TORLON - Solvay Plastics

飞 机 夹 紧 螺 母
由 TORLON 树 脂 制 成 的 夹 紧 螺 母 , 不 会 在 安 装
时 划 破 保 护 涂 层 并 刮 伤 金 属 , 也 不 会 在 使 用 过 程
中 发 生 腐 蚀 。 这 将 显 著 减 少 替 换 被 腐 蚀 的 金 属 部
件 所 需 的 工 时 以 及 昂 贵 的 工 序 。 它 们 可 以 经 受 住
超 过 100 英 寸 磅 的 扭 力 , 而 同 时 又 有 足 够 的 伸 长
率 使 其 能 轻 易 被 夹 在 位 置 上 。
TORLON 树 脂 的 坯 料
可 通 过 注 塑 成 型 、 压 塑 成 型 或 挤 塑 将 TORLON ® 树 脂
制 成 在 原 型 加 工 中 非 常 有 用 的 坯 料 。 可 制 得 外 径 大 到
900 mm, 长 达 150 mm, 重 达 54 kg 的 各 种 坯 料 。
四 轮 驱 动 汽 车 变 速 器 的 逆 止 球
克 莱 斯 勒 公 司 的 产 品 开 发 工 程 师 指 定 使 用
Torlon ® 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 树 脂 制 造 逆 止 球 , 使 高 转
矩 自 动 变 速 器 的 耐 用 性 得 到 了 巨 大 的 改 进 。 其
Magnum 发 动 机 产 品 系 列 中 的 多 种 三 档 和 四 档 变
速 器 型 号 都 采 用 了 这 种 树 脂 。 这 种 逆 止 球 可 经 受
系 统 压 力 , 并 具 有 优 异 的 密 封 面 , 不 会 对 金 属 造
成 损 坏 , 而 且 在 接 近 150℃ 的 高 温 下 也 不 会 对 润
滑 油 产 生 任 何 不 利 的 反 应 。

目 录
引 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
TORLON ® 高 性 能 成 型 聚 合 物 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
高 性 能 的 TORLON 聚 合 物 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
物 理 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
性 能 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
机 械 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
极 限 温 度 下 的 拉 伸 强 度 和 挠 曲 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
超 高 温 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
根 据 美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验 方 法 D 638 得 到
的 拉 伸 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
超 低 温 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
挠 曲 模 量 — 高 温 下 的 刚 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
应 力 — 应 变 关 系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
耐 循 环 应 力 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
疲 劳 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
耐 冲 击 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
断 裂 韧 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
热 稳 定 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
热 重 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
长 时 间 受 热 的 影 响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
UL 相 对 热 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
热 老 化 后 的 特 性 保 持 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
比 热 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
导 热 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
抗 蠕 变 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
可 燃 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
氧 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
美 国 国 家 标 准 局 (NBS) 烟 气 密 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
点 燃 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
UL 94 可 燃 性 标 准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
水 平 燃 烧 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
20 MM 垂 直 燃 烧 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 可 燃 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
UL 57 电 气 照 明 器 材 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
各 种 环 境 中 的 性 能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
耐 化 学 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
耐 汽 车 和 航 空 工 作 液 的 能 力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
应 力 下 的 耐 化 学 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
水 的 影 响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
吸 收 速 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
恒 定 湿 度 下 的 平 衡 吸 收 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
尺 寸 变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
尺 寸 和 特 性 的 恢 复 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
机 械 特 性 和 电 特 性 的 变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
骤 然 高 温 暴 露 的 约 束 条 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
日 晒 色 牢 度 (Weather-Ometer ® ) 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . .24
抗 伽 马 辐 射 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
电 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
用 于 绝 缘 的 TORLON 聚 合 物 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
TORLON PAI 耐 磨 损 牌 号 的 介 绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
轴 承 设 计 方 案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
磨 损 率 的 关 系 式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
计 算 压 力 和 速 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
PV 极 限 值 概 念 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
测 量 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
TORLON 耐 磨 损 牌 号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
接 触 面 对 磨 损 率 的 影 响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
有 润 滑 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
耐 磨 损 性 与 后 固 化 处 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
轴 承 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
行 业 和 机 构 认 证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
结 构 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
材 料 效 率 — 比 强 度 和 比 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
几 何 形 状 和 载 荷 考 虑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
应 力 和 挠 曲 公 式 的 应 用 实 例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
例 1: 短 期 载 荷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
例 2: 稳 定 载 荷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
例 3: 循 环 载 荷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
应 力 集 中 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
TORLON 树 脂 的 最 大 工 作 应 力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
采 用 TORLON ® 树 脂 的 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
加 工 方 式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
注 塑 成 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
挤 塑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
压 塑 成 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
TORLON 部 件 的 后 固 化 处 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
TORLON 部 件 的 设 计 原 则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
壁 部 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
壁 厚 的 转 变 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
脱 模 角 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
模 芯 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
筋 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
凸 台 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
咬 边 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
模 塑 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
螺 纹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
孔 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
二 次 加 工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
接 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
机 械 接 合 技 术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
拉 扣 配 合 : 既 经 济 又 简 单 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
螺 纹 紧 固 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
自 动 攻 丝 螺 钉 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
模 塑 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
螺 纹 机 械 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
模 塑 螺 纹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
过 盈 配 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
超 声 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
其 它 的 机 械 接 合 技 术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
用 粘 合 剂 粘 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
粘 合 剂 的 选 择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
TORLON PAI 牌 号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
表 面 的 准 备 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
粘 合 剂 的 应 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
固 化 处 理 步 骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
各 种 粘 合 剂 的 粘 合 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
TORLON 部 件 与 金 属 的 粘 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
TORLON 树 脂 部 件 的 机 加 工 原 则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
应 对 机 加 工 部 件 进 行 再 固 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
技 术 服 务 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
– i –

表
TORLON 工 程 聚 合 物 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
牌 号 和 应 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
典 型 特 性 * — 美 制 单 位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
典 型 特 性 * — 国 际 制 单 位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
按 照 ASTM D638 方 法 得 到 的 室 温 拉 伸 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
TORLON 模 塑 树 脂 在 −200°C 下 的 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 mm 试 棒 的 耐 伊 佐 德 (Izod) 冲 击 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 兼 顾 了 断 裂 韧 度 和 高 的 玻 璃 转 化 温 度 . . . . . 11
TORLON 树 脂 的 相 对 热 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
TORLON 4203L 热 老 化 后 的 特 性 保 持 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
TORLON 聚 合 物 的 比 热 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
TORLON 树 脂 的 导 热 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
TORLON 树 脂 和 部 分 金 属 的 线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)* . . . . . . . . . 13
氧 指 数 , ASTM D2863 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
美 国 国 家 标 准 局 (NBS) 烟 气 密 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 毒 气 排 放 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
TORLON 4203L 的 点 燃 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
UL 对 V-0、 V-1 或 V-2 材 料 分 类 的 标 准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
由 保 险 商 实 验 所 制 定 的 垂 直 可 燃 性 标 准 (UL 94) . . . . . . . . . . . . 17
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 垂 直 可 燃 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
UL 57 对 电 气 照 明 器 材 的 可 燃 性 要 求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
TORLON 4203L 在 90°C 的 温 度 下 , 24 小 时 后 的 耐 化 学 性 . . . 19
在 150°C 的 汽 车 润 滑 液 中 浸 渍 后 的 特 性 保 持 率 . . . . . . . . . . . . 20
在 150°C 的 福 特 自 动 变 速 器 油 中 1,500 小 时 后 的 影 响 . . . . . . 20
在 飞 机 液 压 液 中 浸 渍 后 的 拉 伸 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
吸 水 量 为 2% 时 TORLON 4203L 的 特 性 变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . 22
重 要 的 电 指 标 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
TORLON 树 脂 的 电 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
磨 损 系 数 和 磨 损 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
采 用 不 同 金 属 接 触 面 时 TORLON 4301 PAI 的 磨 损 特 征 . . . . . . . 29
TORLON 4301 有 润 滑 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
TORLON 聚 合 物 及 部 分 金 属 的 比 强 度 和 比 模 量 . . . . . . . . . . . . . 33
注 塑 成 型 TORLON 树 脂 的 最 大 工 作 应 力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
壁 厚 与 嵌 入 件 外 径 之 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
HeliCoil 嵌 入 件 的 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
TORLON 螺 栓 的 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
TORLON PAI 螺 纹 的 螺 钉 咬 合 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
TORLON PAI 与 TORLON PAI 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度 . . . . . . . . . . . . 42
TORLON PAI 与 金 属 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
TORLON 树 脂 部 件 的 机 加 工 原 则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
图
聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
TORLON 树 脂 具 有 出 色 的 拉 伸 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
TORLON 树 脂 在 宽 广 的 温 度 范 围 内 具 有 高 的 挠 曲 强 度 . . . . . . . .6
在 200°C, 增 强 TORLON 树 脂 的 拉 伸 强 度 超 过 竞 争 性 的 增 强 塑
料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
在 200°C, 增 强 TORLON 树 脂 的 挠 曲 强 度 超 过 竞 争 性 的 增 强 塑
料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
TORLON 聚 合 物 的 挠 曲 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
在 200°C, 增 强 的 TORLON 牌 号 的 挠 曲 模 量 超 过 竞 争 性 的 增 强
塑 料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
在 23°C 受 张 力 的 应 力 — 应 变 曲 线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
在 23°C 的 局 部 应 力 — 应 变 曲 线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
TORLON 树 脂 在 135°C 时 受 张 力 的 应 力 — 应 变 曲 线 . . . . . . . . .8
TORLON 树 脂 在 30Hz 下 的 挠 曲 疲 劳 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
TORLON 7130 和 4203L 在 30Hz 下 的 拉 伸 / 拉 伸 疲 劳 强 度 ,A 比 值
为 :0.90 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
TORLON 7130 在 2Hz 下 的 拉 伸 / 拉 伸 低 循 环 疲 劳 强 度 , A 比 值
为 :0.90 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
TORLON 树 脂 在 180°C, 30Hz 下 的 高 温 挠 曲 疲 劳 强 度 . . . . . . . .10
TORLON 树 脂 与 竞 争 性 材 料 的 耐 伊 佐 德 (Izod) 冲 击 比 较 . . . .10
紧 凑 拉 伸 试 样 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
TORLON 4203L 的 热 重 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
TORLON 树 脂 在 250°C 下 热 老 化 后 仍 保 持 强 度 . . . . . . . . . . . . .13
TORLON 4203L 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . .14
TORLON 4275 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . .14
TORLON 4301 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . .14
TORLON 5030 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . .14
TORLON 7130 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . .14
TORLON 4203L 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . .15
TORLON 4275 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . .15
TORLON 4301 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . .15
TORLON 5030 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . .15
TORLON 7130 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . .15
TORLON 聚 合 物 在 23°C, 50% 相 对 湿 度 时 的 吸 水 性 . . . . . . . . . .21
TORLON 聚 合 物 在 40°C, 90% 相 对 湿 度 时 的 吸 水 性 . . . . . . . . . .21
平 衡 水 分 吸 收 与 相 对 湿 度 的 关 系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
TORLON 聚 合 物 在 23°C, 50% 相 对 湿 度 时 的 尺 寸 变 化 . . . . . . . .22
TORLON 聚 合 物 在 40°C, 90% 相 对 湿 度 时 的 尺 寸 变 化 . . . . . . . .22
TORLON 4203L 的 热 骤 变 温 度 与 水 分 含 量 的 关 系 . . . . . . . . . . . .23
TORLON 4203L 的 热 骤 变 温 度 与 暴 露 时 间 的 关 系 . . . . . . . . . . . .23
暴 露 于 模 拟 天 候 环 境 下 , TORLON 4203L 的 伸 长 率 基 本 恒 定 .24
暴 露 于 模 拟 天 候 环 境 下 , TORLON 4203L 的 拉 伸 强 度 变 化 . . . .24
由 于 伽 马 辐 射 导 致 的 TORLON 4203L 特 性 变 化 . . . . . . . . . . . . . .24
计 算 轴 承 的 投 影 面 积 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
止 推 垫 圈 的 计 算 实 例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
材 料 的 磨 损 率 是 压 力 速 度 乘 积 (PV) 的 函 数 . . . . . . . . . . . . . .27
止 推 垫 圈 试 样 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
低 速 时 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
中 速 时 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
高 速 时 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
在 260°C 下 长 时 间 固 化 可 改 善 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
基 本 轴 间 隙 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
高 环 境 温 度 下 的 间 隙 系 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
压 配 干 涉 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
TORLON 树 脂 与 金 属 之 比 强 度 的 对 比 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
实 例 中 所 用 的 梁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
圆 形 应 力 集 中 源 的 应 力 集 中 因 子
( 弹 性 应 力 , 轴 向 拉 伸 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
不 同 壁 厚 之 间 的 逐 渐 过 渡 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
脱 模 角 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
– ii –

引 言
TORLON ® 高 性 能 成 型 聚 合 物
欲 在 极 高 温 度 和 应 力 条 件 下 获 得 可 靠 的 性 能 , 请 采 用
TORLON 聚 合 物 。 由 TORLON 工 程 聚 合 物 制 成 的 部 件 超 乎 一
般 热 可 塑 塑 料 所 能 考 虑 的 使 用 状 况 。 这 正 是 为 什 么 航 天
飞 机 的 零 部 件 、 汽 车 变 速 器 以 及 许 多 其 它 关 键 部 件 都 是
采 用 TORLON 聚 合 物 注 塑 成 型 的 。 经 过 许 多 工 业 的 考 验 ,
如 电 气 和 电 子 工 业 、 商 用 设 备 、 航 空 航 天 、 交 通 运 输 、 加
工 制 程 以 及 重 工 业 等 , TORLON 部 件 都 能 面 对 设 计 的 挑
战 。
或 许 其 它 的 一 些 工 程 塑 料 可 以 在 260°C 的 条 件 下 工 作 ,
但 TORLON 聚 合 物 在 这 样 的 严 苛 温 度 下 仍 能 保 持 其 优 异 的
强 度 。 在 高 温 塑 料 中 , TORLON 聚 合 物 具 有 可 注 塑 成 型 的
优 势 。 这 意 味 着 精 确 的 复 制 功 能 和 低 单 位 成 本 , 使
TORLON 聚 合 物 能 低 成 本 的 解 决 困 难 设 计 问 题 。
本 手 册 将 向 读 者 介 绍 TORLON 聚 合 物 产 品 系 列 。 通 过 大 量
的 图 形 和 列 表 , 展 现 了 TORLON 聚 合 物 的 物 理 特 性 和 承 载
能 力 。 设 计 原 则 的 研 讨 和 二 次 加 工 的 说 明 主 要 集 中 在 高
性 能 TORLON 部 件 的 实 际 制 作 方 面 。 通 过 使 用 本 手 册 , 设
计 者 可 以 将 这 些 优 异 性 能 的 塑 料 应 用 于 各 自 的 特 定 需 求
中 。
苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 的 TORLON 高 性 能 聚 合 物 是 一 种 聚 酰
胺 - 酰 亚 胺 树 脂 , 其 一 般 结 构 为 :
图 1
聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 结 构
H
N
O
O
O
N
Ar
n
高 强 度 牌 号 在 高 温 下 , 甚 至 在 相 当 大 的 应 力 下 , 具 有 和 金
属 差 不 多 的 性 能 。
这 类 牌 号 适 用 于 制 造 需 要 反 复 使 用 的 精 密 机 械 和 承 载 部
件 。
耐 磨 损 牌 号 中 的 添 加 剂 , 使 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 树 脂
的 内 在 润 滑 性 得 到 了 进 一 步 的 提 高 。 无 论 是 在 有 润 滑 还
是 无 润 滑 的 环 境 中 , 由 TORLON 聚 合 物 制 成 的 运 动 部 件 都
能 可 靠 地 工 作 。
表 1
TORLON 工 程 聚 合 物
高 强 度
耐 磨 损
4203L 4275
5030 4301
7130 4435
只 有 TORLON 工 程 聚 合 物 才 能 提 供 下 列 的 综 合
性 能 :
• 从 低 温 到 260°C 都 能 正 常 工 作
• 出 色 的 机 械 强 度
• 易 加 工
• 低 可 燃 性 和 低 生 烟 性
• 疲 劳 强 度
• 冲 击 强 度
• 抗 蠕 变 性
• 耐 磨 损 性
• 低 膨 胀 系 数
• 优 异 的 热 稳 定 性
• 耐 航 空 和 汽 车 工 作 液 的 能 力
多 变 化 的 应 用 对 材 料 的 耐 高 温 、 高 强 度 以 及 具 有 经 济 性
的 注 塑 成 型 的 要 求 不 同 , 引 导 出 多 种 TORLON 商 品 级 产
品 , 其 可 分 为 两 大 类 : 高 强 度 牌 号 和 耐 磨 损 牌 号 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 1 –

高 性 能 的 TORLON 聚 合 物
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 树 脂 是 一 类 能 真 正 提 供 优 异 性
能 , 并 可 注 塑 成 型 的 热 可 塑 性 材 料 。 由 于 产 品 的 最 终 用 途
各 种 各 样 , 因 而 开 发 了 多 种 不 同 牌 号 的 产 品 , 每 个 牌 号 都
有 各 自 的 最 佳 特 性 。
如 果 您 的 应 用 需 要 一 种 特 殊 的 改 性 牌 号 , 我 们 可 以 调 配
生 产 出 符 合 您 要 求 的 TORLON 聚 合 物 。
本 页 描 述 了 TORLON 产 品 系 列 并 列 出 了 其 建 议 的 通 常 的 应
用 领 域 。 有 关 特 殊 应 用 的 具 体 建 议 , 请 与 苏 威 高 性 能 塑 料
公 司 的 代 表 联 系 。
表 2
牌 号 和 应 用
TORLON 牌 号 添 加 成 分 特 性 描 述 应 用
高 强 度
4203L TiO 2
5030 30% 玻 璃 纤 维
7130 30% 碳 纤 维
耐 磨 损
4301
4275
4435
石 墨 粉
含 氟 聚 合 物
石 墨 粉
含 氟 聚 合 物
石 墨 粉
含 氟 聚 合 物 及
其 它 添 加 剂
最 佳 耐 冲 击 性 、 最 大 伸 长 率 以 及 良 好 的 脱
模 性 和 电 特 性 。
高 刚 性 、 高 温 下 良 好 的 刚 性 保 持 性 、 非 常 低
的 蠕 变 性 和 高 强 度 。
与 5030 类 似 , 但 刚 性 更 高 。 高 温 下 的 刚 性
保 持 性 最 好 , 耐 疲 劳 性 最 好 。 导 电 。
具 有 高 压 缩 强 度 、 通 用 性 、 高 性 能 、 低 摩 擦
系 数 和 耐 磨 损 的 复 合 物 。
与 4301 类 似 , 在 高 速 时 具 有 更 好 的 耐 磨 损
性 。
在 较 高 压 力 和 速 度 下 (105 Mpa•m/min) 具 有
非 常 好 的 耐 磨 损 性 和 低 的 摩 擦 系 数 。
连 接 器 、 开 关 、 继 电 器 、 止 推 垫 圈 、 花 键
衬 、 阀 座 、 单 向 球 、 提 动 阀 芯 、 机 械 连 接
件 、 轴 衬 、 耐 磨 环 、 绝 缘 体 、 凸 轮 、 采 摘 机
爪 、 滚 珠 轴 承 、 辊 子 及 热 绝 缘 体
内 嵌 插 座 、 齿 轮 、 阀 板 、 整 流 罩 、 管 夹 、 叶
轮 、 转 子 、 壳 体 、 保 护 垫 圈 、 端 子 板 、 绝 缘
体 及 托 架
代 替 金 属 、 壳 体 、 机 械 连 接 件 、 齿 轮 、 紧 固
件 、 花 键 衬 、 货 物 辊 、 托 架 、 阀 、 迷 宫 式 密
封 件 、 整 流 罩 、 管 夹 、 支 座 绝 缘 子 、 叶 轮 、
护 罩 、 潜 在 的 电 磁 干 扰 屏 蔽
轴 承 、 止 推 垫 圈 、 耐 磨 垫 、 条 板 、 活 塞 环 、
密 封 件 、 叶 片 及 阀 座
轴 承 、 止 推 垫 圈 、 耐 磨 垫 、 条 板 、 活 塞 环 、
密 封 件 、 叶 片 及 阀 座
线 圈 骨 架 、 叶 片 、 止 推 垫 圈 、 密 封 圈 及 活 塞
TORLON ® 高 性 能 成 型 聚 合 物 – 2 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

物 理 特 性
高 冲 击 强 度 、 优 异 的 机 械 强 度 以 及 在 高 温 环 境 中 保 持 这
些 特 性 的 出 色 能 力 , 是 所 有 TORLON 树 脂 的 共 有 特 征 。
在 室 温 下 , TORLON 4203L 的 拉 伸 强 度 和 挠 曲 强 度 为 聚 碳
酸 酯 和 尼 龙 的 两 倍 。 在 260°C,TORLON 4203L 的 拉 伸 强 度
和 挠 曲 强 度 与 这 些 工 程 树 脂 其 在 室 温 下 的 值 几 乎 一 样 。
即 使 长 期 暴 露 于 高 温 下 仍 能 保 持 优 良 的 物 理 特 性 。
所 有 注 塑 成 型 、 经 过 后 固 化 处 理 的 试 样 通 常 都 具 有 这 样
的 物 理 特 性 。
第 4 和 第 5 页 的 典 型 特 性 表 中 的 脚 注 。
(1) 按 照 ASTM D638 方 法 所 得 到 的 拉 伸 特 性 列 在 第 7 页 。
(2) 注 意 : 为 获 得 这 些 数 据 而 采 用 的 试 验 方 法 仅 测 量 材 料 在 受 控 实 验 室
条 件 下 对 热 和 火 焰 的 反 应 , 不 可 能 准 确 反 映 实 际 燃 烧 条 件 下 该 材 料
的 火 灾 危 害 程 度 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 3 – 高 性 能 的 TORLON 聚 合 物

表 3
典 型 特 性 *— 美 制 单 位
特 性
机 械 性 能
* 典 型 特 性 ― 各 批 次 产 品 的 实 际 特 性 会 在 规 格 所 要 求 的 范 围 内 有 所 变 化 。
ASTM
试 验 方 法 单 位 4203L 4301 4275 4435 5030 7130
拉 伸 强 度 (1) D1708 kpsi
–321°F 31.5 18.8 29.5 22.8
73°F 27.8 23.7 19.0 16.0 29.7 29.4
275°F 16.9 16.3 16.9 13.0 23.1 22.8
450°F 9.5 10.6 8.1 7.5 16.3 15.7
拉 伸 伸 长 率 D1708 %
–321°F 6 3 4 3
73°F 15 7 7 6 7 6
275°F 21 20 15 4 15 14
450°F 22 17 17 3 12 11
拉 伸 模 量 D1708 kpsi
73°F 700 950 1,130 1,410 1,560 3,220
挠 曲 强 度 D790 kpsi
–321°F 41.0 29.0 54.4 45.0
73°F 34.9 31.2 30.2 22.0 48.3 50.7
275°F 24.8 23.5 22.4 18.7 35.9 37.6
450°F 17.1 16.2 15.8 13.2 26.2 25.2
挠 曲 模 量 D790 kpsi
–321°F 1,140 1,390 20,400 3,570
73°F 730 1,000 1,060 2,150 1,700 2,880
275°F 560 790 810 1,630 1,550 2,270
450°F 520 720 740 1,500 1,430 1,900
压 缩 强 度 D695 kpsi 32.1 24.1 17.8 20.0 38.3 36.9
压 缩 模 量 D695 kpsi 580 770 580 1,240 1,150 1,430
剪 切 强 度 D732 kpsi
73°F 18.5 16.1 11.1 8.7 20.1 17.3
伊 佐 德 (Izod) 冲 击 强 度 ( 1 / 8 in) D256 ft•lbs/in
缺 口 2.7 1.2 1.6 0.8 1.5 0.9
无 缺 口 20.0 7.6 4.7 4.1 9.5 6.4
泊 松 比 0.45 0.39 0.39 0.42 0.43 0.39
热 性 能
变 形 温 度 D648 °F
264 psi 532 534 536 532 539 540
线 性 热 膨 胀 系 数 D696 ppm/°F 17 14 14 8 9 5
导 热 率 C177 Btu in/hr ft 2 °F 1.8 3.7 4.5 5.6 2.5 3.6
可 燃 性
, 保 险 商 实 验 所 (UL) 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0
(2) 极 限 氧 指 数 D2863 % 45 44 45 51 52
电 性 能
介 电 常 数
D150
10 3 Hz 4.2 6.0 7.3 4.4
10 6 Hz 3.9 5.4 6.6 4.2
损 耗 因 子
D150
10 3 Hz 0.026 0.037 0.059 0.022
10 6 Hz 0.031 0.042 0.063 0.050
体 积 电 阻 率 D257 ohm-cm 2 × 10 17 8 × 10 15 8 × 10 15 2 × 10 17 2 × 10 17
表 面 电 阻 率 D257 ohm 5 × 10 18 8 × 10 17 4 × 10 17 6 × 10 6 1 × 10 18
介 电 强 度 (0.040 in) D149 V/mil 580 840
一 般 性 能
密 度 D792 lb/in 3 0.051 0.053 0.054 0.057 0.058 0.054
硬 度 , 洛 氏 E D785 86 72 70 62 94 94
吸 水 性 , 24 小 时 D570 % 0.33 0.28 0.33 0.12 0.24 0.26
物 理 特 性 – 4 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

表 4
典 型 特 性 *— 国 际 制 单 位
特 性
机 械 性 能
* 典 型 特 性 ― 各 批 次 产 品 的 实 际 特 性 会 在 规 格 所 要 求 的 范 围 内 有 所 变 化 。
ASTM
试 验 方 法 单 位 4203L 4301 4275 4435 5030 7130
拉 伸 强 度 (1) D1708 MPa
–200°C 218 130 204 157
23°C 192 163 131 110 205 203
135°C 117 112 117 90 159 157
230°C 66 73 56 52 112 108
拉 伸 伸 长 率 D1708 %
–200°C 6 3 4 3
23°C 15 7 7 6 7 6
135°C 21 20 15 4 15 14
230°C 22 17 17 3 12 11
拉 伸 模 量 D1708 GPa
23°C 4.9 6.6 7.8 9.7 10.8 22.2
挠 曲 强 度 D790 MPa
–200°C 283 200 375 310
23°C 241 215 208 152 333 350
135°C 171 162 154 129 248 259
230°C 118 112 109 91 181 174
挠 曲 模 量 D790 GPa
–200°C 7.9 9.6 14.1 24.6
23°C 5.0 6.9 7.3 14.8 11.7 19.9
135°C 3.9 5.4 5.6 11.2 10.7 15.7
230°C 3.6 5.0 5.1 10.3 9.9 13.1
压 缩 强 度 D695 MPa 220 166 123 138 264 248
压 缩 模 量 D695 GPa 4.0 5.3 4.0 8.5 7.9 9.9
剪 切 强 度 D732 MPa
23°C 128 112 77 60 139 119
伊 佐 德 (Izod) 冲 击 强 度 (3.2 mm) D256 J/m
缺 口 143 64 85 42 80 48
无 缺 口 1,062 404 250 218 504 340
泊 松 比 0.45 0.39 0.39 0.42 0.43 0.39
热 性 能
变 形 温 度 D648 °C
1.8 MPa 278 279 280 278 282 282
线 性 热 膨 胀 系 数 D696 ppm/°C 30.6 25.2 25.2 14.4 16.2 9.0
导 热 率 C177 W/mK 0.26 0.54 0.65 0.80 0.37 0.53
可 燃 性
, 保 险 商 实 验 所 (UL) UL94 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0 94 V-0
(2) 极 限 氧 指 数 D2863 % 45 44 45 51 52
电 性 能
介 电 常 数
D150
10 3 Hz 4.2 6.0 7.3 4.4
10 6 Hz 3.9 5.4 6.6 4.2
损 耗 因 子
D150
10 3 Hz 0.026 0.037 0.059 0.022
10 6 Hz 0.031 0.042 0.063 0.050
体 积 电 阻 率 D257 ohm-cm 2 × 10 17 8 × 10 15 8 × 10 15 2 × 10 17 2 × 10 17
表 面 电 阻 率 D257 ohm 5 × 10 18 8 × 10 17 4 × 10 17 6 × 10 6 1 × 10 18
介 电 强 度 (1 mm) D149 kV/mm 23.6 32.6
一 般 性 能
密 度 D792 g/cm 3 1.41 1.47 1.49 1.58 1.61 1.49
硬 度 , 洛 氏 E D785 86 72 70 62 94 94
吸 水 性 , 24 小 时 D570 % 0.33 0.28 0.33 0.12 0.24 0.26
TORLON PAI 设 计 指 南 – 5 – 高 性 能 的 TORLON 聚 合 物

性 能 特 性
TORLON 工 程 聚 合 物 无 以 匹 敌 的 特 性 能 够 满 足 那 些 要 求 最
为 苛 刻 的 应 用 。 在 宽 广 的 温 度 范 围 内 和 持 续 应 力 作 用 下 ,
保 持 强 度 、 低 蠕 变 性 、 耐 燃 性 、 优 异 的 电 特 性 以 及 在 恶 劣
环 境 下 仍 具 有 异 常 的 完 整 性 , 使 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺
成 为 工 程 塑 料 中 的 一 枝 独 秀 。
机 械 特 性
图 3
TORLON 树 脂 在 宽 广 的 温 度 范 围 内 具 有 高 的 挠 曲 强 度
(C)
极 限 温 度 下 的 拉 伸 强 度 和 挠 曲 强 度
超 高 温
(kpsi)
(MPa)
因 为 具 有 出 色 的 拉 伸 强 度 和 挠 曲 强 度 , 而 且 在 超 过 230°C
的 温 度 下 持 续 工 作 仍 能 保 持 这 些 特 性 , TORLON 聚 酰 胺 -
酰 亚 胺 可 用 于 那 些 对 其 它 多 数 工 程 塑 料 而 言 非 常 苛 刻 的
应 用 中 。
虽 然 许 多 竞 争 性 的 塑 料 宣 称 其 能 够 在 高 达 260°C 的 温 度
下 “ 短 时 工 作 ”, 但 TORLON 聚 合 物 可 在 极 高 的 温 度 下 仍
保 持 其 完 整 的 特 性 。 如 图 2 和 3 所 示 , TORLON 树 脂 在 高
温 下 保 持 其 拉 伸 强 度 和 挠 曲 强 度 的 能 力 非 常 优 异 。
即 使 在 200°C, TORLON 工 程 聚 合 物 在 拉 伸 和 挠 曲 状 态 下
的 强 度 都 要 胜 过 其 它 高 性 能 工 程 塑 料 。 图 4 和 5 将 增 强 的
TORLON 聚 合 物 与 其 它 高 性 能 增 强 树 脂 进 行 了 比 较 。
图 4
(F)
在 200°C, 增 强 TORLON 树 脂 的 拉 伸 强 度 超 过 竞 争 性
的 增 强 塑 料
(kpsi)
(MPa)
图 2
TORLON 树 脂 具 有 出 色 的 拉 伸 强 度
(C)
图 5
在 200°C, 增 强 TORLON 树 脂 的 挠 曲 强 度 超 过 竞 争 性
的 增 强 塑 料
(kpsi)
(MPa)
(kpsi)
(MPa)
(F)
机 械 特 性 – 6 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

根 据 美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验 方 法 D 638
得 到 的 拉 伸 特 性
前 述 部 分 所 报 道 的 拉 伸 特 性 是 按 照 美 国 材 料 试 验 协 会
(ASTM) 的 试 验 方 法 D 1708 得 到 的 。 由 于 拉 伸 特 性 通 常
是 采 用 美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验 方 法 D 638 进
行 测 定 的 , 所 以 也 按 照 该 方 法 对 TORLON 聚 合 物 进 行 了 试
验 。 所 得 数 据 见 表 5。
表 5
按 照 ASTM D638 方 法 得 到 的 室 温 拉 伸 特 性
TORLON 牌 号
特 性 单 位 4203L 4301 4275 4435 5030 7130
拉 伸 强 度 kpsi 22.0 16.4 16.9 13.6 32.1 32.0
(MPa) (152) (113) (117) (94) (221) (221)
伸 长 率 % 7.6 3.3 2.6 1.0 2.3 1.5
拉 伸 模 量 kpsi 650 990 1,280 2,100 2,110 2,400
(GPa) (4.5) (6.8) (8.8) (14.5) (14.5) (16.5)
超 低 温
在 低 温 端 ,TORLON 聚 合 物 不 像 其 它 塑 料 那 样 会 变 脆 。 表 6
显 示 了 TORLON 树 脂 在 低 温 条 件 下 仍 具 有 优 异 的 特 性 。
表 6
TORLON 模 塑 树 脂 在 −200°C 下 的 特 性
TORLON 牌 号
特 性 单 位 4203L 4275 7130 5030
(1) 拉 伸 强 度 MPa 217 130 157 203
(1)
断 裂 伸 长 率
% 6 3 3 4
挠 曲 强 度 (2) MPa 283 200 310 375
挠 曲 模 量 (2) GPa 7.9 9.6 24.6 14.1
(1) ASTM D 1708
(2) ASTM D 790
挠 曲 模 量 — 高 温 下 的 刚 度
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 具 有 高 模 量 , 在 刚 度 非 常 关 键 的
场 合 , 它 是 金 属 的 良 好 替 代 品 。 TORLON 部 件 可 用 明 显 较
轻 的 重 量 提 供 相 同 的 刚 度 。 如 图 6 所 示 , TORLON 树 脂 的
模 量 高 而 且 基 本 恒 定 , 因 此 可 以 预 测 其 部 件 具 有 优 异 的
刚 度 保 持 性 和 抗 蠕 变 性 或 抗 冷 流 变 性 , 即 使 是 在 230°C
也 一 样 。 如 图 7 所 示 , TORLON 聚 合 物 在 高 温 下 仍 具 有 高
的 模 量 , 这 是 竞 争 性 材 料 所 无 法 比 拟 的 , 它 们 在 较 高 温 度
下 会 丧 失 刚 度 。
图 6
TORLON 聚 合 物 的 挠 曲 模 量
(C)
(mpsi)
(GPa)
(F)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 7 – 挠 曲 模 量 — 高 温 下 的 刚 度

图 7
在 200°C, 增 强 的 TORLON 牌 号 的 挠 曲 模 量 超 过 竞 争
性 的 增 强 塑 料
图 9
在 23°C 的 局 部 应 力 — 应 变 曲 线
(Mpsi)
(GPa)
(kpsi)
(MPa)
(%)
应 力 — 应 变 关 系
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 在 室 温 下 不 会 屈 服 , 因 此 , 其 被
破 坏 或 断 裂 时 的 应 变 即 记 为 伸 长 率 。 图 8 所 示 为 几 种
TORLON 牌 号 在 室 温 下 的 应 力 — 应 变 关 系 。 图 9 所 示 的 仅
是 最 初 的 1% 应 变 , 即 室 温 曲 线 几 乎 线 性 的 (“ 虎 克 ”)
部 分 。 图 10 所 示 为 在 135°C 温 度 下 测 得 的 应 力 — 应 变 曲
线 的 最 初 部 分 。
图 10
TORLON 树 脂 在 135°C 时 受 张 力 的 应 力 — 应 变 曲 线
(kpsi)
(MPa)
图 8
在 23°C 受 张 力 的 应 力 — 应 变 曲 线
(kpsi)
(MPa)
(%)
ASTM D 638 Type 1 试 样
(%)
机 械 特 性 – 8 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

耐 循 环 应 力 性
疲 劳 强 度
当 材 料 受 循 环 应 力 作 用 时 , 材 料 会 在 低 于 其 极 限 强 度 的
应 力 水 平 下 发 生 破 坏 。 在 循 环 载 荷 或 振 动 作 用 下 的 抗 破
坏 能 力 称 为 疲 劳 强 度 , 它 是 设 计 中 需 要 考 虑 的 一 个 重 要
指 标 。 TORLON 工 程 聚 合 物 在 拉 伸 状 态 以 及 极 端 严 重 的 挠
曲 状 态 , 即 反 向 弯 曲 形 式 下 , 都 具 有 极 好 的 疲 劳 强 度 。
显 示 最 大 应 力 与 达 到 破 坏 所 需 循 环 次 数 之 间 关 系 的 S-N
曲 线 图 对 预 测 产 品 的 使 用 寿 命 非 常 有 用 。 由 预 期 的 作 用
力 、 适 当 的 应 力 集 中 因 子 以 及 断 面 模 量 即 可 确 定 最 大 应
力 。 将 最 大 应 力 与 疲 劳 强 度 的 S-N 曲 线 进 行 比 较 , 从 而 确
定 材 料 在 所 要 应 用 的 环 境 中 可 望 经 受 的 最 大 循 环 应 力 。
疲 劳 试 验 所 获 得 的 值 受 试 样 和 试 验 方 法 的 影 响 , 所 以 仅
可 作 为 参 考 值 , 而 不 能 作 为 绝 对 值 使 用 。 TORLON 部 件 具
有 耐 循 环 应 力 的 能 力 。TORLON 7130 是 一 种 由 石 墨 纤 维 增
强 的 牌 号 , 它 具 有 优 异 的 疲 劳 强 度 , 并 且 优 于 竞 争 性 的 工
程 塑 料 。 图 11 所 示 为 几 种 TORLON 牌 号 的 S-N 曲 线 。 从 该
图 可 以 看 出 , 即 使 经 过 10,000,000 次 循 环 后 , TORLON 聚
酰 胺 - 酰 亚 胺 在 挠 曲 状 态 下 仍 具 有 优 异 的 耐 循 环 应 力
性 。 图 12 则 显 示 了 TORLON 7130 在 拉 伸 / 拉 伸 循 环 应 力 作
用 下 的 性 能 完 整 性 。 在 较 低 频 率 下 ,TORLON 7130 的 疲 劳
强 度 甚 至 更 高 , 如 图 13 所 示 。
图 12
TORLON 7130 和 4203L 在 30Hz 下 的 拉 伸 / 拉 伸 疲 劳 强
度 , A 比 值 为 : 0.90
(kpsi)
图 13
(MPa)
TORLON 7130 在 2Hz 下 的 拉 伸 / 拉 伸 低 循 环 疲 劳 强 度 ,
A 比 值 为 :0.90
图 11
TORLON 树 脂 在 30Hz 下 的 挠 曲 疲 劳 强 度
(kpsi)
(MPa)
(kpsi)
(MPa)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 9 – 疲 劳 强 度

即 使 在 高 温 下 , TORLON 聚 合 物 仍 能 保 持 循 环 应 力 作 用 下
的 强 度 。 挠 曲 疲 劳 试 验 是 在 180°C 进 行 的 , 试 样 在 该 温 度
下 经 过 了 预 调 节 处 理 。 如 图 14 所 示 的 结 果 表 明 ,TORLON
聚 合 物 适 用 于 那 些 有 高 温 耐 疲 劳 性 要 求 的 应 用 。
图 15
TORLON 树 脂 与 竞 争 性 材 料 的 耐 伊 佐 德 (Izod) 冲 击
比 较
图 14
TORLON 树 脂 在 180°C, 30Hz 下 的 高 温 挠 曲 疲 劳 强 度
(ft-lbs/in)
(J/m)
(kpsi)
(MPa)
耐 冲 击 性
TORLON 树 脂 吸 收 冲 击 能 量 的 能 力 要 优 于 大 多 数 高 模 量 的
塑 料 。 采 用 缺 口 伊 佐 德 (Izod) 方 法 (ASTM D256) 对
TORLON 树 脂 所 进 行 的 试 验 表 明 , 其 结 果 要 优 于 其 它 的 高
温 塑 料 ( 图 15 )。 表 7 总 结 出 TORLON 树 脂 的 缺 口 和 无 缺
口 冲 击 试 验 数 据 。
表 7
3.2 mm 试 棒 的 耐 伊 佐 德 (Izod) 冲 击
缺 口
无 缺 口
TORLON 牌 号 ft•lb/in J/m ft•lb/in J/m
4203L 2.7 143 20.0 1062
4301 1.2 64 7.6 404
4275 1.6 85 4.7 250
4435 0.8 42 4.1 218
5030 1.5 80 9.5 504
7130 0.9 48 6.4 340
耐 循 环 应 力 性 – 10 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

断 裂 韧 度
断 裂 韧 度 可 以 通 过 测 量 聚 合 物 的 断 裂 能 (G lc ) 来 进 行 评
估 。 断 裂 能 (G lc ) 是 对 聚 合 物 吸 收 并 耗 散 冲 击 能 量 而 不 断
裂 之 能 力 的 一 种 量 度 , 其 值 越 大 表 明 材 料 的 断 裂 韧 度 越
高 。 美 国 海 军 实 验 室 (NRL) 采 用 紧 凑 拉 伸 试 样 ( 图 16 )
来 测 量 断 裂 能 。 表 8 列 出 了 从 美 国 海 军 实 验 室 备 忘 录 报
告 5231 (1984 年 2 月 22 日 ) 中 所 选 取 的 几 组 数 据 。 正 如
所 料 , 热 固 性 聚 合 物 不 能 象 热 可 塑 性 材 料 那 样 吸 收 并 耗 散
冲 击 能 量 , 所 以 具 有 较 低 的 断 裂 能 。TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚
胺 表 现 出 优 异 的 断 裂 韧 度 , 其 断 裂 能 (G lc ) 为 3.4 kJ/m 2 。
表 中 列 出 了 玻 璃 转 化 温 度 (T g ), 这 是 为 了 说 明 断 裂 韧 度
与 有 用 温 度 范 围 之 间 的 折 衷 关 系 。 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 具 有 兼
顾 韧 度 和 高 玻 璃 转 化 温 度 (T g ) 的 特 点 。
图 16
紧 凑 拉 伸 试 样
表 8
聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 兼 顾 了 断 裂 韧 度 和 高 的 玻 璃 转 化 温
度
断 裂 能
Tg
ft•lb/in 2 kJ/m 2 °F °C
热 固 性 塑 料
聚 酰 亚 胺 - 1 0.095 0.20 662 350
聚 酰 亚 胺 - 2 0.057 0.12 680 360
四 官 能 结 构 环 氧 树 脂 0.036 0.076 500 260
热 可 塑 性 材 料
聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 1.6 3.4 527 275
聚 砜 1.5 3.2 345 174
聚 醚 砜 1.2 2.5 446 230
聚 酰 亚 胺 - 4 1.0 2.1 689 365
聚 酰 亚 胺 - 3 0.38 0.81 619 326
聚 苯 硫 醚 0.1 0.21 ― ―
a
b
W
G IC = Y2 P C 2 a
EW 2 b 2
其 中 :
Y = 29.6 − 186 (a/w) + 656 (a/w) 2 − 1017 (a/w) 3 + 639 (a/w) 4
P = 临 界 断 裂 载 荷
a = 裂 缝 长 度
E = 试 样 的 模 量
TORLON PAI 设 计 指 南 – 11 – 断 裂 韧 度

热 稳 定 性
热 重 分 析
TORLON 树 脂 在 宽 广 的 温 度 范 围 内 极 为 稳 定 。 如 图 17 所
示 , 当 在 空 气 或 氮 气 中 以 每 分 钟 10°C 的 速 度 加 热 时 ,
TORLON 4203L 在 其 正 常 使 用 温 度 范 围 内 以 及 更 高 的 温 度
下 完 全 没 有 失 重 现 象 。
图 17
TORLON 4203L 的 热 重 分 析
(%)
长 时 间 受 热 的 影 响
UL 相 对 热 指 数
(F)
(C)
UL 相 对 热 指 数 为 最 高 连 续 使 用 温 度 提 供 了 一 个 估 计 值 ,
它 是 根 据 保 险 商 实 验 所 (UL) 规 定 的 方 法 进 行 确 定 的 。
先 要 测 定 材 料 的 初 始 特 性 , 包 括 拉 伸 强 度 、 冲 击 强 度 、 介
电 强 度 、 耐 电 弧 性 、 尺 寸 稳 定 性 以 及 可 燃 性 。 然 后 对 每 一
特 性 和 每 个 老 化 温 度 , 都 要 记 录 所 经 过 的 时 间 以 及 相 对
于 初 始 特 性 值 的 百 分 比 变 化 率 。 特 性 的 “ 寿 命 终 止 ” 时
间 就 是 该 特 性 在 老 化 温 度 下 达 到 其 初 始 值 的 50% 所 需 的
时 间 。 将 寿 命 终 止 点 作 图 并 进 行 回 归 处 理 , 即 可 预 测 任 意
工 作 温 度 下 的 预 期 寿 命 。 预 期 寿 命 为 100,000 小 时 的 温 度
就 是 相 对 热 指 数 。 按 照 上 述 步 骤 , 试 验 了 TORLON 聚 合 物
的 介 电 强 度 ( 电 特 性 ) 、 伊 佐 德 (Izod) 冲 击 ( 机 械 特
性 , 冲 击 ) 以 及 拉 伸 强 度 ( 机 械 特 性 , 无 冲 击 ) 降 低 50%
时 的 情 况 。 其 它 特 性 并 无 明 显 变 化 。
表 9
TORLON 树 脂 的 相 对 热 指 数
机 械
最 小
厚 度 电
有
冲 击
无
冲 击
in mm °F °C °F °C °F °C
TORLON 4203L 0.031 0.81 428 220 * * 410 210
0.047 1.2 428 220 * * 410 210
0.096 2.4 428 220 * * 410 210
0.118 3.0 428 220 392 200 428 220
TORLON 4301 0.118 3.0 * * 392 200 392 200
TORLON 5030 0.062 1.5 428 220 * * * *
0.096 2.4 428 220 * * * *
0.118 3.0 428 220 392 200 428 220
* 未 试 验
根 据 UL 相 对 热 指 数 预 测 , 其 在 指 数 温 度 下 的 有 效 寿 命 至
少 为 100,000 小 时 。 TORLON 聚 合 物 的 UL 相 对 热 指 数 高 达
220°C, 相 当 于 在 220°C 下 持 续 使 用 十 一 年 以 上 。 这 明 显
高 于 大 多 数 的 高 温 工 程 塑 料 。 表 9 总 结 了 TORLON 聚 酰
胺 — 酰 亚 胺 (PAI) 的 4203L、 4301 和 5030 牌 号 的 相 对
热 指 数 。 有 关 最 新 的 信 息 请 查 阅 保 险 商 实 验 所 (UL) 的
网 站 :www.ul.com。
热 老 化 后 的 特 性 保 持
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 在 长 时 间 受 热 后 仍 具 有 耐 化 学 破
坏 性 并 保 持 高 强 度 。 测 定 聚 合 物 热 稳 定 性 的 方 法 之 一 , 是
测 量 样 品 在 高 温 下 进 行 老 化 后 的 机 械 特 性 。
将 注 塑 成 型 并 经 过 后 固 化 处 理 的 拉 伸 试 棒 ( 按 照 ASTM
D1708 的 构 型 ,3.2 mm 厚 ) 在 250°C 强 制 空 气 循 环 的 烘 箱
中 进 行 老 化 。 定 期 从 烘 箱 中 取 出 试 样 , 在 23°C 和 50% 的
相 对 湿 度 下 调 节 处 理 后 进 行 拉 伸 强 度 试 验 。
如 图 18 所 示 ,TORLON 树 脂 在 高 温 下 长 时 间 老 化 后 仍 能 保
持 强 度 。 经 过 10,000 小 时 后 , TORLON 聚 合 物 的 拉 伸 强 度
仍 高 于 许 多 竞 争 性 塑 料 的 极 限 强 度 。 例 如 ,TORLON 4203L
仍 具 有 超 过 170 MPa 的 拉 伸 强 度 。 值 得 注 意 的 是 , 试 样 的
拉 伸 强 度 在 最 初 一 段 时 间 内 实 际 上 是 增 大 的 , 这 是 由 于
其 在 标 准 的 后 固 化 处 理 之 后 还 能 获 得 更 大 的 强 度 。
TORLON 聚 合 物 在 长 时 间 热 老 化 后 仍 能 保 持 其 优 异 的 电 和
机 械 特 性 以 及 UL 可 燃 性 等 级 。 表 10 表 明 ,TORLON 4203L
即 使 长 时 间 暴 露 在 250°C 的 温 度 下 仍 能 满 足 要 求 苛 刻 的
应 用 。
热 稳 定 性 – 12 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

图 18
TORLON 树 脂 在 250°C 下 热 老 化 后 仍 保 持 强 度
(kpsi)
表 10
TORLON 4203L 热 老 化 后 的 特 性 保 持
(MPa)
导 热 率
TORLON 树 脂 的 导 热 率 低 , 适 用 于 那 些 有 隔 热 要 求 的 应
用 。 TORLON 的 热 屏 蔽 作 用 可 保 护 关 键 的 密 封 元 件 免 受 高
温 影 响 , 并 能 防 止 敏 感 仪 器 元 件 的 热 损 失 。 表 12 所 示 为
采 用 ASTM C177 方 法 , 在 冷 板 和 热 板 温 度 分 别 为 50°C 和
100°C 的 条 件 下 , 由 1.6 mm 厚 的 TORLON 树 脂 试 样 所 测 得
的 导 热 率 。
表 12
TORLON 树 脂 的 导 热 率
TORLON
导 热 率
牌 号 Btu•in/hr•ft 2 •°F W/m•K
4203L 1.8 0.26
4301 3.7 0.54
4275 4.5 0.65
4435 5.6 0.80
5030 2.5 0.37
7130 3.6 0.53
特 性
在 250°C 的 小 时 数
2,000 12,000 17,000
介 电 强 度 *, V/mil 654
可 燃 性 **, UL 94 94 V-0 94 V-0 94 V-0
尺 寸 变 化 **, % 0.0 0.5 0.9
拉 伸 强 度 保 持 率 **, % 110 86 67
伊 佐 德 (Izod) 冲 击 强 度 保 持 率 **, % 101 67 38
* 试 样 厚 度 为 0.9 mm
** 试 样 厚 度 为 3.2 mm
比 热
比 热 随 温 度 的 变 化 数 据 是 采 用 差 示 扫 描 量 热 仪 进 行 测 定
的 。
表 11 列 出 了 四 种 TORLON 牌 号 在 四 个 不 同 温 度 下 的 数 据 。
表 11
TORLON 聚 合 物 的 比 热
比 热 (cal/gm°C)
TORLON 牌 号 4203L 4301 5030 7130
温 度 , °F (°C)
77 (25) 0.242 0.240 0.229 0.230
212 (100) 0.298 0.298 0.276 0.285
392 (200) 0.362 0.359 0.327 0.346
482 (250) 0.394 0.385 0.353 0.375
线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)
如 表 13 所 示 , 填 充 的 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 热 膨 胀
与 金 属 非 常 近 似 。
表 13
TORLON 树 脂 和 部 分 金 属 的 线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)*
线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)
ppm/°F
ppm/°C
TORLON 7130 5.0 9.0
退 火 的 铬 镍 铁 合 金 X 6.7 12.1
普 通 碳 钢 AISI-SAE 1020 6.7 12.1
钛 6-2-4-2 7.0 12.6
TORLON 5030 9.0 16.2
铜 9.3 16.7
不 锈 钢 , 304 型 9.6 17.3
商 用 青 铜 合 金 , 90%, C2200 10.2 18.4
退 火 的 铝 合 金 2017, ASTM B221 12.7 22.9
TORLON 4275 14.0 25.2
TORLON 4301 14.0 25.2
铝 合 金 7075 14.4 26.0
TORLON 4203L 17.0 30.6
*TORLON 树 脂 的 线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE) 是 按 照 ASTM D 696 方 法 在
23−150°C 的 温 度 范 围 内 测 量 得 到 的 。 金 属 的 线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)
摘 自 CRC 化 学 和 物 理 手 册 第 54 版 (CRC Handbook of Chemistry and
Physics, 54th ed.) 和 1983 年 12 月 出 版 的 1984 材 料 选 择 手 册 — 材 料 工
程 分 册 (Materials Engineering, 1984 Materials Selector edition, Dec. 1983)。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 13 – 线 性 热 膨 胀 系 数 (CLTE)

抗 蠕 变 性
大 多 数 塑 料 的 局 限 性 在 于 其 受 应 力 作 用 时 会 发 生 形 变 ,
这 种 形 变 通 常 被 称 为 蠕 变 。 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 具 有
抗 蠕 变 性 , 在 应 力 作 用 下 更 象 是 金 属 而 不 是 塑 料 。 要 获 得
可 测 量 的 蠕 变 , 必 须 使 TORLON 聚 合 物 受 到 大 于 大 多 数 其
它 塑 料 的 极 限 强 度 的 应 力 作 用 。 设 计 者 必 须 要 考 虑 塑 料
在 拟 应 用 场 合 的 预 期 应 力 和 温 度 条 件 下 的 长 期 蠕 变 行
为 。 图 19 至 23 总 结 了 在 室 温 下 施 加 应 力 分 别 为 34.5、
68.9 和 103.4 MPa 的 拉 伸 蠕 变 试 验 (ASTM D2990) 的 部 分 数
据 。
图 21
TORLON 4301 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
图 19
TORLON 4203L 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
图 22
TORLON 5030 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
(%)
图 20
TORLON 4275 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
图 23
TORLON 7130 在 23°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
(%)
热 稳 定 性 – 14 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

图 24 至 28 所 示 为 在 200°C 的 温 度 下 进 行 试 验 的 数 据 。
当 应 力 超 过 34.5 MPa 时 , 非 增 强 牌 号 的 TORLON 在 超 过
200°C 的 极 高 温 度 下 可 能 会 发 生 蠕 变 或 断 裂 。 对 于 这 些 应
用 , 建 议 采 用 增 强 牌 号 。
图 26
TORLON 4301 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
图 24
TORLON 4203L 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
图 27
TORLON 5030 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
(%)
图 25
TORLON 4275 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
图 28
TORLON 7130 在 200°C 下 的 应 变 与 时 间 的 关 系
(%)
(%)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 15 – 抗 蠕 变 性

可 燃 性
试 验 数 据 表 明 , TORLON 部 件 非 常 适 用 于 电 气 、 电 子 、 航
空 航 天 以 及 其 它 对 材 料 的 可 燃 性 要 求 非 常 高 的 应 用 。
TORLON 5030 和 7130 超 过 了 联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 对 可
燃 性 、 烟 气 密 度 和 毒 气 排 放 的 要 求 , 并 且 大 大 超 过 了 所 建
议 的 对 飞 机 内 饰 使 用 的 要 求 。
氧 指 数
ASTM D 2863 将 氧 指 数 定 义 为 : 在 该 试 验 方 法 所 规 定 的 条
件 下 , 支 持 最 初 处 于 室 温 下 的 材 料 有 焰 燃 烧 的 氧 氮 混 合
气 中 氧 气 的 最 低 浓 度 ( 以 体 积 百 分 比 表 示 )。
由 于 平 常 的 空 气 中 含 有 大 约 21% 的 氧 气 , 如 果 一 种 材 料
的 氧 指 数 略 高 于 21, 那 么 就 可 以 认 为 这 种 材 料 具 有 耐 燃
性 , 因 为 它 只 能 在 富 氧 的 气 氛 中 燃 烧 。 表 14 所 示 为 几 种
TORLON 树 脂 的 氧 指 数 。 氧 指 数 高 表 明 材 料 的 耐 燃 烧 性
高 。
美 国 国 家 标 准 局 (NBS) 烟 气 密 度
表 14
氧 指 数 , ASTM D2863
TORLON 牌 号 氧 指 数 (%)
4203L 45
4301 44
4275 45
5030 51
7130 52
材 料 在 燃 烧 时 会 产 生 烟 气 。 在 许 多 应 用 中 , 所 产 生 烟 气 的
量 和 密 度 都 是 很 重 要 的 。
美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验 方 法 E 662 提 供 了 一
种 评 估 相 对 烟 气 密 度 的 标 准 方 法 。 该 试 验 最 初 是 由 美 国
国 家 标 准 局 (NBS) 开 发 的 , 因 而 常 常 被 称 为 NBS 烟 气 密
度 试 验 。
按 熏 烧 和 燃 燃 两 种 方 式 对 TORLON 树 脂 进 行 了 试 验 。 所 得
结 果 见 表 15。
表 15
美 国 国 家 标 准 局 (NBS) 烟 气 密 度
NFPA 258, 试 样 厚 度 为 1.3−1.5 mm
Sm= 熏 烧 , Fl = 燃 燃
TORLON
4203L
TORLON
5030
TORLON
7130
Sm Fl Sm Fl Sm Fl
最 低 透 光 率 (%) 92 6 96 56 95 28
最 大 比 光 密 度 (D m ) 5 170 2 35 3 75
达 到 90% 的 时 间 D m
( 分 钟 )
毒 气 排 放 试 验
表 16
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 毒 气 排 放 试 验
美 国 国 家 标 准 局 , NFPA 258
试 样 厚 度 为 1.3−1.5 mm
Sm= 熏 烧 , Fl = 燃 燃
点 燃 特 性
18.5 18.6 10.7 15.7 17.0 16.0
TORLON 5030 TORLON 7130
Sm
ppm
Fl
ppm
Sm
ppm
Fl
ppm
盐 酸 0

可 根 据 这 些 数 据 将 材 料 按 其 易 点 燃 性 进 行 归 类 。
表 17
TORLON 4203L 的 点 燃 特 性
ASTM D1929 °F °C
骤 燃 温 度 1058 570
自 燃 温 度 1148 620
UL 94 可 燃 性 标 准
由 UL 公 司 所 制 定 的 UL 94 可 燃 性 标 准 是 一 个 可 根 据 塑 料
材 料 的 耐 燃 烧 性 能 进 行 分 类 的 体 系 。 一 种 塑 料 材 料 的 可
燃 性 等 级 取 决 于 该 材 料 在 受 控 实 验 室 条 件 下 对 热 和 火 焰
的 反 应 情 况 , 可 作 为 判 定 其 可 燃 性 是 否 适 合 某 项 特 殊 应
用 的 初 步 指 示 。 热 可 塑 性 材 料 对 热 与 火 焰 的 实 际 反 应 情
况 还 取 决 于 其 产 品 的 大 小 、 形 状 以 及 其 最 终 用 途 等 其 它
因 素 。 另 外 , 诸 如 易 点 燃 性 、 燃 烧 速 度 、 火 焰 扩 散 、 燃 料
贡 献 、 燃 烧 强 度 以 及 所 燃 烧 的 产 品 等 最 终 用 途 的 应 用 特
性 , 都 会 影 响 该 材 料 的 燃 烧 反 应 。
UL 94 标 准 由 三 种 主 要 试 验 方 法 组 成 。 它 们 分 别 为 水 平 燃
烧 试 验 , 20 MM 垂 直 燃 烧 试 验 及 500 MW 垂 直 燃 烧 试 验 。
水 平 燃 烧 试 验
对 于 94HB 分 类 等 级 , 注 塑 试 样 的 尺 寸 限 制 为 长 125 mm,
宽 13 mm, 厚 度 为 该 等 级 所 要 求 的 最 小 厚 度 。 把 试 样 夹 在
水 平 位 置 , 用 20 mm 的 蓝 火 焰 以 45 度 角 去 接 触 未 被 夹 住
的 试 样 另 一 端 约 30 秒 钟 左 右 , 直 到 燃 烧 锋 面 到 达 距 离 预
先 画 好 的 离 试 条 边 缘 25 mm 处 为 止 。 移 开 火 焰 后 , 就 可 以
计 算 出 燃 烧 锋 面 从 25 mm 处 燃 烧 到 预 先 画 好 的 100 mm 处
的 燃 烧 速 度 。 至 少 要 用 该 方 法 测 试 三 个 试 样 。 若 一 种 塑 料
在 试 样 厚 度 大 于 3mm 时 的 燃 烧 速 度 不 超 过 40 mm/min, 或
者 采 用 厚 度 小 于 3mm 的 试 棒 时 不 超 过 75 mm/min, 则 其 就
属 于 94HB 等 级 。 该 等 级 也 包 括 无 法 燃 烧 到 100 mm 参 考 标
记 的 产 品 。
20 MM 垂 直 燃 烧 试 验
根 据 对 夹 在 垂 直 位 置 试 样 的 试 验 结 果 , 可 将 材 料 分 类 为
94V-0、 94V-1 或 94V-2 级 。
20 MM 垂 直 燃 烧 试 验 比 94HB 试 验 更 严 格 。 该 试 验 采 用 长
125 mm, 宽 13 mm 以 及 该 等 级 所 要 求 的 最 小 厚 度 ( 一 般
为 0.8 mm 或 1.6 mm) 的 试 样 。
把 试 样 夹 在 垂 直 位 置 , 用 20 mm 高 的 蓝 火 焰 去 接 触 所 夹
试 样 的 底 边 。 在 接 触 了 10 秒 钟 后 把 火 焰 移 开 。 当 试 样 停
止 燃 烧 时 , 再 次 用 火 焰 去 接 触 10 秒 , 然 后 移 开 。 用 该 方
法 测 试 总 共 五 个 试 样 。 表 18 列 出 了 采 用 该 试 验 对 材 料 进
行 分 类 的 标 准 。
表 18
UL 对 V-0、 V-1 或 V-2 材 料 分 类 的 标 准
标 准 条 件 94V-0 94V-1 94V-2
每 种 独 立 试 样 的 余 焰 时 间 ,
(t 1 或 t 2 )
≤ 10s ≤ 30s ≤ 30s
任 何 条 件 下 的 总 余 焰 时 间
(5 种 试 样 的 t 1 +t 2 )
≤ 50s ≤ 250s ≤ 250s
再 次 用 火 点 燃 后 , 每 种 独 立 试
样 的 余 焰 加 余 烬 时 间 (t 2 +t 3 )
任 何 试 样 的 余 焰 或 余 烬 到 达 夹
具
棉 花 指 示 物 被 火 焰 颗 粒 或 掉 落
物 点 燃
≤ 30s ≤ 60s ≤ 60s
否 否 否
否 否 是
表 19 列 出 了 所 选 牌 号 TORLON 树 脂 的 燃 烧 等 级 。 TORLON
树 脂 的 最 新 等 级 情 况 可 以 在 保 险 商 实 验 所 (UL) 的 网 站
http://data.ul.com/iqlink/index.asp 中 找 到 。
表 19
由 保 险 商 实 验 所 制 定 的 垂 直 可 燃 性 标 准 (UL 94)
厚 度
牌 号 in. mm UL 94 等 级
4203, 4203L 0.047 1.2 V-0
0.094 2.4 V-0
0.118 3.0 V-0
4301 0.047 1.2 V-0
0.094 2.4 V-0
0.118 3.0 V-0
5030 0.047 1.2 V-0
0.059 1.5 V-0
0.094 2.4 V-0
0.118 3.0 V-0
TORLON PAI 设 计 指 南 – 17 – UL 94 可 燃 性 标 准

联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 可 燃 性
TORLON 5030 和 7130 的 试 验 是 按 照 25.853(a) 和 附 录 F 中
所 述 的 针 对 运 输 类 飞 机 的 联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 垂 直 可
燃 性 试 验 进 行 的 。 其 结 果 如 表 20 所 示 。
还 对 TORLON 5030 和 7130 试 样 进 行 了 水 平 可 燃 性 试 验
[FAA 运 输 类 飞 机 , 见 25.853(b-3) 和 附 录 F] 和 45 可 燃 性 试
验 [FAA 货 物 和 行 李 舱 , 见 25.855(1-a)]。 在 上 述 两 种 情 况
下 , 试 样 都 不 被 点 燃 。 基 于 这 些 结 果 , 表 明 TORLON 5030
和 7130 符 合 这 些 规 范 的 要 求 。
表 20
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 垂 直 可 燃 性
平 均 燃 烧 长 度
牌 号 in. mm
TORLON 5030 0.6 15.2
TORLON 7130 0.6 15.2
UL 57 电 气 照 明 器 材
就 Torlon 4203L 树 脂 是 否 符 合 该 标 准 的 可 燃 性 要 求 进 行 了
试 验 。 表 21 所 列 的 结 果 显 示 , 该 材 料 满 足 这 些 要 求 。
表 21
UL 57 对 电 气 照 明 器 材 的 可 燃 性 要 求
牌 号
TORLON 4203L
试 验 结 果
根 据 该 规 范 第 81.12 节 , 厚 度 为
(1.2, 3.2 和 5 mm) 的 试 样 是 不 燃 的 。
注 意 : 获 得 本 部 分 所 列 数 据 而 采 用 的 试 验 方 法 仅 测 量 材 料
在 这 些 试 验 方 法 所 规 定 的 受 控 实 验 室 条 件 下 对 热 和 火 焰
的 响 应 , 不 可 能 准 确 反 映 实 际 燃 烧 条 件 下 该 材 料 的 火 灾
危 害 程 度 。 此 外 , 由 于 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 既 无 法 掌 控 这
些 塑 料 用 户 的 最 终 配 方 , 包 括 其 内 部 添 加 或 外 部 添 加 的
组 分 , 也 无 法 掌 控 其 加 工 条 件 或 最 终 的 物 理 形 态 或 形 状 ,
这 些 试 验 结 果 对 最 终 使 用 目 的 可 能 并 不 直 接 适 用 。
可 燃 性 – 18 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

各 种 环 境 中 的 性 能
耐 化 学 性
在 中 等 温 度 下 , TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 几 乎 不 受 脂 肪 烃
和 芳 香 烃 、 氯 代 烃 和 氟 代 烃 以 及 大 多 数 酸 的 影 响 。 然 而 ,
该 聚 合 物 可 能 会 受 到 饱 和 蒸 汽 、 强 碱 以 及 一 些 高 温 酸 性
体 系 的 侵 蚀 。 多 种 特 殊 化 学 品 对 TORLON 4203L 的 拉 伸 强
度 影 响 如 表 22 所 示 。 要 获 得 最 佳 的 耐 化 学 性 , 对 TORLON
部 件 进 行 适 当 的 后 固 化 处 理 是 有 必 要 的 。
表 22
TORLON 4203L 在 90°C 的 温 度 下 ,24 小 时 后 的 耐 化 学
性
( 另 有 说 明 的 除 外 )
化 学 品 等 级 化 学 品 等 级
酸 类
吗 啉
A
醋 酸 (10%)
A 吡 啶
F
冰 醋 酸
A
醛 和 酮
醋 酸 酐
A 苯 乙 酮
A
乳 酸
A 苯 甲 醛
A
苯 磺 酸
F 环 己 酮
A
铬 酸 (10%)
A 甲 醛 (37%)
A
蚁 酸 (88%)
C 糠 醛
C
盐 酸 (10%)
A 丁 酮
A
盐 酸 (37%)
A
含 氯 有 机 物
氢 氟 酸 (40%)
F
乙 酰 氯 (50°C)
A
磷 酸 (35%)
A
苄 基 氯 (50°C)
A
硫 酸 (30%)
A
四 氯 化 碳
A
碱 类
氯 苯
A
氢 氧 化 铵 (28%)
C 2- 氯 乙 醇 A
氢 氧 化 钠 (15%)
F 氯 仿 (50°C)
A
氢 氧 化 钠 (30%)
F 表 氯 醇
A
水 溶 液 (10%)
氯 乙 烯
A
硫 酸 铝
A
酯 类
氯 化 铵
A 乙 酸 戊 酯
A
硝 酸 铵
A 乙 酸 丁 酯
A
氯 化 钡
A 邻 苯 二 甲 酸 丁 酯 A
溴 ( 饱 和 溶 液 , 50°C) A 乙 酸 乙 酯
A
氯 化 钙
A
醚 类
硝 酸 钙
A
丁 基 醚
A
氯 化 铁
A
纤 维 素 溶 剂
A
氯 化 镁
A
P- 二 恶 烷 (50°C) A
高 锰 酸 钾
A
四 氢 呋 喃
A
碳 酸 氢 钠
A
氯 化 银
A 烃 类
碳 酸 钠
A
环 己 烷
A
氯 化 钠
A
柴 油
A
铬 酸 钠
A
汽 油 (50°C)
A
次 氯 化 钠
A
庚 烷
A
硫 酸 钠
A
矿 物 油
A
硫 化 钠
A
机 油
A
亚 硫 酸 钠
A
干 洗 溶 剂 油
A
甲 苯
A
醇 类
2- 氨 基 乙 醇 F 腈 类
正 戊 醇
A
乙 腈
A
正 丁 醇
A
苯 基 氰
A
环 己 醇
A 硝 基 复 合 物
乙 二 醇
A 硝 基 苯
A
胺
硝 基 甲 烷
A
苯 胺
A 其 它
正 丁 胺
A 磷 酸 甲 苯 基 二 苯 酯 A
二 甲 基 苯 胺
A 环 丁 砜
A
二 溴 化 乙 烯
F 亚 磷 酸 三 苯 酯
A
适 用 性 等 级 的 符 号 说 明
•A— 优 异 — 无 侵 蚀 , 对 机 械 特 性 的 影 响 可 忽 略 不 计 。
•B— 良 好 — 轻 微 侵 蚀 , 机 械 特 性 有 少 量 降 低 。
•C— 一 般 — 中 等 侵 蚀 , 材 料 的 寿 命 有 限 。
•F— 差 — 材 料 会 在 短 时 间 内 破 坏 、 分 解 或 溶 解 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 19 – 耐 化 学 性

耐 汽 车 和 航 空 工 作 液 的 能 力
航 空 航 天 和 汽 车 工 程 师 对 聚 合 物 经 受 通 常 使 用 的 工 作 液
后 保 持 其 特 性 的 能 力 特 别 看 重 。 全 浸 渍 试 验 表 明 ,
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 不 受 150°C 的 普 通 润 滑 液 和 低 温
的 飞 机 液 压 液 的 影 响 ; 也 不 受 汽 轮 机 油 的 影 响 , 即 使 在
高 温 的 应 力 作 用 下 也 一 样 。 在 135°C, 飞 机 液 压 液 会 使 强
度 稍 有 降 低 。 表 23 和 25 总 结 了 特 定 流 体 浸 渍 试 验 的 方 法
和 结 果 。
汽 车 润 滑 液
按 照 ASTM D790 规 定 的 试 样 于 150°C 的 润 滑 液 中 浸 渍 一 个
月 后 , 在 室 温 下 进 行 试 验 。 TORLON 4203L 和 4275 在 这 些
条 件 下 具 有 优 异 的 特 性 保 持 能 力 ( 见 表 23)。
表 23
在 150°C 的 汽 车 润 滑 液 中 浸 渍 后 的 特 性 保 持 率
在 室 温 下 试 验
TORLON 4203L TORLON 4275
挠 曲 强 度
保 持 率 ,
%
挠 曲 强 度
保 持 率 ,
%
润 滑 剂
重 量 变 化
%
重 量 变 化
%
机 油 1 0.0 99.4 0.0 95.5
变 速 器 油 2 0.0 100.3 0.0 94.2
齿 轮 润 滑 油 3 +0.2 102.7 +0.2 100.6
1 Valvoline SAE 20W 2 Exxon 11933 3 Penzoil 80W-90
在 一 项 单 独 的 试 验 中 , 将 TORLON 4301 和 TORLON 4275 在
150°C 的 温 度 下 暴 露 于 3 种 不 同 型 号 的 福 特 自 动 变 速 器 油
中 1,500 小 时 。 经 过 暴 露 后 , 对 材 料 的 拉 伸 强 度 和 挠 曲 模
量 进 行 了 测 量 , 并 与 暴 露 之 前 的 数 值 进 行 了 比 较 。 表 24
所 示 的 结 果 表 明 , 材 料 对 这 些 工 作 液 具 有 优 异 的 耐 分 解
性 。
表 24
在 150°C 的 福 特 自 动 变 速 器 油 中 1,500 小 时 后 的 影 响
拉 伸 强 度 保 持 率 (%) 挠 曲 模 量 保 持 率 (%)
工 作 液 TORLON 4301 TORLON 4275 TORLON 4301 TORLON 4275
1 87 95 97 93
2 89 88 93 96
3 85 97 94 92
飞 机 液 压 液 (SKYDROL 500B)
将 TORLON 的 轴 承 牌 号 4301 和 4275 浸 渍 在 −80°C 和 135°C
的 飞 机 液 压 液 中 41 天 。 拉 伸 特 性 的 变 化 如 表 25 所 示 。
在 135°C, 工 作 液 对 两 种 牌 号 的 TORLON 都 略 有 影 响 , 表
现 为 拉 伸 强 度 损 失 了 大 约 10%。 值 得 注 意 的 是 , 该 损 失 不
是 脆 化 的 结 果 , 因 为 伸 长 率 仍 保 持 不 变 。 试 验 表 明 , 飞 机
液 压 液 中 的 TORLON 4203L 试 棒 试 样 在 高 应 力 作 用 下 也 不
会 开 裂 、 软 化 及 破 裂 。 而 在 低 温 试 验 中 , 两 种 牌 号 都 未 受
到 明 显 的 影 响 。
飞 机 汽 轮 机 油 , 有 应 力 和 无 应 力 作 用
TORLON 部 件 在 高 温 和 受 应 力 作 用 下 , 仍 具 有 优 异 的 耐
Aeroshell ® 5
500 汽 轮 机 油 的 能 力 。 汽 轮 机 油 对 TORLON
4203L 和 7130 的 影 响 非 常 轻 微 :4203L 在 应 力 下 浸 渍 100
小 时 后 , 在 高 达 200°C 的 温 度 下 仍 保 持 其 极 限 拉 伸 强 度
的 80% 以 上 , 不 会 断 裂 ; 而 石 墨 纤 维 增 强 牌 号 7130 的 情
况 则 更 好 , 在 高 达 230°C 的 温 度 下 仍 可 耐 受 80% 水 平 的
极 限 应 力 。
表 25
在 飞 机 液 压 液 中 浸 渍 后 的 拉 伸 强 度
Skydrol ® 500B
牌 号
TORLON 4301
在 另 一 项 无 应 力 作 用 的 试 验 中 , TORLON 4203L 和 4301 在
150°C 的 Aeroshell ® * 500 中 浸 渍 1000 小 时 之 后 , 基 本 没 有
观 察 到 拉 伸 强 度 的 变 化 。
* Aeroshell 是 壳 牌 石 油 公 司 的 注 册 商 标 。
应 力 下 的 耐 化 学 性
拉 伸 强 度
保 持 率 (%)
伸 长 率
保 持 率 (%)
在 275°F (135°C) 下 1,000 小 时 89.6 94.1
在 −108°F (−80°C) 下 1,000 小 时 94.0 95.8
TORLON 4275
在 275°F (135°C) 下 1,000 小 时 92.7 119.3
在 −108°F (−80°C) 下 1,000 小 时 101.3 129.8
Skydrol 是 Monsanto 公 司 的 注 册 商 标
在 室 温 下 试 验
对 经 过 彻 底 后 固 化 处 理 的 TORLON 部 件 进 行 了 应 力 下 的 耐
化 学 性 试 验 。 尺 寸 为 12.7 × 1.3 × 0.3 cm 的 试 样 被 夹 在 曲 面
半 径 为 12.7 cm 的 夹 具 上 。 用 需 要 试 验 的 化 学 品 在 每 一 试
样 的 中 部 涂 抹 一 分 钟 。 分 别 在 一 小 时 和 两 小 时 之 后 重 复
上 述 操 作 。 24 小 时 后 , 检 查 试 样 是 否 断 裂 、 开 裂 、 膨 胀
及 软 化 。
试 验 了 对 下 列 化 学 环 境 的 耐 化 学 性 : 航 空 汽 油 、 汽 轮 机 燃
料 ( 喷 气 机 A/A-1)、 液 压 液 、 丁 酮 、 二 氯 甲 烷 、 1,1,1 三
氯 乙 烷 和 甲 苯 。 没 有 一 种 TORLON 试 样 出 现 任 何 断 裂 、 开
裂 、 膨 胀 或 软 化 。
各 种 环 境 中 的 性 能 – 20 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

水 的 影 响
和 其 它 高 温 工 程 塑 料 和 复 合 材 料 一 样 , TORLON 部 件 会 吸
收 水 分 。 但 其 吸 收 速 度 慢 , 而 且 经 过 干 燥 后 部 件 能 迅 速 恢
复 其 原 始 尺 寸 和 特 性 。
吸 收 速 度
只 有 将 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 长 时 间 暴 露 于 高 湿 度 的 条
件 下 , 才 有 可 能 让 其 吸 收 显 著 的 水 分 。 其 吸 收 速 度 取 决 于
聚 合 物 的 牌 号 、 温 度 、 湿 度 以 及 部 件 的 几 何 形 状 。
图 29 和 30 显 示 了 对 尺 寸 为 127 × 13 × 3 mm 的 均 匀 试 棒 的
试 验 结 果 。 吸 水 性 取 决 于 水 在 部 件 内 的 扩 散 , 因 而 与 部 件
的 厚 度 成 反 比 。
恒 定 湿 度 下 的 平 衡 吸 收
在 恒 定 的 湿 度 下 , TORLON 部 件 吸 收 的 水 分 为 平 衡 量 。 采
用 尺 寸 为 127 × 13 × 3 mm 的 均 匀 板 条 所 测 得 的 吸 水 量 与
相 对 湿 度 的 关 系 如 图 31 所 示 。
图 29
TORLON 聚 合 物 在 23°C, 50% 相 对 湿 度 时 的 吸 水 性
(%)
图 30
TORLON 聚 合 物 在 40°C, 90% 相 对 湿 度 时 的 吸 水 性
(%)
图 31
平 衡 水 分 吸 收 与 相 对 湿 度 的 关 系
(%)
(%)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 21 – 水 的 影 响

尺 寸 变 化
当 TORLON 部 件 吸 收 水 分 时 , 其 尺 寸 会 发 生 轻 微 的 变 化 。
图 32 和 33 显 示 了 标 准 试 验 部 件 在 特 定 温 度 下 暴 露 于 大 气
湿 度 的 尺 寸 变 化 。 与 吸 收 速 度 的 情 况 一 样 , 填 料 最 少 或 增
强 最 少 的 TORLON 4203L 牌 号 树 脂 的 尺 寸 变 化 最 大 。
尺 寸 和 特 性 的 恢 复
通 过 干 燥 , TORLON 部 件 能 够 恢 复 到 其 原 始 尺 寸 和 特 性 。
所 需 温 度 和 时 间 取 决 于 部 件 的 大 小 和 几 何 形 状 。 对 于 上
述 的 试 验 板 条 , 在 150°C 加 热 16 小 时 后 即 恢 复 到 其 原 始
尺 寸 。
机 械 特 性 和 电 特 性 的 变 化
为 了 说 明 吸 水 引 起 的 机 械 特 性 变 化 , 试 样 被 浸 泡 在 水 中
直 至 其 重 量 增 加 2%。 表 26 列 出 了 将 上 述 试 样 的 特 性 与 在
23°C 和 50% 的 相 对 湿 度 下 调 节 处 理 40 小 时 的 试 样 特 性
进 行 比 较 的 结 果 。 最 明 显 的 变 化 是 刚 度 有 轻 微 的 降 低 。
水 的 吸 收 使 TORLON 树 脂 的 电 阻 减 小 , 轻 微 地 改 变 了 其 介
电 特 性 。 当 水 分 为 2% 时 , TORLON 试 样 的 体 积 电 阻 率 和
表 面 电 阻 率 分 别 为 3 × 10 14 ohm/m 和 1 × 10 17 ohm, 介 电 强
度 为 24 kV/mm。
图 32
TORLON 聚 合 物 在 23°C, 50% 相 对 湿 度 时 的 尺 寸 变 化
(%)
图 33
TORLON 聚 合 物 在 40°C, 90% 相 对 湿 度 时 的 尺 寸 变 化
(%)
表 26
吸 水 量 为 2% 时 TORLON 4203L 的 特 性 变 化
特 性 变 化 (%)
拉 伸 强 度
−7
拉 伸 模 量
−11
伸 长 率 13
剪 切 强 度 1
伊 佐 德 (Izod) 冲 击 强 度 20
介 电 常 数 18
损 耗 因 子 53
各 种 环 境 中 的 性 能 – 22 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

骤 然 高 温 暴 露 的 约 束 条 件
水 分 的 吸 收 限 制 了 TORLON 部 件 能 够 被 加 热 的 速 度 。 除 非
允 许 所 吸 收 的 水 分 从 部 件 内 向 外 扩 散 , 否 则 骤 然 暴 露 于
高 温 会 使 部 件 变 形 或 起 泡 。 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 采 用 术
语 “ 热 骤 变 温 度 ” 来 表 示 骤 然 暴 露 于 热 而 导 致 变 形 的 温
度 。
为 了 测 定 热 骤 变 温 度 , 将 127 × 13 × 3mm 的 试 样 在 相 对
湿 度 为 58% 和 温 度 为 23°C 的 环 境 中 暴 露 一 段 特 定 的 时
间 。 TORLON 树 脂 会 吸 收 水 分 。 所 吸 收 的 量 取 决 于 暴 露 时
间 和 TORLON 树 脂 的 牌 号 。 测 量 并 记 录 试 棒 的 尺 寸 。
然 后 将 试 棒 置 于 已 预 热 至 试 验 温 度 的 空 气 循 环 烘 箱 中 。
一 小 时 后 取 出 样 品 , 检 查 外 观 并 进 行 测 量 。 如 果 出 现 水 泡
或 起 泡 , 或 者 尺 寸 增 大 0.025 mm 以 上 , 则 发 生 了 破 坏 。
发 生 可 见 破 坏 的 最 低 温 度 就 确 定 为 热 骤 变 温 度 。
图 34 给 出 了 对 吸 水 最 敏 感 的 TORLON 4203L 牌 号 的 热 骤 变
温 度 与 水 分 含 量 的 关 系 。 在 吸 水 量 为 2.5% 时 ( 即 在 相 对
湿 度 为 50% 和 室 温 条 件 下 的 平 衡 量 ) , 热 骤 变 温 度 远 远
超 过 200°C。 图 35 给 出 了 热 骤 变 温 度 与 暴 露 时 间 的 关
系 。 即 使 暴 露 在 相 对 湿 度 为 58% 和 温 度 为 23°C 的 条 件 下
超 过 200 小 时 , 由 TORLON 4203L 制 成 的 试 验 部 件 也 不 会
发 生 变 形 , 只 有 骤 然 暴 露 于 200°C 以 上 的 温 度 时 才 会 变
形 。 其 它 牌 号 的 TORLON 树 脂 的 平 衡 吸 水 量 较 低 ( 参 见
图 31 ), 因 而 它 们 的 热 骤 变 温 度 较 高 。 通 过 在 150°C 的
温 度 下 进 行 干 燥 , 可 以 将 热 骤 变 温 度 恢 复 到 材 料 的 最 高
水 平 , 所 需 的 干 燥 时 间 为 每 增 加 3mm 的 部 件 厚 度 增 加 24
小 时 的 干 燥 时 间 。
图 34
TORLON 4203L 的 热 骤 变 温 度 与 水 分 含 量 的 关 系
(F)
图 35
TORLON 4203L 的 热 骤 变 温 度 与 暴 露 时 间 的 关 系
(F)
%
(C)
(C)
58%
TORLON PAI 设 计 指 南 – 23 – 水 的 影 响

日 晒 色 牢 度 (Weather-Ometer ® ) 试 验
TORLON 注 塑 成 型 聚 合 物 具 有 优 异 的 抗 紫 外 线 分 解 能 力 。
TORLON 4203L 树 脂 经 过 6,000 小 时 的 气 候 老 化 后 没 有 发 生
分 解 ( 见 图 36 和 37), 这 相 当 于 在 室 外 暴 露 五 年 。 轴 承
牌 号 的 树 脂 , 如 4301 中 含 有 石 墨 粉 , 它 使 材 料 呈 黑 色 并
能 屏 蔽 紫 外 线 。 这 些 牌 号 对 室 外 暴 露 具 有 更 好 的 耐 分 解
性 。
根 据 美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验 方 法 D 1708 制 成
的 拉 伸 棒 被 暴 露 在 Atlas 日 光 碳 弧 日 晒 色 牢 度 试 验 机 中 进
行 试 验 。 经 过 各 种 不 同 的 暴 露 时 间 后 将 试 棒 取 出 并 进 行
拉 伸 强 度 和 伸 长 率 测 定 。 试 验 条 件 为 :60°C 的 黑 板 温 度 ,
50% 的 相 对 湿 度 以 及 每 102 分 钟 一 次 的 18 分 钟 喷 洒 水 。
抗 伽 马 辐 射 性
图 38 显 示 了 伽 马 辐 射 对 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 影 响
可 以 忽 略 不 计 , 经 过 10 9 拉 德 的 辐 射 后 , 拉 伸 强 度 的 损 失
仅 为 5%。
图 36
暴 露 于 模 拟 气 候 环 境 下 , TORLON 4203L 的 伸 长 率 基
本 恒 定
(%)
图 37
暴 露 于 模 拟 气 候 环 境 下 , TORLON 4203L 的 拉 伸 强 度
变 化
(kpsi)
(MPa)
图 38
由 于 伽 马 辐 射 导 致 的 TORLON 4203L 特 性 变 化
(%)
rad
各 种 环 境 中 的 性 能 – 24 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

电 特 性
大 多 数 TORLON 牌 号 具 有 电 绝 缘 性 。TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚
胺 可 为 复 杂 的 电 气 和 电 子 部 件 提 供 高 温 工 作 和 易 注 塑 成
型 能 力 的 完 美 结 合 。 特 殊 牌 号 的 TORLON 工 程 聚 合 物 具 有
导 电 性 。TORLON 7130 是 一 种 导 电 的 牌 号 , 可 有 效 屏 蔽 电
磁 干 扰 。 设 计 工 程 师 应 该 考 虑 材 料 的 重 要 电 特 性 , 例 如
表 27 中 所 列 的 各 种 电 特 性 。
表 27
重 要 的 电 指 标
特 性
ASTM
试 验
方 法
意 义
介 电 常 数 D150 用 该 材 料 填 充 的 电 容 器 电 容 与 抽 真 空 的
电 容 器 电 容 之 间 的 比 率 。 它 表 示 其 分 子
在 电 场 下 可 被 极 化 的 能 力 。 低 介 电 常 数
表 示 可 极 化 性 低 ; 该 材 料 便 可 作 为 绝 缘
体 使 用 。
损 耗 因 子 DI50 表 示 交 流 电 能 被 转 换 为 热 能 的 介 电 损 耗
( 耗 散 的 能 量 )。 损 耗 因 子 低 表 示 介 电 损
耗 低 , 而 损 耗 因 子 高 则 表 示 能 量 在 材 料
中 的 损 耗 大 , 继 而 材 料 在 高 频 下 使 用 时 会
变 热 。
体 积 电 阻 率 D257 将 立 方 体 两 个 面 之 间 的 电 阻 乘 以 这 两 个
面 的 面 积 得 到 每 单 位 立 方 体 的 电 阻 , 它
以 欧 姆 为 单 位 。 体 积 电 阻 率 越 高 , 材 料 的
绝 缘 效 果 就 越 好 。
表 面 电 阻 率 D257 电 流 通 过 一 平 方 厘 米 的 材 料 试 样 表 面 时
的 电 阻 。 表 面 电 阻 率 越 高 表 示 绝 缘 特 性
越 好 。
介 电 强 度 D149 表 示 绝 缘 材 料 在 受 到 破 坏 ( 介 电 击 穿 )
之 前 所 能 承 受 的 电 压 。 高 的 介 电 强 度 表
示 该 材 料 是 好 的 绝 缘 体 。
用 于 绝 缘 的 TORLON 聚 合 物
TORLON 聚 酰 胺 — 酰 亚 胺 (PAI) 树 脂 具 有 优 异 的 电 绝 缘
特 性 , 并 能 在 各 种 环 境 中 保 持 这 些 特 性 。 如 表 28 所 示 ,
TORLON 的 4203L 和 5030 牌 号 的 介 电 强 度 及 体 积 和 表 面 电
阻 率 高 。
而 适 合 在 需 要 耐 磨 损 场 合 应 用 的 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺
牌 号 , 4301、 4275 及 4435, 则 含 有 石 墨 , 在 一 定 条 件 下
可 以 导 电 。 尽 管 采 用 美 国 材 料 试 验 协 会 (ASTM) 的 试 验
方 法 D 257 所 测 得 的 结 果 表 明 这 些 材 料 具 有 高 的 电 阻 , 但
由 于 该 试 验 方 法 使 用 直 流 电 进 行 测 量 , 所 以 这 些 材 料 在
较 高 的 频 率 和 电 压 下 仍 可 表 现 出 一 定 的 导 电 性 。
表 28
TORLON 树 脂 的 电 特 性
TORLON 牌 号
4203L 4301* 4275* 4435* 5030
体 积 电 阻 率
(ASTM D257)
ohm•cm 2 × 10 17 8 × 10 15 8 × 10 15 2 × 10 7 2 × 10 17
表 面 电 阻 率
(ASTM D257)
ohm 5 × 10 18 8 × 10 17 4 × 10 17 6 × 10 10 1 × 10 18
介 电 强 度 , 1mm
(ASTM D 149)
V/mil 580 840
kV/mm 24 33
介 电 常 数
(ASTM D150)
10 3 Hz 4.2 6.0 7.3 4.4
10 6 Hz 3.9 5.4 6.6 4.2
损 耗 因 子
(ASTM D150)
10 3 Hz 0.026 0.037 0.059 0.022
10 6 Hz 0.031 0.042 0.063 0.023
* 含 有 石 墨 粉 。 在 这 些 试 验 中 , 它 们 表 现 为 绝 缘 体 。 但 在 高 电 压 或 高
频 条 件 下 , 它 们 可 能 会 成 为 导 体 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 25 – 用 于 绝 缘 的 TORLON 聚 合 物

在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用
TORLON PAI 耐 磨 损 牌 号 的 介 绍
TORLON 的 耐 磨 损 牌 号 ,4301、4275 和 4435, 为 运 动 部 件
的 设 计 提 供 了 新 的 可 能 。 这 些 材 料 具 有 高 的 压 缩 强 度 和
模 量 、 优 异 的 抗 蠕 变 性 以 及 在 高 温 下 保 持 强 度 和 模 量 的
突 出 能 力 , 同 时 还 具 有 自 润 滑 性 和 低 的 热 膨 胀 系 数 , 使 它
们 成 为 在 严 酷 工 作 环 境 中 使 用 的 耐 磨 损 表 面 的 首 选 材
料 。 在 有 润 滑 、 无 润 滑 以 及 少 量 润 滑 的 使 用 状 况 下 ,
TORLON PAI 轴 承 都 能 可 靠 地 工 作 。 适 合 这 些 独 特 特 性 的 典
型 应 用 有 : 普 通 轴 承 、 止 推 垫 圈 、 密 封 圈 、 叶 片 、 阀 座 、
轴 衬 以 及 耐 磨 垫 。
将 总 载 荷 除 以 面 积 即 可 得 到 压 力 。 对 于 套 筒 轴 承 , 常 采 用
投 影 面 积 , 由 套 筒 的 长 度 乘 以 轴 承 的 内 径 , 如 图 39 所
示 。 压 力 通 常 标 识 为 帕 斯 卡 (Pa), 等 同 于 牛 顿 / 平 方 米 。
图 39
计 算 轴 承 的 投 影 面 积
轴 承 设 计 方 案
只 要 两 种 固 体 相 互 摩 擦 , 磨 损 是 不 可 避 免 的 。 将 两 个 滑 移
面 挤 压 在 一 起 的 作 用 力 ( 压 力 ) 和 发 生 滑 移 的 速 度 影 响
磨 损 率 。
磨 损 率 的 关 系 式
可 按 下 列 的 经 验 方 程 , 将 磨 损 率 与 压 力 和 速 度 联 系 在 一
起 。
t = KPVT
其 中 :
t = 磨 损
K = 在 给 定 的 P 和 V 值 下 测 得 的 磨 损 系 数
P = 轴 承 表 面 的 压 力
V = 轴 承 的 表 面 速 度
T = 时 间
该 方 程 似 乎 表 明 磨 损 程 度 直 接 与 压 力 和 速 度 成 正 比 。 如
果 磨 损 系 数 K 为 常 数 , 这 样 的 结 论 就 应 该 是 正 确 的 。 然 而
对 于 聚 合 物 材 料 , 磨 损 系 数 并 不 是 常 数 , 而 是 要 随 着 压 力
和 速 度 的 变 化 而 改 变 。 该 方 程 仅 在 特 定 的 压 力 速 度 (PV)
值 下 从 磨 损 率 和 预 期 使 用 寿 命 , 并 对 负 载 比 进 行 校 正 后 ,
计 算 该 PV 值 下 的 磨 损 深 度 是 有 用 的 。
计 算 压 力 和 速 度
轴 承
典 型 的 普 通 轴 承 由 套 筒 轴 承 围 绕 转 轴 而 构 成 。 要 计 算 以
每 秒 钟 米 数 为 单 位 的 滑 移 速 度 , 可 将 以 毫 米 为 单 位 的 轴
径 乘 以 每 分 钟 转 数 (rpm), 再 乘 以 0.003144。 例 如 ,13 mm
的 轴 以 1200 rpm 的 转 速 旋 转 , 将 具 有 49 米 / 分 钟 或 ( 除
以 60) 0.8 米 / 秒 钟 的 速 度 。
止 推 垫 圈
计 算 止 推 垫 圈 的 滑 移 速 度 时 , 通 常 采 用 平 均 直 径 来 确 定
每 转 的 长 度 。 例 如 , 外 径 和 内 径 分 别 为 70 mm 和 50 mm
的 止 推 垫 圈 , 其 平 均 直 径 为 60 mm, 将 该 直 径 乘 以 π 或
3.14 就 得 到 每 转 的 滑 移 距 离 。 单 位 为 毫 米 的 平 均 直 径 应
该 乘 以 3.14 和 每 分 钟 转 数 (rpm), 再 除 以 60000, 便 得
到 单 位 为 米 / 秒 的 速 度 。 继 续 示 例 , 假 定 每 分 钟 转 数 为
100, 速 度 应 该 是 60 × 3.14 × 100 ÷ 60000, 或 0.31 米 / 秒 。
图 40
止 推 垫 圈 的 计 算 实 例
70 mm
国 际 制 单 位
面 积 = π × (70/2) 2 - π × (50/2) 2
面 积 = 3.14 × (1225-625)
面 积 = 3.14 × 600
面 积 = 1884 mm 2
面 积 = 0.001884 m 2
50 mm
在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用 – 26 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

要 想 计 算 压 力 , 将 总 载 荷 除 以 承 载 面 积 即 可 。 图 40 描 述
了 该 示 例 中 所 用 的 止 推 垫 圈 , 并 详 细 介 绍 了 承 载 面 积 的
计 算 。 如 果 垫 圈 上 的 载 荷 为 445 牛 顿 , 压 力 应 该 由 445 牛
顿 除 以 0.001884 m 2 而 得 到 。 该 结 果 (236200) 的 单 位 应
该 是 N/m 2 , 也 称 为 帕 斯 卡 (Pa)。 将 该 值 除 以 10 6 即 得 到
0.24 MPa。
对 于 该 示 例 , 其 PV 值 应 该 是 0.074 MPa-m/s。
PV 极 限 值 概 念
无 论 是 增 大 压 力 或 是 增 大 速 度 都 会 导 致 额 外 的 摩 擦 和 随
之 而 来 的 额 外 摩 擦 热 。 由 于 聚 合 物 材 料 的 特 性 随 温 度 变
化 , 所 以 压 力 和 速 度 的 乘 积 对 预 测 聚 合 物 轴 承 材 料 的 性
能 非 常 有 用 。 如 果 在 各 种 不 同 的 压 力 和 速 度 条 件 下 对 聚
合 物 轴 承 材 料 进 行 试 验 , 并 将 所 得 结 果 对 压 力 速 度 乘 积
(PV) 作 图 , 其 典 型 的 行 为 如 图 41 所 示 。 对 低 到 中 等 的
PV 值 , 磨 损 低 。 随 着 PV 值 的 增 加 , 磨 损 会 在 某 个 点 开 始
加 快 。 这 个 发 生 转 变 时 的 PV 值 通 常 被 称 为 PV 极 限 值 或 者
极 限 PV 值 。 由 于 会 产 生 摩 擦 热 , 在 材 料 PV 极 限 值 以 上 使
用 的 轴 承 的 磨 损 非 常 迅 速 , 并 可 能 会 熔 融 。
本 文 中 测 量 耐 磨 损 性 数 据 的 方 法 是 ASTM D 3702, 该 方 法
采 用 手 动 止 推 轴 承 ,3 轴 销 机 。 它 采 用 注 塑 成 型 将 试 样 制
成 圆 片 , 然 后 通 过 机 加 工 制 成 最 终 的 构 型 , 如 图 42 所
示 。
图 42
止 推 垫 圈 试 样
图 41
材 料 的 磨 损 率 是 压 力 速 度 乘 积 (PV) 的 函 数
(K)
PV
测 量 耐 磨 损 性
评 估 相 对 耐 磨 损 性 的 方 法 有 许 多 种 。 因 为 存 在 大 量 的 独
立 变 数 , 所 以 各 种 方 法 之 间 几 乎 没 有 相 关 性 。
PV
试 样 由 表 面 光 泽 度 为 0.4 µmm 的 AISI C-1018 钢 制 的 固 定
垫 圈 进 行 试 验 。 试 验 是 在 环 境 温 度 和 湿 度 下 进 行 的 , 而 且
没 有 任 何 外 部 润 滑 。 先 将 止 推 垫 圈 试 样 在 60 m/min 的 速
度 和 8.5 巴 的 压 力 下 打 磨 20 小 时 , 以 除 去 表 面 缺 陷 。 然
后 在 特 定 的 速 度 和 压 力 下 对 每 一 试 样 试 验 20 小 时 。 试 验
前 和 试 验 后 , 在 止 推 垫 圈 圆 片 的 4 个 等 距 点 进 行 高 度 测
量 , 从 而 得 到 单 位 为 毫 米 的 平 均 磨 损 深 度 , 并 用 于 磨 损 系
数 的 计 算 。
TORLON 耐 磨 损 牌 号
有 三 种 牌 号 的 TORLON PAI 通 过 混 合 添 加 剂 来 提 高 它 们 在
无 润 滑 使 用 时 的 耐 磨 损 性 。 这 些 牌 号 为 :4301、 4275 和
4435。
耐 磨 材 料 的 特 征 是 磨 损 系 数 (K) 低 。 摩 擦 系 数 低 的 含 氟
聚 合 物 具 有 非 常 低 的 磨 损 系 数 , 但 其 机 械 特 性 有 限 而 且
抗 蠕 变 性 差 。PV 值 低 时 ,TORLON 耐 磨 损 牌 号 的 磨 损 系 数
与 填 充 的 聚 四 氟 乙 烯 (PTFE) 相 当 , 这 是 一 种 含 氟 聚 合
物 。 但 是 , TORLON 聚 合 物 具 有 更 好 的 抗 蠕 变 性 和 强 度 。
TORLON 聚 合 物 的 磨 损 系 数 与 较 昂 贵 的 聚 酰 亚 胺 树 脂 相
似 , 而 选 用 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 则 具 有 明 显 的 成 本 优
势 。 此 外 ,TORLON 树 脂 可 注 塑 成 型 , 而 聚 酰 亚 胺 则 不 行 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 27 – TORLON 耐 磨 损 牌 号

TORLON PAI 的 三 种 耐 磨 损 牌 号 在 各 种 PV 值 下 测 得 的 磨 损
系 数 如 表 29 所 示 。
表 29
磨 损 系 数 和 磨 损 率
美 制 单 位
磨 损 系 数 , 10 −10 in 3 min/ft-lb-hr
磨 损 率 , 10 −6 in/hr
速 度 — 50 ft/min TORLON Vespel ® PEEK TORLON Vespel ® PEEK
压 力 (psi) PV 4301 4275 4435 SP-21 X50FC30 4301 4275 4435 SP-21 X50FC30
200 10000 17 8 NT 19 45 17 8 NT 19 45
500 25000 42 49 NT 52 129 105 122.5 NT 130 322
1000 50000 82 55 27 38 249 410 275 135 190 1245
1500 75000 NT 28 20 28 熔 融 NT 210 150 210 熔 融
2000 100000 NT 24 20 开 裂 NT NT 240 200 开 裂 NT
速 度 — 200 ft/min
50 10000 17 18 NT 18 74 17 18 NT 18 74
125 25000 83 39 98 104 69 208 98 245 260 172
250 50000 156 74 33 47 168 780 370 165 235 840
375 75000 NT 222 21 36 168 NT 1665 158 270 1260
500 100000 NT 熔 融 20 28 熔 融 NT 熔 融 200 280 熔 融
速 度 — 800 ft/min
12.5 10000 95 13 NT 52 21 95 13 52 21
31.25 25000 385 69 69 154 962 172 172 385
62.5 50000 896 118 92 63 1419 4480 590 460 315 7095
93.75 75000 NT 214 77 52 熔 融 NT 1605 578 390 熔 融
125 100000 NT 熔 融 52 40 NT NT 熔 融 520 400 NT
国 际 制 单 位
磨 损 系 数 , 10 −10 mm-s/mPa-hr
磨 损 率 , 10 −6 m/hr
速 度 — 0.25 m/s
TORLON Vespel ® PEEK TORLON Vespel ® PEEK
压 力 (MPa) PV 4301 4275 4435 SP-21 X50FC30 4301 4275 4435 SP-21 X50FC30
1.379 0.350 8 6 NT 14 33 0.3 0.2 NT 0.5 1.1
3.447 0.876 30 36 NT 38 94 2.7 3.1 NT 3.3 8.2
6.895 1.751 59 40 20 28 181 10.4 7.0 3.4 4.8 31.6
10.342 2.627 NT 20 15 20 熔 融 NT 5.3 3.8 5.3 熔 融
13.790 3.503 NT 17 15 开 裂 NT NT 6.1 5.1 开 裂 NT
速 度 — 1.02 m/s
0.345 0.350 12 13 NT 13 54 0.4 0.5 NT 0.5 1.9
0.862 0.876 60 28 71 75 50 5.3 2.5 6.2 6.6 4.4
1.724 1.751 113 54 24 34 122 19.8 9.4 4.2 6.0 21.3
2.586 2.627 NT 126 15 26 122 NT 33.1 4.0 6.9 32.0
3.447 3.503 NT 熔 融 15 20 熔 融 NT 熔 融 5.1 7.1 熔 融
速 度 — 4.06 m/s
0.086 0.350 69 9 NT 38 15 2.4 0.3 NT 1.3 0.5
0.215 0.876 102 50 NT 50 112 8.9 4.4 NT 4.4 9.8
0.431 1.751 135 86 67 46 1030 23.6 15.0 11.7 8.0 180.2
0.646 2.627 NT 155 56 38 熔 融 NT 40.8 14.7 9.9 熔 融
0.862 3.503 NT 熔 融 38 29 NT NT 熔 融 13.2 10.2 NT
在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用 – 28 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

图 43 至 45 中 的 曲 线 数 据 清 楚 地 表 明 , TORLON 4435 在 宽
广 PV 值 范 围 内 具 有 优 异 的 耐 磨 损 性 。
图 43
低 速 时 的 耐 磨 损 性
接 触 面 对 磨 损 率 的 影 响
表 29 以 及 图 43 至 45 中 所 提 供 的 磨 损 数 据 是 采 用 淬 硬 至
洛 氏 C 尺 度 24 的 C1018 钢 进 行 测 定 的 。 为 了 评 估 接 触 面
对 耐 磨 损 性 的 影 响 , 也 采 用 了 其 它 金 属 对 TORLON 4301 进
行 试 验 。 所 得 结 果 见 表 30。
50 ft/min (0.25 m/s)
(MPa)
表 30
采 用 不 同 金 属 接 触 面 时 TORLON 4301 PAI 的 磨 损 特 征
(ìin/hr)
( ì m/hr)
作 为 TORLON 4301 的 接 触 面 使 用 的 金 属
C1018 C1018 316
铝 压 铸
合 金
( 标 准 ) 软 不 锈 钢 黄 铜 A360 A380
洛 氏 硬 度 , C 尺 度
24 6 17 −15 −24 −28
高 速 时 的 相 对 磨 损 系 数
1.0 1.4 7.5 2.1 1.3 1.2
(kpsi)
低 速 时 的 相 对 磨 损 系 数
1.0 1.2 1.2 1.5 1.5 0.9
图 44
中 速 时 的 耐 磨 损 性
( ì in/hr)
200 ft/min (1.02 m/s)
(MPa)
( ì m/hr)
有 润 滑 的 耐 磨 损 性
TORLON 的 轴 承 牌 号 在 无 润 滑 环 境 中 的 非 凡 性 能 是 避 免 在
通 常 有 润 滑 环 境 中 由 于 润 滑 油 失 缺 而 导 致 灾 难 性 部 件 破
坏 或 咬 粘 的 根 本 保 证 。 在 烃 类 油 润 滑 的 变 速 器 中 ,
TORLON 止 推 垫 圈 在 PV 值 为 2700 MPa. m/min 的 条 件 下 表 现
良 好 。 在 水 润 滑 的 液 压 马 达 叶 片 中 , 当 PV 值 超 过
2,000,000 时 仍 具 有 非 常 好 的 性 能 。 表 31 总 结 了 浸 渍 于 液
压 液 中 的 TORLON 4301 的 磨 损 特 征 。
表 31
TORLON 4301 有 润 滑 的 耐 磨 损 性
PV (P/V = 50/900) 45,000
磨 损 系 数 , K
(10 −10 in 3 •min/ft•lb•hr) 1.0
静 态 摩 擦 系 数 0.08
动 态 摩 擦 系 数 0.10
1,000 小 时 的 磨 损 深 度 (mm) 0.0045 (0.11 mm)
图 45
高 速 时 的 耐 磨 损 性
(psi)
(MPa)
800 ft/min (4.06 m/s)
( ì in/hr)
( ì m/hr)
(psi)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 29 – 有 润 滑 的 耐 磨 损 性

耐 磨 损 性 与 后 固 化 处 理
TORLON 部 件 的 耐 磨 损 性 取 决 于 适 当 的 后 固 化 处 理 。 彻 底
而 完 全 的 后 固 化 处 理 对 获 得 最 大 的 耐 磨 损 性 是 必 要 的 。
为 了 说 明 耐 磨 损 性 对 后 固 化 处 理 的 依 赖 性 , 将 TORLON
4301 试 样 进 行 特 定 周 期 的 后 固 化 处 理 , 然 后 测 定 不 同 时
间 点 的 耐 磨 损 性 。 试 验 结 果 及 固 化 周 期 如 图 46 所 示 。 在
该 试 验 中 , 磨 损 系 数 K 在 十 一 天 后 达 到 最 小 值 , 表 明 已 获
得 最 大 的 耐 磨 损 性 。
所 需 后 固 化 处 理 的 时 间 长 短 取 决 于 部 件 的 构 型 和 厚 度 ,
并 在 一 定 程 度 上 依 赖 于 注 塑 成 型 的 条 件 。 长 期 暴 露 于
260°C 的 温 度 下 不 会 对 TORLON 部 件 产 生 损 害 。 较 短 周 期
下 的 适 用 性 必 须 由 实 验 来 证 实 。
图 46
在 260°C 下 长 时 间 固 化 可 改 善 耐 磨 损 性
固 化 周 期 由 部 件 的 几 何 形 状 所 决 定 。
在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用 – 30 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

轴 承 设 计
设 计 由 TORLON PAI 制 成 的 轴 承 时 , 保 持 适 当 的 轴 间 隙 是
关 键 。 对 于 金 属 轴 承 , 大 的 间 隙 易 引 起 轴 振 动 和 划 伤 。PAI
轴 承 具 有 非 常 高 的 弹 性 , 可 阻 尼 振 动 并 且 不 会 划 伤 或 卡
死 。 轴 承 内 径 由 总 的 转 动 间 隙 加 上 轴 外 径 来 确 定 。 总 的 转
动 间 隙 是 基 本 间 隙 、 高 环 境 温 度 的 校 正 值 以 及 如 果 轴 承
是 压 配 时 的 压 配 干 涉 校 正 值 的 总 和 。
图 47 显 示 了 基 本 间 隙 与 轴 径 的 函 数 关 系 。 如 果 轴 承 是 用
在 高 于 室 温 的 环 境 温 度 下 , 则 应 该 使 用 图 48 所 示 的 系
数 。 图 49 给 出 了 使 用 压 配 轴 承 的 建 议 公 差 。
为 了 举 例 说 明 如 何 正 确 选 择 PAI 轴 承 的 尺 寸 , 可 考 虑 在
65°C 环 境 温 度 下 轴 径 和 轴 承 壁 厚 分 别 为 50 mm 和 5mm
的 假 定 情 况 。PAI 轴 承 是 压 配 到 钢 套 中 的 。 由 图 47 得 到 的
基 本 间 隙 为 0.23 mm。 由 图 48 中 的 系 数 (0.0085) 乘 以 壁
厚 可 得 到 高 环 境 温 度 下 的 额 外 间 隙 为 0.04 mm。 所 建 议 的
压 配 干 涉 校 正 值 为 0.13 mm。 由 于 轴 承 的 内 径 将 减 少 所 相
应 的 干 涉 值 , 该 减 少 量 要 加 到 间 隙 上 。 因 而 , 基 本 间 隙
0.23 mm + 温 度 校 正 间 隙 0.04 mm + 干 涉 校 正 值 0.13 mm
便 得 到 总 间 隙 0.40 mm。 所 以 , PAI 轴 承 的 内 径 应 当 是
50.4 mm。
图 47
基 本 轴 间 隙
mil
图 48
高 环 境 温 度 下 的 间 隙 系 数
(mm)
(C)
(mm)
(F)
图 49
压 配 干 涉
(mm)
(mm)
TORLON PAI 设 计 指 南 – 31 – 轴 承 设 计

行 业 和 机 构 认 证
TORLON 工 程 聚 合 物 已 成 功 通 过 了 多 项 行 业 标 准 和 规 范 的
试 验 。 以 下 清 单 是 最 新 认 证 的 概 略 , 但 并 非 是 全 部 , 因 为
针 对 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 更 多 实 际 应 用 工 作 还 在 继
续 进 行 中 。
ASTM D 5204 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 树 脂 (PAI) 注 塑 和 挤 塑 成 型
材 料 的 标 准 分 类 体 系
TORLON 牌 号 ASTM D 5204 编 号
4203L PAI000R03A56316E11FB41
或 者 PAI011M03
或 者 PAI021M03
4301 PAI000L15A32232E12FB42
或 者 PAI012L15
或 者 PAI022L15
4275 PAI000L23A22133E13FB42
或 者 PAI012L23
或 者 PAI022L23
4435 PAI0120
或 者 PAI0220
5030 PAI000G30A61643E15FB46
或 者 PAI013G30
或 者 PAI023G30
7130 PAI000C30A51661FB47
或 者 PAI013C30
或 者 PAI023C30
美 国 航 空 和 航 天 管 理 局
NHB8060.1 “ 材 料 在 支 持 燃 烧 环 境 中 的 可 燃 性 、 气 味
和 废 气 处 理 的 要 求 及 试 验 方 法 ” 。 TORLON 4203L 和
4301 已 经 通 过 了 NASA NHB8060.1 对 宇 宙 飞 船 材 料 的 非
真 空 暴 露 的 要 求 。
汽 车 工 程 师 协 会 的 航 空 航 天 材 料 规 范
AMS 3670 是 适 用 于 TORLON 材 料 的 规 范 。 该 规 范 提 出
了 要 求 在 温 度 高 达 250°C 时 具 有 低 的 摩 擦 系 数 、 热 稳
定 性 和 韧 度 的 应 用 情 况 。 具 体 的 规 范 中 包 括 了
TORLON 4203L, 4275, 4301, 5030 和 7130 材 料 :
AMS 3670/1-TORLON 4203L
AMS 3670/2-TORLON 4275
AMS 3670/3-TORLON 4301
AMS 3670/4-TORLON 5030
AMS 3670/5-TORLON 7130
保 险 商 实 验 所 (UL)
垂 直 可 燃 性
所 有 TORLON 牌 号 均 已 定 为 94 V-0 级 。 参 见 第 17 页 的
表 19。
连 续 使 用
TORLON 4203L、 4301 和 5030 的 相 对 热 指 数 列 在 第 12
页 的 表 9 中 。
联 邦 航 空 管 理 局
TORLON 5030 和 7130 通 过 了 联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 对
可 燃 性 、 烟 气 密 度 和 毒 气 排 放 的 要 求 。
MIL-P-46179A 军 用 规 范
美 国 国 防 部 已 于 1994 年 7 月 27 日 取 消 了 该 规 范 , 并
采 纳 了 ASTM D 5204 标 准 。 下 面 对 照 表 包 括 在 采 纳 说
明 中 。
TORLON
牌 号 类 型 级 别 ASTM D 5204
4203L I PAIOOOR03A56316EllFB41
4301 II 1 PAIOOOL15A32232E12FB42
4275 II 2 PAIOOOL23A22133E13FB42
5030 III 1 PAIOOOG30A61643E15FB46
7130 IV PAIOOOC30A51661FB47
在 需 要 耐 磨 损 场 合 的 应 用 – 32 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

结 构 设 计
材 料 效 率 — 比 强 度 和 比 模 量
减 轻 重 量 是 降 低 成 本 、 减 小 摩 擦 和 降 低 能 源 消 耗 的 关 键 。
当 使 用 TORLON 工 程 聚 合 物 代 替 金 属 时 , 重 量 明 显 较 轻 的
TORLON 部 件 能 承 受 相 同 的 载 荷 。
材 料 拉 伸 强 度 与 其 密 度 之 比 ( 即 比 强 度 ) 可 提 供 有 关 “ 材
料 效 率 ” 的 信 息 。 例 如 , TORLON 5030 的 比 强 度 为 1.3 ×
10 5 J/kg, 而 对 应 的 不 锈 钢 为 0.8 × 10 5 J/kg。 因 此 , 相 同 强
度 的 TORLON 5030 部 件 比 不 锈 钢 部 件 的 重 量 会 轻 大 约
40%。 同 样 , 当 部 件 的 刚 度 对 其 性 能 表 现 至 关 重 要 时 , 材
料 的 比 模 量 就 值 得 关 注 。
表 32 所 列 及 图 50 所 示 的 材 料 效 率 对 比 数 据 表 明 ,TORLON
PAI 材 料 在 重 量 上 优 于 许 多 金 属 部 件 。
表 32
TORLON 聚 合 物 及 部 分 金 属 的 比 强 度 和 比 模 量
比 强 度
比 刚 度
10 5 in-lbf/lb 10 5 J/kg 10 7 in-lbf/lb 10 6 J/kg
TORLON 4203L 5.45 1.36 1.37 3.42
TORLON 5030 5.12 1.28 2.43 6.06
TORLON 7130 5.44 1.36 5.96 14.85
铝 合 金 , 经 过 热 处 理
压 铸 , 296 3.95 0.98 9.90 24.66
2011 5.39 1.34 10.00 24.91
2024 7.00 1.74 10.50 26.15
镁 AE42-F 5.23 1.30 10.05 25.02
碳 钢 , C1018 2.25 0.56 10.05 25.02
不 锈 钢 , 301 3.10 0.77 9.66 24.05
钛 6-2-4-2 8.10 2.02 10.43 25.98
图 50
TORLON 树 脂 与 金 属 之 比 强 度 的 对 比
(10 in-lbf/lb)
5
(10 J/kg)
5
TORLON PAI 设 计 指 南 – 33 –

几 何 形 状 和 载 荷 考 虑
例 1: 短 期 载 荷
在 部 件 设 计 初 期 , 应 使 用 标 准 的 应 力 和 挠 曲 公 式 , 以 确 保
最 大 工 作 应 力 不 会 超 过 建 议 限 度 。
应 力 和 挠 曲 公 式 的 应 用 实 例
最 大 弯 曲 应 力 S max 出 现 在
L/2 位 置 , 且 M= WL
4
d = 10 mm
bd 3 0.005 m × (0.01 m) 3
W max = 4S max I (4)(117 MPa)(0.42 10 −9 m 4 )
= = 56.3 kg
Lc (0.07 m)(0.005 m)
I= = = 0.42 10 −9 m 4 12
12
TORLON 工 程 聚 合 物 的 建 议 最 大 工 作 应 力 列 在 第 36 页 的
WLc
表 33 中 。 为 了 举 例 说 明 如 何 使 用 这 些 数 值 , 我 们 将 计 算 S max =
一 根 用 TORLON 5030 制 成 的 梁 在 室 温 和 不 同 载 荷 条 件 下
4I
的 最 大 载 荷 。 图 51 所 示 为 梁 的 尺 寸 和 惯 性 矩 (I) 的 计
算 。
解 出 W 并 将 TORLON 5030 在 室 温 下 受 短 期 载 荷 的 建 议 最
大 工 作 应 力 代 入 :
图 51
实 例 中 所 用 的 梁
W max = 4S maxI (4)(122.7 MPa)(0.42 10 −9 m 4 )
=
Lc (0.07 m)(0.005 m)
= 59 kg
W
所 以 , TORLON 5030 梁 在 室 温 下 的 最 大 短 期 载 荷 大 约 为
d = 10 mm
59 kg。
该 梁 的 最 大 挠 曲 为 :
L = 70 mm
b = 5 mm
WL 3
Y max =
48EI
( L 2 )
W = 载 荷 (kg)
其 中 E 为 从 表 3 中 查 到 的 TORLON 5030 的 挠 曲 模 量 。
L = 支 撑 点 之 间 梁 的 长 度 (mm)
c = 从 受 张 力 的 最 外 点 到 轴 中 心 的 距 离 (mm)
(59 kg)(0.07 m) 3
Y max =
(48)(10.76 GPa)(0.42 10
b = 梁 宽 (mm)
m 4 = 0.93 mm
)
d = 梁 高 (mm)
I = 惯 性 矩 (mm 4 )
因 而 , 预 计 的 最 大 挠 曲 为 0.93 mm。
在 此 实 例 中 :
L = 70 mm
c = 5 mm
b = 5 mm
例 2: 稳 定 载 荷
在 此 例 中 , 载 荷 是 长 期 的 。 蠕 变 是 被 考 虑 的 限 制 因 素 。 可
以 施 加 在 TORLON 5030 梁 上 的 最 大 载 荷 为 :
要 计 算 在 稳 定 载 荷 下 梁 的 最 大 挠 曲 , 应 使 用 外 观 ( 蠕 变 )
M = 载 荷 × 到 支 撑 的 距 离 (m•kg)
模 量 (Ea) 而 不 用 挠 曲 模 量 。 由 于 材 料 的 特 性 与 时 间 有
关 , 应 选 择 一 个 有 限 的 时 间 周 期 。 在 此 例 中 , 我 们 将 计 算
100 小 时 之 后 的 最 大 挠 曲 。
几 何 形 状 和 载 荷 考 虑 – 34 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

在 100 小 时 后 的 表 观 模 量 可 通 过 将 从 表 33 中 查 到 的 稳 定
载 荷 的 建 议 最 大 工 作 应 力 除 以 假 设 的 最 大 应 变 (1.5%)
进 行 估 算 。
图 52
圆 形 应 力 集 中 源 的 应 力 集 中 因 子
( 弹 性 应 力 , 轴 向 拉 伸 )
Ea =
117 MPa
0.015
= 7,814 MPa
代 入 后 :
k
Y max =
WL 3
48E a I = (56.3 kg)(0.07 m) 3
(48)(7,814 GPa)(0.42 10 −9 m 4 )
=
1.2 mm
在 L/2 位 置 的 最 大 挠 曲 预 计 为 1.2 mm。
例 3: 循 环 载 荷
当 材 料 受 循 环 应 力 作 用 时 , 会 由 于 疲 劳 而 在 低 于 其 极 限
强 度 的 应 力 水 平 下 发 生 破 坏 。 使 用 下 式 可 以 计 算 此 梁 要
承 受 最 少 10,000,000 次 循 环 的 最 大 循 环 载 荷 :
P
D
d/D
d
P
W max = 4S maxI
Lc
(4)(31.4 MPa)(0.42 10 −9 m 4 )
= =
(0.07 m)(0.005 m)
15 kg
应 力 集 中
部 件 的 不 连 续 部 位 , 例 如 尖 角 和 倒 圆 会 引 起 应 力 集 中 , 使
材 料 在 低 于 其 建 议 最 大 工 作 应 力 的 条 件 下 发 生 破 坏 。 因
此 , 在 设 计 部 件 时 必 须 让 应 力 场 尽 可 能 均 匀 分 布 , 这 一 点
非 常 关 键 。
圆 形 穿 孔 会 导 致 应 力 集 中 , 但 如 图 52 所 示 ,TORLON 聚 酰
胺 - 酰 亚 胺 树 脂 没 有 金 属 材 料 那 样 敏 感 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 35 – 应 力 集 中

TORLON 树 脂 的 最 大 工 作 应 力
最 终 使 用 条 件 对 结 构 件 的 容 许 工 作 应 力 有 所 限 制 。 原 型
评 估 是 确 定 TORLON 部 件 合 适 性 的 最 好 方 法 。 表 33 中 总
结 的 数 据 在 前 期 设 计 过 程 中 对 拟 用 部 件 的 工 程 设 计 方 程
式 计 算 很 有 用 。
表 33
注 塑 成 型 TORLON 树 脂 的 最 大 工 作 应 力
TORLON 牌 号
英 制 单 位 (psi) 温 度 (°F) 4203L 4301 4275 4435 5030 7130
短 期 载 荷 73 17,000 14,000 13,000 9,600 17,800 17,600
275 10,000 9,800 9,800 7,800 13,900 13,700
450 5,700 6,400 4,900 4,500 9,800 9,400
稳 定 载 荷 ( 蠕 变 ) , 73 7,000 10,000 9,500 17,000 17,000

采 用 TORLON ® 树 脂 的 设 计
加 工 方 式
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 可 使 用 三 种 传 统 成 型 技 术 中 的 任
一 种 : 注 塑 成 型 、 压 塑 成 型 和 挤 塑 成 型 。 每 种 技 术 都 有 其
优 点 和 局 限 性 。
注 塑 成 型
利 用 注 塑 成 型 技 术 可 以 生 产 出 精 细 的 TORLON 部 件 。 在 这
三 种 技 术 中 , 注 塑 成 型 的 部 件 具 有 最 高 的 强 度 。 当 需 要 生
产 大 量 的 复 杂 部 件 时 , 注 塑 成 型 是 最 经 济 的 技 术 , 因 其 循
环 时 间 短 且 具 有 精 准 的 重 复 性 。 部 件 的 厚 度 受 限 于 聚 合
物 流 程 和 厚 度 之 间 的 关 系 。 最 大 厚 度 被 限 制 在 16 mm。
挤 塑
TORLON 聚 合 物 能 挤 塑 成 型 为 各 种 型 条 和 型 材 , 例 如 棒
材 、 管 材 、 薄 片 、 薄 膜 及 板 材 。 几 何 形 状 简 单 的 小 部 件 可
通 过 挤 塑 成 型 和 自 动 螺 杆 机 加 工 相 结 合 来 进 行 生 产 , 这
样 可 以 节 省 成 本 。 我 们 可 提 供 各 种 尺 寸 的 TORLON 棒 材 和
板 材 坯 料 。 有 关 认 可 货 源 的 信 息 , 请 与 苏 威 高 性 能 塑 料 公
司 的 代 表 联 系 。
压 塑 成 型
厚 度 超 过 16 mm 的 大 部 件 必 须 使 用 压 塑 成 型 。 与 其 它 成
型 技 术 相 比 , 其 模 具 成 本 要 低 的 多 。 压 塑 成 型 部 件 的 强 度
通 常 比 相 应 的 注 塑 成 型 或 挤 塑 成 型 部 件 低 , 但 其 应 力 也
相 对 较 低 , 所 以 更 易 于 机 加 工 。 我 们 可 提 供 各 种 尺 寸 的 压
塑 成 型 棒 材 、 不 同 内 外 径 组 合 的 压 塑 成 型 管 材 以 及 各 种
尺 寸 和 厚 度 的 压 塑 成 型 板 材 。 有 关 认 可 货 源 的 信 息 , 请 与
苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 的 代 表 联 系 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 37 – 压 塑 成 型

TORLON 部 件 的 后 固 化 处 理
TORLON 部 件 必 须 经 过 后 固 化 处 理 。 最 佳 特 性 , 特 别 是 耐
化 学 性 和 耐 磨 损 性 , 只 有 经 过 完 全 后 固 化 处 理 才 能 达 到 。
通 过 一 个 升 温 周 期 对 TORLON 部 件 进 行 固 化 处 理 , 可 获 得
最 佳 结 果 。 固 化 周 期 参 数 由 特 定 部 件 的 大 小 和 几 何 形 状
所 决 定 。
图 53
不 同 壁 厚 之 间 的 逐 渐 过 渡
TORLON 部 件 的 设 计 原 则
可 采 用 多 种 加 工 技 术 对 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 进 行 精 密
模 塑 成 型 , 生 产 出 精 细 的 部 件 。 设 计 者 不 但 可 以 选 择 性 能
优 越 的 材 料 , 而 且 所 选 择 的 材 料 还 能 给 予 其 极 大 的 设 计
自 由 空 间 。
以 下 部 分 将 阐 述 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 部 件 的 设 计 原
则 。
壁 部
只 要 可 行 , 壁 厚 应 该 在 最 终 用 途 所 限 定 的 范 围 内 取 最 小
值 , 以 缩 短 循 环 时 间 并 节 省 原 料 。 当 壁 部 的 厚 度 必 须 大 于
13 mm 时 , 可 以 结 合 模 芯 和 筋 结 构 或 选 用 特 殊 牌 号 的
TORLON 来 模 塑 部 件 。
对 于 用 TORLON 树 脂 成 型 的 小 部 件 , 壁 部 一 般 在 0.8−
13 mm 的 范 围 内 , 但 增 强 牌 号 或 轴 承 牌 号 的 厚 度 可 达 到
16 mm。
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 具 有 相 对 高 的 熔 融 粘 度 , 对 一 定
的 壁 厚 会 限 制 其 流 程 。 使 用 液 压 储 力 器 和 精 确 的 过 程 控
制 可 减 小 受 该 限 制 的 影 响 。 受 多 种 因 素 的 影 响 , 如 部 件 的
几 何 形 状 、 流 动 方 向 以 及 流 道 的 变 化 程 度 等 , 对 于 厚 度 小
于 1.3 mm 的 截 面 , 很 难 描 述 其 流 程 与 壁 厚 之 间 的 关 系 。
我 们 建 议 您 与 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 的 技 术 代 表 联 系 并 研
讨 所 要 制 造 的 部 件 。
壁 厚 的 转 变
当 需 要 改 变 壁 厚 时 , 建 议 采 用 逐 渐 转 变 的 方 式 以 消 除 变
形 并 减 小 内 应 力 。 图 53 显 示 了 所 期 望 的 转 变 方 法 — 平
滑 的 锥 度 。 材 料 最 好 是 从 厚 截 面 流 向 薄 截 面 , 以 避 免 出 现
诸 如 凹 陷 和 内 部 真 空 等 模 塑 问 题 。
脱 模 角 度
应 允 许 有 0.5° 至 1° 的 脱 模 角 度 , 以 使 部 件 易 于 脱 模 。 对
于 TORLON 树 脂 , 曾 采 用 低 达 0.125° 的 脱 模 角 度 , 但 如 此
低 的 角 度 需 要 进 行 个 例 分 析 。 脱 模 角 度 也 取 决 于 开 模 深
度 ; 开 模 深 度 越 深 , 所 需 的 脱 模 角 度 也 就 越 大 ( 见
图 54 )。 部 件 的 复 杂 程 度 和 纹 理 装 饰 也 都 会 影 响 对 脱 模
角 度 的 要 求 。 对 于 纹 理 装 饰 , 一 般 每 增 加 0.025 mm 的 纹
理 深 度 , 每 侧 便 要 增 加 1° 的 脱 模 角 度 。
图 54
脱 模 角 度
TORLON 部 件 的 后 固 化 处 理 – 38 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

模 芯
抽 芯 是 减 小 厚 壁 厚 度 的 一 种 有 效 方 法 。 为 了 降 低 模 具 成
本 , 模 芯 的 退 出 方 向 应 与 压 板 的 移 动 方 向 平 行 。
脱 模 角 度 应 该 纳 入 模 芯 的 设 计 中 。 应 避 免 使 用 暗 芯 , 但 如
果 有 必 要 使 用 的 话 , 一 般 的 原 则 是 : 对 于 直 径 小 于 4.8 mm
的 模 芯 , 其 长 度 不 应 超 过 直 径 的 两 倍 ; 如 果 直 径 大 于
4.8 mm, 其 长 度 不 应 超 过 直 径 的 三 倍 。 对 于 抽 芯 通 孔 , 当
直 径 大 于 4.8 mm, 其 长 度 不 应 超 过 直 径 的 六 倍 ; 当 直 径
小 于 4.8 mm, 其 长 度 不 应 超 过 直 径 的 四 倍 。
筋
筋 可 以 提 高 TORLON 部 件 的 刚 度 而 不 增 加 截 面 厚 度 。 底 部
的 筋 宽 应 该 与 邻 近 壁 的 厚 度 相 等 , 以 避 免 回 填 。 加 强 筋 应
有 锥 度 , 以 便 脱 模 。
凸 台
在 装 配 时 通 常 使 用 凸 台 来 帮 助 定 位 , 但 也 可 以 有 其 它 功
能 。 在 一 般 情 况 下 , 凸 台 的 外 径 应 等 于 或 大 于 其 孔 的 内 径
的 两 倍 , 而 凸 台 的 壁 厚 应 该 小 于 或 等 于 邻 近 的 壁 厚 。
咬 边
除 非 使 用 侧 抽 芯 , 否 则 不 可 能 在 TORLON 部 件 中 模 塑 咬
边 。 为 了 降 低 模 具 成 本 , 应 避 免 采 用 咬 边 。 如 有 必 要 , 可
采 用 侧 抽 芯 模 塑 外 部 咬 边 ; 而 内 部 咬 边 则 需 要 折 叠 式 或
可 卸 式 模 芯 。
模 塑 嵌 入 件
模 塑 在 TORLON 部 件 内 的 螺 纹 具 有 良 好 的 拔 脱 强 度 , 但 如
果 需 要 更 高 的 强 度 , 可 以 将 金 属 嵌 入 件 模 塑 在 部 件 内 。
TORLON 树 脂 的 热 膨 胀 系 数 低 , 是 将 塑 料 与 金 属 集 成 在 一
起 应 用 的 极 好 材 料 。 为 便 于 模 塑 成 型 , 嵌 入 件 应 与 分 模 线
垂 直 放 置 并 受 到 支 撑 , 以 使 其 在 注 入 熔 融 塑 料 时 不 发 生
移 位 。 嵌 入 件 应 预 热 至 模 具 温 度 。
对 常 用 的 嵌 入 件 材 料 , 表 34 详 细 规 定 了 嵌 入 件 周 围 的 聚
合 物 壁 厚 与 嵌 入 件 外 径 之 间 的 比 率 关 系 。 为 了 确 保 强 度 ,
嵌 入 件 周 围 必 须 有 足 够 的 聚 合 物 。
螺 纹
螺 纹 可 以 模 塑 在 部 件 内 。 具 有 2 级 公 差 的 内 外 螺 纹 都 可
以 用 TORLON 树 脂 通 过 一 般 成 型 方 法 模 塑 得 到 。 采 用 精 密
度 非 常 高 的 模 具 可 实 现 3 级 公 差 。 在 一 般 情 况 下 , 对 于 小
批 量 生 产 采 用 机 加 工 螺 纹 会 更 经 济 一 些 。 第 41 页 的 表 37
列 出 了 TORLON 螺 纹 的 螺 钉 咬 合 强 度 。
孔
孔 有 多 种 功 能 。 例 如 , 电 气 连 接 器 上 有 许 多 相 互 距 离 非 常
近 的 小 孔 。 每 个 孔 的 周 围 都 有 熔 合 线 , 它 是 潜 在 的 薄 弱
点 。 其 薄 弱 程 度 与 流 程 、 部 件 几 何 形 状 以 及 孔 周 围 的 壁 厚
有 关 。 由 于 TORLON 树 脂 可 模 塑 成 型 具 有 精 密 公 差 的 部
件 , 且 其 模 塑 成 型 的 薄 的 截 面 也 不 会 产 生 开 裂 , 因 此 它 是
模 塑 这 类 部 件 的 极 好 材 料 ; 但 由 于 设 计 变 数 的 复 杂 性 ,
每 一 项 应 用 都 必 须 根 据 各 自 的 情 况 进 行 考 虑 。
表 34
壁 厚 与 嵌 入 件 外 径 之 间 的 关 系
嵌 入 件 材 料
壁 厚 与 嵌 入 件 外 径 之 比
钢 1.2
黄 铜 1.1
铝 1.0
TORLON PAI 设 计 指 南 – 39 – 孔

二 次 加 工
接 合
TORLON 部 件 能 用 机 械 方 式 或 粘 合 剂 进 行 接 合 。
机 械 接 合 技 术
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 尺 寸 稳 定 性 和 抗 蠕 变 性 使 其 能
与 金 属 部 件 进 行 接 合 , 即 使 是 转 动 或 滑 动 的 装 配 件 。
拉 扣 配 合 : 既 经 济 又 简 单
拉 扣 配 合 是 接 合 TORLON 部 件 的 一 种 既 经 济 又 简 单 的 方
法 。 由 于 拉 扣 配 合 的 装 配 件 会 被 反 复 装 配 和 拆 卸 , 因 此 必
须 考 虑 其 应 变 极 限 , 但 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 所 具 有 的 出 色 疲
劳 强 度 使 得 TORLON 工 程 聚 合 物 在 这 类 应 用 中 表 现 优 异 。
TORLON 树 脂 的 高 模 量 、 伸 长 率 和 低 蠕 变 性 也 使 得 其 非 常
适 合 用 于 拉 扣 配 合 设 计 。 处 于 锁 紧 位 置 的 弹 力 件 应 该 无
应 变 , 或 者 处 于 材 料 能 够 承 受 的 应 力 水 平 之 下 。 未 填 充 牌
号 的 TORLON 树 脂 能 承 受 高 达 10% 的 应 变 , 填 充 牌 号 为
5%。 石 墨 纤 维 增 强 牌 号 的 树 脂 不 适 合 用 于 拉 扣 配 合 的 装
配 件 。
螺 纹 紧 固 件
自 动 攻 丝 螺 钉
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 太 坚 韧 , 一 般 不 能 配 用 自 动 攻 丝
螺 钉 。 建 议 采 用 螺 纹 孔 。
模 塑 嵌 入 件
可 将 金 属 嵌 入 件 模 塑 在 TORLON 部 件 内 。 欲 获 得 最 佳 效
果 , 须 将 嵌 入 件 预 热 至 模 具 温 度 。 虽 然 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的
收 缩 率 低 , 但 还 是 应 当 在 嵌 入 件 的 周 围 留 有 足 够 的 材 料
以 分 散 由 于 收 缩 引 起 的 应 力 , 这 一 点 非 常 重 要 。
螺 纹 机 械 嵌 入 件
自 动 攻 丝 并 自 锁 的 嵌 入 件 为 接 合 TORLON 部 件 提 供 了 高 强
度 、 低 应 力 方 案 。 这 些 金 属 嵌 入 件 具 有 外 部 “ 锁 定 ” 机
构 , 使 其 能 固 定 在 TORLON 部 件 内 , 而 通 过 其 内 置 螺 纹 则
可 以 反 复 进 行 装 配 和 拆 卸 。 这 类 嵌 入 件 的 实 例 包 括 Mite
公 司 的 下 属 企 业 HeliCoil Products 公 司 生 产 的 HeliCoil ® 嵌 入
件 和 Rexnord 股 份 有 限 公 司 下 属 的 Tridair Fasteners 生 产 的
SpeedSerts ® 嵌 入 件 。
表 35 列 出 了 HeliCoil 嵌 入 件 在 TORLON 4203L 和 5030 中 的
拉 伸 强 度 。 它 是 指 把 嵌 入 件 从 TORLON 试 样 中 拉 出 至 少
0.50 mm 所 需 的 轴 向 力 。
表 35
HeliCoil 嵌 入 件 的 强 度
拉 伸 强 度
螺 纹 尺 寸 #4-40 #6-32 #8-32 #10-32 ¼"-20
啮 合 (in) 0.224 0.276 0.328 0.380 0.500
(mm) 5.7 7.0 8.3 9.7 12.7
TORLON 4203L
lb-f 870 1,470 1,840 2,200 2,830
N 3,870 6,550 8,190 9,790 12,590
TORLON 5030
lb-f 970 1,700 2,140 2,940 5,200
N 4,310 7,560 9,520 13,080 23,130
模 塑 螺 纹
内 、 外 螺 纹 都 能 用 TORLON 聚 合 物 进 行 模 塑 成 型 , 并 达 到
2 级 公 差 。 由 于 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 的 热 膨 胀 性 与 金
属 相 近 , 因 而 金 属 与 塑 料 界 面 的 热 应 力 就 相 对 较 低 , 所 以
用 金 属 紧 固 件 与 TORLON 螺 纹 相 结 合 来 装 配 部 件 非 常 合
适 。 由 于 模 具 成 本 会 增 加 , 所 以 对 于 小 批 量 生 产 一 般 建 议
采 用 机 加 工 螺 纹 。
TORLON 树 脂 制 成 的 螺 栓 强 度
由 于 TORLON 工 程 聚 合 物 具 有 高 强 度 、 高 模 量 和 高 承 载 力
的 特 点 , 由 TORLON 工 程 聚 合 物 模 塑 成 型 的 螺 纹 紧 固 件 非
常 可 靠 。 采 用 TORLON 4203L 和 5030 注 塑 成 型 得 到 螺 栓 ,
然 后 对 其 进 行 拉 伸 强 度 、 伸 长 率 和 转 矩 极 限 的 试 验
( 表 36)。 螺 栓 的 直 径 为 6.4 mm, 型 号 为 28TPI, 螺 纹 为
2A 级 。
表 36
TORLON 螺 栓 的 强 度
拉 伸 强 度 伸 长 率 剪 切 转 矩
psi MPa % in-lb N-m
TORLON 4203L 18,200 125 9.5 28.6 3.2
TORLON 5030 18,400 127 6.6 27.2 3.1
* 拉 伸 强 度 的 计 算 是 基 于 0.235 cm 2 的 截 面 积 。 转 矩 试 验 是 采 用 钢 垫 圈
和 螺 母 在 钢 板 上 紧 固 螺 栓 进 行 的 。 最 大 剪 切 转 矩 是 采 用 标 有 英 寸 磅 刻
度 的 转 矩 扳 手 测 量 的 。
接 合 – 40 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

螺 钉 咬 合 强 度
金 属 螺 钉 能 将 带 螺 纹 的 TORLON 部 件 牢 固 接 合 在 一 起 。 在
5 mm 厚 的 TORLON 薄 板 上 打 出 供 4-40 号 螺 钉 使 用 的 螺 孔
并 攻 丝 。 根 据 ASTM D1761* 所 测 得 的 螺 钉 拔 脱 强 度 如 表 37
所 示 。
过 盈 配 合
过 盈 配 合 或 压 配 能 以 最 低 的 成 本 达 到 很 好 的 接 合 强 度 。
TORLON 工 程 聚 合 物 具 有 抗 蠕 变 性 , 是 这 种 接 合 技 术 的 理
想 选 择 。 为 了 确 定 应 力 是 否 在 设 计 极 限 之 内 , 应 对 径 向 干
涉 、 实 际 使 用 温 度 和 载 荷 条 件 进 行 评 估 。
表 37
TORLON PAI 螺 纹 的 螺 钉 咬 合 强 度
拔 脱 强 度
啮 合
lb kg 每 孔 螺 纹 数
TORLON 4203L 540 245 7.5
TORLON 4275 400 180 7.7
TORLON 4301 460 210 7.8
* 筋 滑 动 速 度 为 每 分 钟 2.5 mm。 薄 板 与 螺 钉 固 定 件 之 间 的 跨 度 为
27 mm。
超 声 嵌 入 件
通 过 超 声 嵌 入 法 能 将 金 属 嵌 入 件 嵌 入 到 未 固 化 的 TORLON
部 件 中 。 嵌 入 件 可 被 迅 速 安 装 到 位 , 其 强 度 与 采 用 模 塑 技
术 所 得 到 的 相 当 。 模 塑 一 个 尺 寸 略 小 于 嵌 入 件 的 孔 。 将 金
属 嵌 入 件 与 TORLON 部 件 接 触 。 给 金 属 嵌 入 件 施 加 18 kHz
以 上 的 振 动 之 后 , 所 产 生 的 摩 擦 热 会 使 塑 料 熔 融 。 如 果 有
足 够 的 塑 料 流 到 滚 花 、 螺 纹 等 周 围 , 即 可 获 得 高 的 强 度 。
其 它 的 机 械 接 合 技 术
因 为 经 过 后 固 化 处 理 的 TORLON 部 件 非 常 坚 韧 , 因 此 有 些
接 合 技 术 将 不 再 适 用 。 一 般 不 建 议 采 用 膨 胀 嵌 入 件 ; 但
每 一 项 应 用 都 应 根 据 各 自 的 情 况 进 行 考 虑 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 41 – 螺 纹 紧 固 件

用 粘 合 剂 粘 合
TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 部 件 可 以 用 商 品 粘 合 剂 进 行 粘
合 , 从 而 扩 大 了 设 计 方 面 的 选 择 。 有 关 的 应 用 要 求 , 您 最
好 咨 询 粘 合 剂 供 应 商 。
粘 合 剂 的 选 择
许 多 品 种 的 粘 合 剂 都 可 用 于 TORLON 部 件 的 粘 合 , 包 括 酰
胺 — 酰 亚 胺 、 环 氧 树 脂 和 氰 基 丙 烯 酸 酯 。 氰 基 丙 烯 酸 酯
的 耐 环 境 性 低 , 不 建 议 使 用 。 除 非 由 于 环 境 条 件 的 原 因 排
除 了 其 它 的 选 择 , 一 般 不 推 荐 使 用 硅 树 脂 、 丙 烯 酸 和 聚 氨
酯 粘 合 剂 。 酰 胺 — 酰 亚 胺 粘 合 剂 是 将 35 份 的 TORLON
4000T PAI 粉 末 溶 于 65 份 的 N- 甲 基 吡 咯 烷 酮 中 制 得 的 **。
** 警 告 ! N- 甲 基 吡 咯 烷 酮 (NMP) 为 易 燃 的 有 机 溶 剂 , 应 遵 守 美 国 环
保 局 (EPA)、 美 国 国 立 职 业 安 全 与 健 康 研 究 所 (NIOSH) 和 美 国 职 业
安 全 与 卫 生 管 理 局 (OSHA) 建 议 的 正 确 操 作 程 序 。 使 用 溶 剂 时 必 须 通
风 良 好 。
TORLON PAI 牌 号
TORLON 树 脂 的 4203L、 5030 和 7130 牌 号 相 对 容 易 粘 合 。
轴 承 牌 号 的 4301、4275 和 4435 具 有 内 在 固 有 的 润 滑 性 ,
因 而 较 难 粘 合 。 表 38 比 较 了 用 环 氧 树 脂 、 氰 基 丙 烯 酸 酯
和 酰 胺 — 酰 亚 胺 粘 合 剂 所 粘 合 的 这 些 牌 号 的 剪 切 强 度 。
尺 寸 为 64 × 13 × 3mm、 经 过 后 固 化 处 理 的 TORLON 试 棒 ,
轻 微 打 磨 后 用 丙 酮 擦 拭 , 然 后 以 13 mm 的 搭 接 进 行 粘 合 。
根 据 粘 合 剂 制 造 商 的 建 议 对 所 夹 住 的 部 件 进 行 固 化 处
理 。 在 室 温 下 放 置 七 天 之 后 , 用 拉 伸 试 验 机 以 每 分 钟
1.3 mm 的 筋 滑 动 速 度 将 粘 合 部 拉 开 。 如 果 粘 合 区 域 之 外
的 部 分 出 现 破 裂 , 则 逐 渐 缩 小 粘 合 区 域 并 重 复 该 操 作 , 直
到 最 小 搭 接 为 3mm。
表 面 的 准 备
粘 合 表 面 应 无 任 何 污 染 物 , 如 油 、 液 压 液 和 灰 尘 。 进 行 粘
合 之 前 , 应 将 TORLON 部 件 在 温 度 为 150°C 的 除 湿 烘 箱 内
干 燥 至 少 24 小 时 ( 厚 度 超 过 6.0 mm 的 部 件 需 要 更 长 的
干 燥 时 间 ), 以 除 去 所 吸 附 的 水 分 。 TORLON 表 面 应 通 过
机 械 打 磨 和 溶 剂 擦 拭 , 或 者 用 等 离 子 弧 处 理 以 增 加 粘 附
力 。
粘 合 剂 的 应 用
除 酰 胺 — 酰 亚 胺 以 外 的 粘 合 剂 , 请 按 照 制 造 商 的 说 明 书
使 用 。 酰 胺 — 酰 亚 胺 粘 合 剂 请 按 下 列 步 骤 操 作 : 在 每 个
接 触 面 均 匀 涂 上 一 层 粘 合 剂 薄 膜 。 用 最 小 的 压 力 , 大 约
1.7 KPa, 将 涂 有 粘 合 剂 的 表 面 夹 在 一 起 。 多 余 的 粘 合 剂 可
以 用 N- 甲 基 吡 咯 烷 酮 (NMP) 清 除 **。
** 警 告 ! N- 甲 基 吡 咯 烷 酮 (NMP) 为 易 燃 的 有 机 溶 剂 , 应 遵 守 美 国 环
保 局 (EPA)、 美 国 国 立 职 业 安 全 与 健 康 研 究 所 (NIOSH) 和 美 国 职 业
安 全 与 卫 生 管 理 局 (OSHA) 建 议 的 正 确 操 作 程 序 。 使 用 溶 剂 时 必 须 通
风 良 好 。
固 化 处 理 步 骤
酰 胺 — 酰 亚 胺 粘 合 剂 应 在 空 气 循 环 的 排 气 式 烘 箱 中 固
化 。 建 议 的 固 化 周 期 为 :23°C 温 度 下 24 小 时 , 150°C 温
度 下 24 小 时 , 200°C 温 度 下 2 小 时 。 部 件 应 保 持 夹 紧 直
至 冷 却 到 65°C 以 下 。
各 种 粘 合 剂 的 粘 合 强 度
采 用 商 品 粘 合 剂 进 行 TORLON 部 件 的 粘 合 。 测 量 了 粘 合 处
的 剪 切 强 度 , 结 果 如 表 38 所 示 。
根 据 “ 易 用 程 度 ” 对 粘 合 剂 的 固 化 方 法 、 操 作 和 工 作 寿
命 进 行 了 排 序 。 使 用 温 度 范 围 在 制 造 商 的 印 刷 品 资 料 上
能 查 到 , 但 会 随 诸 如 载 荷 和 化 学 环 境 等 因 素 的 不 同 而 有
所 变 化 。
表 38
TORLON PAI 与 TORLON PAI 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度
环 氧 树 脂 (1) 氰 基 丙 烯 酸 酯 (2) 酰 胺 — 酰 亚 胺
PAI 牌 号 psi MPa psi MPa psi MPa
TORLON 4203L 6,000+ 41.4 2,780 19.2 5,000+ 34.5
TORLON 4301 2,250 15.5 1,740 12.0 2,890 19.9
TORLON 4275 3,500 24.1 1,680 11.6 3,400 23.4
TORLON 5030 4,780 33.0 3,070 21.2 5,140 35.4
TORLON 7130 6,400+ 44.1 3,980 27.4 4,750 32.8
易 用 程 度 1= 最 容 易 2 1 3
有 用 温 度 范 围 ,
°F −67 至 160 −20 至 210 −321 至 500
°C −55 至 70 −30 至 100 −200 至 260
(1) Hysol EA 9330, Hysol 是 Dexter 公 司 的 注 册 商 标 。
(2) CA 5000, Lord 公 司 。
接 合 – 42 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

TORLON 部 件 与 金 属 的 粘 合
可 用 粘 合 剂 将 TORLON 部 件 与 金 属 部 件 粘 合 在 一 起 。 只 要
采 用 正 确 的 表 面 准 备 和 粘 合 操 作 , 所 形 成 粘 合 的 强 度 会
非 常 高 。 此 外 , 温 度 变 化 所 产 生 的 界 面 应 力 会 非 常 小 。 这
是 因 为 TORLON 树 脂 和 许 多 其 它 高 温 塑 料 不 同 , 其 膨 胀 系
数 和 金 属 的 膨 胀 系 数 相 近 。
如 前 述 部 分 所 讲 , 粘 合 强 度 取 决 于 粘 合 剂 的 选 择 、
TORLON 的 牌 号 以 及 粘 合 的 准 备 和 固 化 处 理 技 术 是 否 正
确 。 表 39 列 出 了 TORLON PAI 粘 合 铝 以 及 TORLON PAI 粘 合
钢 的 剪 切 强 度 数 据 。 单 靠 机 械 打 磨 进 行 钢 表 面 的 准 备 有
时 可 能 会 不 够 。 当 使 用 温 度 要 求 采 用 酰 胺 - 酰 亚 胺 粘 合
剂 时 , 建 议 对 钢 进 行 化 学 处 理 。
表 39
TORLON PAI 与 金 属 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度
铝 2024 与 TORLON PAI 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度
环 氧 树 脂 (1) 氰 基 丙 烯 酸 酯 (2) 酰 胺 — 酰 亚 胺
psi MPa psi MPa psi MPa
TORLON 4203L 4,000 27.6 1,350 9.3 5,050+ 34.8+
TORLON 4301 2,500 17.2 1,450 10.0 4,950+ 34.1+
TORLON 4275 2,450 16.9 750 5.2 4,350+ 30.0+
TORLON 5030 3,900 26.9 3,250 22.4 6,050+ 41.7+
TORLON 7130 4,000 27.6 3,750 25.9 6,400+ 44.1+
冷 轧 钢 与 TORLON PAI 之 间 粘 合 的 剪 切 强 度
(1)
环 氧 树 脂
(2)
氰 基 丙 烯 酸 酯
酰 胺 — 酰 亚 胺
psi MPa psi MPa psi MPa
TORLON 4203L 3,050 21.0 2,200 15.2 1,450 10.0
TORLON 4301 3,700 25.5 2,050 14.1 1,850 12.8
TORLON 4275 3,150 21.7 2,450 16.9 1,900 13.1
TORLON 5030 4,650 32.1 2,100 14.5 2,400 16.5
TORLON 7130 4,550 31.4 2,450 16.9 1,100 7.6
易 用 程 度 1= 最 容 易 2 1 3
有 用 温 度 范 围 ,
°F −67 至 160 −20 至 210 −321 至 500
°C −55 至 70 −30 至 100 −200 至 260
* 本 试 验 采 用 尺 寸 为 64 × 13 × 3 mm 的 TORLON 试 棒 , 相 近 尺 寸 的 钢 条 取 自 冷 轧 钢 的 无 光 泽 板 , 铝 条 取 自 2024 合 金 板 。
(1) Hysol EA 9330, Hysol 是 Dexter 公 司 的 注 册 商 标 。
(2) CA 5000, Lord 公 司 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 43 – 用 粘 合 剂 粘 合

TORLON 树 脂 部 件 的 机 加 工 原 则
由 TORLON 聚 酰 胺 - 酰 亚 胺 制 成 的 模 塑 型 材 和 挤 塑 试 棒 可
以 采 用 低 碳 钢 或 丙 烯 酸 树 脂 常 用 的 机 加 工 技 术 进 行 加
工 。 表 40 列 出 了 一 些 典 型 操 作 的 机 加 工 参 数 。
由 TORLON 树 脂 制 成 的 部 件 具 有 稳 定 的 尺 寸 , 在 切 削 刀 具
通 过 时 不 会 挠 曲 或 屈 服 。 所 有 的 TORLON 牌 号 对 标 准 刀 具
都 容 易 磨 损 , 不 要 使 用 高 速 刀 具 。
可 以 使 用 硬 质 合 金 刀 具 , 但 强 烈 推 荐 使 用 金 钢 石 刀 具 或
者 嵌 入 式 切 削 刀 具 。 尽 管 这 些 刀 具 的 初 期 成 本 较 高 , 但 要
比 硬 质 合 金 刀 具 经 久 耐 用 , 因 而 对 于 生 产 而 言 具 有 更 大
的 经 济 效 益 。 薄 断 面 或 者 尖 角 部 位 一 定 要 小 心 处 理 , 以 避
免 产 生 断 裂 和 碎 屑 。 在 修 饰 阶 段 采 用 浅 切 削 可 以 最 大 程
度 地 减 少 对 易 碎 部 件 的 损 坏 。 建 议 使 用 喷 雾 冷 却 液 冷 却
刀 头 并 帮 助 清 除 工 作 面 的 切 屑 。 可 通 过 喷 射 空 气 或 真 空
吸 尘 来 保 持 工 作 面 的 清 洁 。
用 注 塑 成 型 的 胚 料 进 行 机 加 工 制 成 的 部 件 会 有 内 部 应
力 。 为 将 变 形 减 至 最 小 , 这 些 部 件 应 采 用 对 称 机 加 工 , 以
释 放 反 向 应 力 。
应 对 机 加 工 部 件 进 行 再 固 化
设 计 用 于 摩 擦 和 高 磨 损 的 部 件 或 在 腐 蚀 性 化 学 环 境 中 使
用 的 部 件 , 应 在 机 加 工 之 后 进 行 再 固 化 , 以 保 证 其 具 有 最
佳 性 能 。 如 果 这 种 部 件 的 机 加 工 深 度 大 于 1.6 mm, 强 烈
建 议 进 行 再 固 化 。
表 40
TORLON 树 脂 部 件 的 机 加 工 原 则
车 削
切 削 速 度 (m/min)
90−240
进 料 速 度 (mm/rev)
0.1−0.6
后 角 ( 度 )
5−15
刀 面 角 ( 度 )
7−15
切 削 深 度 (mm) 0.6
圆 锯 切
切 削 速 度 (m/min)
1,800−2,400
进 料 速 度 (mm/rev)
快 和 稳
后 角 ( 度 ) 15
锯 齿 偏 向
轻 微
刀 面 角 ( 度 ) 15
铣
切 削 速 度 (m/min)
150−240
进 料 速 度 (mm/rev)
0.2−0.9
后 角 ( 度 )
5−15
刀 面 角 ( 度 )
7−15
切 削 深 度 (mm) 0.9
钻 孔
切 削 速 度 (m/min)
90−240
进 料 速 度 (mm/rev)
0.1−0.4
后 角 ( 度 ) 0
顶 角 ( 度 ) 118
扩 孔
慢 速 (m/min) 150
TORLON 树 脂 部 件 的 机 加 工 原 则 – 44 – 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司

技 术 服 务
我 们 的 专 业 技 术 人 员 可 随 时 为 您 解 答 有 关 TORLON 部 件 的
设 计 、 模 塑 、 修 饰 或 试 验 等 问 题 。 我 们 尊 重 您 的 专 利 信
息 , 会 在 保 密 的 基 础 上 为 您 提 供 咨 询 。
我 们 的 服 务 工 程 师 不 仅 具 有 多 年 TORLON 聚 合 物 应 用 的 实
际 工 作 经 验 , 而 且 还 有 最 新 的 设 计 、 加 工 和 试 验 设 备 的 支
持 。 利 用 计 算 机 辅 助 设 计 工 作 站 , 我 们 的 工 程 师 可 以 预 测
您 拟 用 部 件 的 成 本 和 性 能 , 并 就 如 何 进 行 有 效 成 型 提 出
建 议 。 苏 威 高 性 能 塑 料 公 司 也 能 提 供 用 于 制 作 原 型 部 件
的 各 种 棒 材 、 薄 片 、 薄 膜 、 板 材 、 球 形 、 圆 片 和 管 材 坯 料 。
当 您 根 据 自 己 对 工 程 塑 料 的 需 求 进 行 TORLON 聚 酰 胺 - 酰
亚 胺 的 性 能 评 估 时 , 以 上 这 些 服 务 能 为 您 提 供 极 大 的 帮
助 。
不 论 您 考 虑 何 种 加 工 类 型 , 我 们 的 专 业 人 员 和 设 备 可 帮
助 您 取 得 始 终 如 一 的 高 质 量 和 制 造 盈 利 更 高 的 产 品 。 请
致 电 苏 威 , 让 我 们 来 一 同 研 讨 您 的 构 想 。
TORLON PAI 设 计 指 南 – 45 – 用 粘 合 剂 粘 合

索 引
数 字
20 MM 垂 直 燃 烧 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
A
ASTM D 638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
ASTM D 5204 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
B
保 险 商 实 验 所 (UL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
壁 部 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
壁 厚 的 转 变 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
比 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
比 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
比 热 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
变 形 温 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
表 面 电 阻 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
泊 松 比 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
不 锈 钢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 33
C
CLTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
材 料 效 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
超 声 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
尺 寸 变 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
冲 击 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
垂 直 可 燃 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
D
D 638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
导 热 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 13
低 温 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
点 燃 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16, 17
电 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 25
典 型 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
毒 气 排 放 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
断 裂 韧 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
E
二 次 加 工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
G
高 温 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6, 7
国 际 制 单 位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
过 盈 配 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
H
航 空 工 作 液 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
行 业 和 机 构 认 证 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
恒 定 湿 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
后 固 化 处 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
化 学 结 构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
J
几 何 形 状 和 载 荷 考 虑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
机 加 工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
挤 塑 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
机 械 接 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40, 41
机 械 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
技 术 服 务 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
加 工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
伽 马 辐 射 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
剪 切 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
间 隙 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
接 触 面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
介 电 常 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
介 电 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
结 构 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
接 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40, 41
介 绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
筋 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
紧 固 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
军 用 规 范 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
K
抗 蠕 变 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
可 燃 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 13, 16, 17, 18, 32
孔 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39, 41
L
拉 扣 配 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
拉 伸 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
拉 伸 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 6, 7, 20, 24
拉 伸 伸 长 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
拉 伸 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
联 邦 航 空 管 理 局 (FAA) 可 燃 性 . . . . . . . . . . 18
铝 合 金 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 33
洛 氏 硬 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
螺 纹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39, 40, 41
M
镁 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
美 国 国 家 标 准 局 (NBS) 烟 气 密 度 . . . . . . . . 16
美 国 航 空 和 航 天 管 理 局 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
美 制 单 位 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
密 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
摩 擦 和 磨 损 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
模 塑 嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
磨 损 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
磨 损 系 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
模 芯 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
N
耐 冲 击 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
耐 化 学 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19, 20
耐 磨 损 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
耐 磨 损 牌 号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
耐 磨 损 性 与 后 固 化 处 理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
耐 循 环 应 力 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
挠 曲 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 7
挠 曲 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 6, 7
粘 合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42, 43
粘 合 剂 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
粘 合 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
P
PV 极 限 值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
牌 号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
疲 劳 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Q
汽 车 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20, 32
汽 车 工 程 师 协 会 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
嵌 入 件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39, 40, 41
R
RTI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
热 变 形 温 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
热 老 化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
热 稳 定 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
热 重 分 析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
热 骤 变 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
日 晒 色 牢 度 (Weather-Ometer) 试 验 . . . . . . . 24
S
设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37, 38
水 的 影 响 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
水 平 燃 烧 试 验 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
损 耗 因 子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
T
TGA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
钛 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 33
碳 钢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 33
体 积 电 阻 率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
铜 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
凸 台 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
脱 模 角 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
U
UL 57 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
UL 94 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, 17
UL 相 对 热 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
W
物 理 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
X
吸 收 速 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
吸 水 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
线 性 热 膨 胀 系 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
相 对 热 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
性 能 特 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Y
压 塑 成 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
压 缩 模 量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
压 缩 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
氧 指 数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5, 16
咬 边 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
伊 佐 德 (Izod) 冲 击 强 度 . . . . . . . . . . . . . . . 4, 5
引 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
应 力 — 应 变 关 系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
应 力 集 中 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
有 润 滑 的 耐 磨 损 性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Z
止 推 垫 圈 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
轴 承 设 计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
轴 间 隙 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
注 塑 成 型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
自 动 攻 丝 螺 钉 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
最 大 工 作 应 力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

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