗动态弯曲变形能力。该测试所使用的标准是美国的ASTM D1052。

众所周知, Pebax是在设定好参数时能经受15万以上的周期循环而没有损坏的材料。对于Pebax Rnew,当然也不例外,即便温度低至-40℃,也看不到裂痕。

低温抗冲击性

众所周知Pebax有着良好的弹性,即便在极低的温度下,由此导致了其优秀的冲击性能。

冲击试验确定了在高速形变下,使材料或者结构受到变形和破坏所需的能源。得益于一些方法,冲击撞力可以测出,可是最被Pebax接受的技术是Izod或Charpy测试。破坏材料所需要的能量,是通过计算撞击前后摆锤的能量之差来得到。测试可以同时在室温和低温的情况下进行,使用各种几何形状的样品,缺口类型各异。无论采用哪种可行的方法,Pebax 材料都能够在室温和低温条件下表现出绝佳的抗冲击性。

而Pebax Rnew,则表现得更加出色,因为它是其中一个最严格的等级:Pebax Rnew 70R53,在相同的durometer D硬度下与用化石资源得到的同类相比,其韧性-脆性转变温度转移了近10℃。

加工性

Pebax在每项主要的热塑性塑料加工技术中都具备优秀的加工性能,这些加工技术主要有注塑成型和挤出(流延膜,吹塑薄膜,板,管等)。根据选定的Pebax等级和注塑条件下,Pebax的收缩率通常会从0.5%到1.5%而有所不同。与其他热塑性弹性体相比,特别是TPU,Pebax的流变表现允许更广泛的加工温度。Pebax可以注入到极薄的部件中,通常可以小至0.8毫米。它也使得循环时间变短,高可回收性和准确的尺寸可控性。

这些新的系列的Pebax Rnew共聚物得益于这些通用的加工,并且按照机械性VS工艺条件

来看,展示出了出色的稳定性。

结论

新一代Peba类型的材料,Pebax Rnew系列,已经发展到,靠一种独特的化学品,以减少我们对环境的影响,这些化学品是用不可食用的作物得到的天然植物油来制备的。相比从矿物资源得到的同类产品,常规的化石能源的需求,以及温室气体的排放,因此得到了减少。然而,新系列产品不仅保持着Peba材料的显着特点,同时也放大了其中的大部分特点,这都归功于聚酰胺相独特的晶体结构。由此可以在同一材料中将高性能和可持续性结合在一起,生态设计者值得为此高兴。 (end)

10g尼龙丝试验和音叉震动觉试验

10gxx试验 1、在患者手部按压,使患者明确该感觉 2、部位: 足趾第 1、3、5第1趾节趾腹,第 1、3、5趾足庶关节足底部皮肤,足弓左右两点,足跟部一点,足背部第 1、2足庶骨间皮肤一点 3、使10gxx单丝弯曲1cm 4、最少有一次未触患者皮肤 5、10个点中可触知的≤8个为阳性 6、避开胼胝、溃疡、过度角化 音叉震动 1、在患者额、手桡骨小头、指掌关节骨性隆起处让患者明确震动的感觉 2、在第1趾足庶关节,踝关节骨性隆起部位测试 3、在患者不能感知震动的时候,将音叉移动到髌骨或髂骨,若患者可感知为阳性;或患者两 侧对应部位对比;或患者不能感知而医生能感知到震动为阳性。 深反射是刺激骨膜、肌腱,通过深部感受器引起的反射,又称腱反射。 (1)肱二头肌反射: 左手托扶患者屈曲的肘部,将拇指置于肱二头肌肌腱上,右手用叩诊锤叩击左手拇指指甲,正常时出现肱二头肌收缩,前臂快速屈曲。反射中枢在颈髓5~6节。

(2)肱三头肌反射: 患者半屈肘关节,上臂稍外展,医师左手托扶患者肘部,右手用叩诊锤直接叩击尺骨鹰嘴突上方的肱三头肌肌腱附着处,正常时肱三头肌收缩,出现前臂伸展。反射中枢为颈髓7—8节。 (3)桡骨骨膜反射: 左手托扶患者腕部,并使腕关节自然下垂,用叩诊锤轻叩桡骨茎突,正常时肱桡肌收缩,出现屈肘和前臂旋前。反射中枢在颈髓5~6节。 (4)膝反射: 坐位检查时,小腿完全松弛下垂,仰卧位检查时医师在其胭窝处托起下肢,使髋、膝关节屈曲,用叩诊锤叩击髌骨下方之股四头肌腱,正常时出现小腿伸展。反射中枢在腰髓2~4节。 (5)踝反射患者仰卧,下肢外旋外展,髋、膝关节稍屈曲,医师左手将患者足部背屈成直角,右手用叩诊锤叩击跟腱,正常为腓肠肌收缩,出现足向跖面屈曲。反射中枢在骶髓l一2节。 2.临床意义 ①深反射减弱或消失: 多为器质性病变,是相应脊髓节段或所属脊神经的病变,常见于末梢神经炎、神经根炎、脊髓灰质炎、脑或脊髓休克状态等。 ②深反射亢进: 锥体束的病变,如急性脑血管病、急性脊髓炎休克期过后等。

10g尼龙丝试验和音叉震动觉试验

10g尼龙丝试验 1、在患者手部按压,使患者明确该感觉 2、部位:足趾第1、 3、5第1趾节趾腹,第1、3、5趾足庶关节足底部皮肤,足弓左右两点, 足跟部一点,足背部第1、2足庶骨间皮肤一点 3、使10g尼龙单丝弯曲1cm 4、最少有一次未触患者皮肤 5、10个点中可触知的≤8个为阳性 6、避开胼胝、溃疡、过度角化 音叉震动 1、在患者额、手桡骨小头、指掌关节骨性隆起处让患者明确震动的感觉 2、在第1趾足庶关节,踝关节骨性隆起部位测试 3、在患者不能感知震动的时候,将音叉移动到髌骨或髂骨,若患者可感知为阳性;或患者两 侧对应部位对比; 或患者不能感知而医生能感知到震动为阳性。 深反射是刺激骨膜、肌腱,通过深部感受器引起的反射,又称腱反射。 (1)肱二头肌反射:左手托扶患者屈曲的肘部,将拇指置于肱二头肌肌腱上,右手用叩诊锤叩击左手拇指指甲,正常时出现肱二头肌收缩,前臂快速屈曲。反射中枢在颈髓5~6节。(2)肱三头肌反射:患者半屈肘关节,上臂稍外展,医师左手托扶患者肘部,右手用叩诊锤直 接叩击尺骨鹰嘴突上方的肱三头肌肌腱附着处,正常时肱三头肌收缩,出现前臂伸展。反射中枢为颈髓7—8节。 (3)桡骨骨膜反射:左手托扶患者腕部,并使腕关节自然下垂,用叩诊锤轻叩桡骨茎突,正常时肱桡肌收缩,出现屈肘和前臂旋前。反射中枢在颈髓5~6节。 (4)膝反射:坐位检查时,小腿完全松弛下垂,仰卧位检查时医师在其胭窝处托起下肢,使髋、膝关节屈曲,用叩诊锤叩击髌骨下方之股四头肌腱,正常时出现小腿伸展。反射中枢在腰髓2~4节。 (5)踝反射患者仰卧,下肢外旋外展,髋、膝关节稍屈曲,医师左手将患者足部背屈成直角,右手用叩诊锤叩击跟腱,正常为腓肠肌收缩,出现足向跖面屈曲。反射中枢在骶 髓l一2节。 2.临床意义 ①深反射减弱或消失:多为器质性病变,是相应脊髓节段或所属脊神经的病变,常见于末梢神经炎、神经根炎、脊髓灰质炎、脑或脊髓休克状态等。 ②深反射亢进:锥体束的病变,如急性脑血管病、急性脊髓炎休克期过后等。

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