高性能材料 PA6 Amilan® CM1011G - 30

高性能材料 PA6 Amilan® CM1011G - 30：特性、应用与优势

在高性能工程塑料的广阔天地中，PA6 Amilan® CM1011G - 30 凭借其卓越的性能，占据着举足轻重的地位。它是聚酰胺 6（尼龙 6）大家族中的佼佼者，通过精心融入 30% 的玻璃纤维增强材料，实现了性能的飞跃，成为众多行业追求高品质产品时的理想选择。

一、产品基础解析

（一）核心成分与结构

PA6，即聚己内酰胺 6，本身就是一种极为出色的工程塑料。它具备良好的机械性能，耐磨性更是出类拔萃，自润滑性也相当优异，同时还拥有较高的化学稳定性。这些特性使得 PA6 在众多普通塑料制品中崭露头角。而在 PA6 Amilan® CM1011G - 30 中，30% 的玻璃纤维犹如为 PA6 基体注入了强大的 “骨架”。玻璃纤维均匀分布于 PA6 基体之中，二者紧密结合。当材料受到外力作用时，玻璃纤维能够有效地承担大部分载荷，限制 PA6 基体的变形，从而显著提升材料整体的强度、刚性以及热变形温度等关键性能指标。

（二）材料特性汇总

物理特性

密度：约为 1.36g/cm³（该数值可能因测试条件的细微差异而略有不同）。这一密度值，使得 PA6 Amilan® CM1011G - 30 在保证足够强度的前提下，质量相对较为轻盈，为那些对材料重量有一定要求的应用场景提供了更多可能。

收缩率：在流量方向上，收缩率通常处于 0.20% 到 0.40% 的区间；而横向流量方向上，收缩率则在 0.50% 到 0.80% 之间。在注塑成型等加工过程中，准确把握这一收缩特性至关重要，它有助于模具设计人员精准设计模具尺寸，确保最终产品的尺寸精度符合严格要求。

吸水率：在 23°C 的环境下，经过 24 小时，其吸水率为 1.1%；当达到饱和状态（同样在 23°C 环境下）时，吸水率为 6.4%。虽然 PA6 本身具有一定的吸湿性，但在 CM1011G - 30 的实际应用中，可以通过适当的防潮措施以及后处理工艺，最大限度地降低吸水率对产品性能的不利影响。

硬度：采用洛氏硬度测试，M 计秤在 23°C 时为 93，R 计秤在 23°C 时为 120，而在 80°C 时为 12。较高的硬度保证了材料在日常使用中不易被刮擦或损坏，能够长久保持良好的外观和性能。

机械性能

拉伸应力：在不同温度环境下，展现出了出色的性能。在 23°C 时，拉伸应力为 185MPa；当温度升高到 80°C，拉伸应力仍能保持在 105MPa；而在低温 - 40°C 的极端环境下，拉伸应力更是高达 250MPa。这表明该材料在各种复杂的温度条件下，都能承受较大的拉伸力，不易发生断裂，适用于制造在不同温度环境中承受拉伸载荷的零部件。

弯曲模量：23°C 时为 9500MPa，80°C 时为 3500MPa，-40°C 时为 9800MPa。高弯曲模量意味着材料在受到弯曲力作用时，具有较强的抵抗变形能力，能够保持稳定的形状，对于制造需要具备良好刚性的结构件来说，是不可或缺的重要性能。

弯曲应力：在 23°C 下为 280MPa，80°C 时为 105MPa，-40°C 时为 325MPa。良好的弯曲应力性能，使得材料在承受弯曲载荷时，能够有效地分散应力，减少因弯曲而导致的损坏风险，确保产品在使用过程中的安全性和可靠性。

压缩应力：在 23°C 时为 180MPa，80°C 时为 70MPa，-40°C 时为 250MPa。这一性能保证了材料在受到压缩力时，能够保持稳定的结构，不会轻易发生变形或损坏，适用于承受压缩载荷的各种应用场景。

剪切强度：在 23°C 的条件下，剪切强度为 85MPa。较高的剪切强度使得材料在受到剪切力作用时，能够保持结构的完整性，不易出现分层或断裂等问题，为产品的质量和稳定性提供了坚实保障。

泰伯耐磨性：经过 1000 个循环的测试，泰伯耐磨性为 0.350mg。这一极低的磨损量，充分展示了材料卓越的耐磨性能，对于那些需要长期经受摩擦的部件，如齿轮、轴承等，PA6 Amilan® CM1011G - 30 无疑是**的选择，能够显著延长部件的使用寿命，降低设备的维护成本。

摩擦系数：与金属对摩时，摩擦系数仅为 0.15。低摩擦系数使得材料在运动过程中，能够有效减少能量损耗，降低噪音产生，同时也有助于提高设备的运行效率和精度。

冲击性能

简支梁缺口冲击强度：在 23°C 时，达到 15kJ/m²；在 - 40°C 的低温环境下，依然保持在 10kJ/m²。这说明材料在遭受冲击时，即使存在缺口，也能有效地吸收冲击能量，减少破裂的风险，为产品在可能受到冲击的使用场景中提供了可靠的安全保障。

简支梁无缺口冲击强度：在 23°C 时为 80kJ/m²，-40°C 时为 70kJ/m²。出色的无缺口冲击强度，进一步彰显了材料的韧性，能够在各种复杂的使用环境中，承受突如其来的冲击力，确保产品的完整性和功能性不受影响。

热性能

热变形温度：在 0.45MPa 的载荷下，未经过退火处理时，热变形温度高达 224°C。如此高的热变形温度，使得材料在高温环境下，能够保持稳定的形状和性能，不会因受热而发生软化或变形，特别适用于制造在高温环境中工作的零部件，如汽车发动机周边部件、电子设备散热部件等。

熔融温度：熔融温度为 225°C，这一特性在材料的加工过程中起着关键作用，确保了材料在合适的温度下能够顺利熔融，便于进行注塑、挤出等成型加工工艺。

线形热膨胀系数：在流动方向上，线形热膨胀系数为 2.0E - 5 到 3.0E - 5cm/cm/°C。适中的热膨胀系数，使得材料在温度变化时，尺寸变化相对较小，能够与其他部件保持良好的配合精度，减少因热胀冷缩而导致的装配问题和性能下降。

比热：比热为 1600J/kg/°C，导热系数为 0.38W/m/K。这些热性能参数，决定了材料在热量传递和储存方面的特性，对于需要进行散热或隔热设计的产品来说，具有重要的参考价值。

电气性能

体积电阻率：范围在 1.0E + 15 到 1.0E + 12ohms・cm 之间。高体积电阻率意味着材料具有出色的电绝缘性能，能够有效地阻止电流的通过，防止漏电和短路等电气事故的发生，是制造电气绝缘部件的理想材料。

介电强度：在 23°C 下，当厚度为 0.79mm 时，介电强度为 20kV/mm。良好的介电强度，保证了材料在高电压环境下，能够承受较高的电场强度而不被击穿，确保了电气设备的安全运行。

介电常数：在 23°C 的环境下，当频率为 50Hz 时，介电常数为 4.90；频率为 1kHz 时，介电常数为 4.60；频率为 1MHz 时，介电常数为 4.00。稳定的介电常数，使得材料在不同频率的电气环境中，都能保持良好的电气性能，不会因频率变化而影响电气设备的正常工作。

耗散因数：同样在 23°C 下，50Hz 时耗散因数为 0.030，1kHz 时为 0.030，1MHz 时为 0.030。低耗散因数表明材料在电场作用下，能量损耗极小，能够有效地提高电气设备的能源利用效率。

耐电弧性：耐电弧性达到 131 秒，这意味着材料在电弧环境中，能够保持稳定的性能，不易被电弧侵蚀或损坏，为电气设备在可能产生电弧的环境下安全运行提供了有力保障。

阻燃性：几乎所有等级的 PA6 Amilan® CM1011G - 30 都具备自熄性，其阻燃性基本符合 UL 标准 94VO。当然，具体的阻燃等级可能会因产品规格以及实际测试条件的不同而存在一定差异。良好的阻燃性能，大大降低了产品在使用过程中的火灾风险，为人员和设备的安全提供了重要保障。

二、加工工艺要点

（一）注塑成型

原料干燥：由于尼龙 6 对吸湿极为敏感，PA6 Amilan® CM1011G - 30 在加工前必须进行充分干燥。若原料中含有过多水分，在注塑过程中，水分会使材料发生水解反应，严重降低材料的性能，导致制品出现气泡、银丝等缺陷。建议将原料在 80 - 100°C 的烘箱中干燥 4 - 6 小时，确保水分含量降低至 0.1% 以下。

温度控制：注塑模具温度对制品的质量和性能影响显著。一般来说，模具温度可控制在 80 - 120°C 之间。较低的模具温度有助于提高生产效率，但可能会导致制品表面质量下降，出现流痕等问题；较高的模具温度则有利于改善制品的结晶结构，提高制品的强度和尺寸稳定性，但生产周期会相应延长。熔体温度应根据制品的具体要求和模具结构，在 °C 的范围内进行调整。温度过高，材料容易分解，使制品性能恶化；温度过低，则可能造成充模不满、熔接痕明显等缺陷。

注塑压力与速度：注塑压力和速度需要根据制品的形状、尺寸和壁厚进行合理优化。对于薄壁制品，为了确保熔体能够快速充满模具型腔，可适当提高注射速度和压力；而对于厚壁制品，过高的注射速度可能会导致制品内部产生气泡或熔接痕，此时应适当降低注射速度。注射压力的大小要能够保证熔体在模具内顺利流动，填充到各个角落，同时又不能过大，以免造成模具损坏或制品飞边等问题。

模具设计：考虑到 PA6 Amilan® CM1011G - 30 中玻璃纤维的存在，模具的浇注系统设计尤为关键。流道应尽量短而粗，以减少熔体的流动阻力，同时避免玻璃纤维在流动过程中过度取向，导致制品性能不均匀。浇口的位置和尺寸也需要精心设计，确保熔体能够均匀地填充模具型腔，避免出现喷射、滞流等现象。

（二）挤出成型

螺杆结构与长径比：为了适应 PA6 Amilan® CM1011G - 30 中玻璃纤维的分布和流动特性，挤出机的螺杆结构需要进行特殊设计。螺杆的长径比应适当增大，一般可选择 25 - 30 之间，以保证物料在螺杆内能够充分塑化和混合，使玻璃纤维均匀地分散在 PA6 基体中。

温度控制：挤出温度一般控制在 °C 之间，通过**控制挤出机各段加热区的温度，确保物料在挤出过程中能够均匀塑化和挤出。温度过高，容易导致材料分解，影响制品质量；温度过低，则会使物料塑化不良，挤出过程不稳定，甚至出现堵塞现象。

模具与冷却：挤出模具的设计要保证流道光滑、无死角，以减少物料在模具内的停留时间，防止因局部过热导致材料分解。同时，在挤出过程中，应根据制品的要求合理调整冷却速度。对于管材、型材等挤出制品，冷却速度过快可能会导致制品内部产生应力，影响制品的性能；冷却速度过慢，则会降低生产效率。

（三）其他加工方式

除了注塑和挤出成型外，PA6 Amilan® CM1011G - 30 还可以通过吹塑成型、模压成型等其他加工方式进行加工。在吹塑成型过程中，需要根据制品的形状和尺寸选择合适的吹塑设备和模具，**控制吹塑温度、压力和时间等工艺参数，以确保制品的壁厚均匀、表面光滑。模压成型则适用于制造一些形状简单、尺寸较大的制品，在模压过程中，要严格控制模具的温度、压力和保压时间，使材料能够充分流动并填充模具型腔，从而获得高质量的制品。

三、应用领域探索

（一）汽车工业

发动机相关部件：发动机舱内的环境极为恶劣，温度高、振动大，还存在各种油液和化学物质。PA6 Amilan® CM1011G - 30 凭借其出色的耐热性、高强度和耐化学腐蚀性，成为制造发动机零件，如发动机支架、进气歧管、风扇叶片等的理想材料。发动机支架需要承受发动机的巨大重量和振动，CM1011G - 30 的高强度和良好的抗疲劳性能，能够确保支架在长期使用过程中不会发生变形或断裂，保障发动机的稳定运行。进气歧管需要在高温环境下，保持良好的尺寸稳定性和耐化学腐蚀性，以确保进气的顺畅和发动机的正常燃烧，CM1011G - 30 完全能够满足这些严苛要求。

汽车内饰件：在汽车内饰方面，该材料可用于制造座椅骨架、仪表盘等部件。座椅骨架需要具备足够的强度和刚性，以支撑乘客的重量，同时还要考虑轻量化设计，以降低汽车的整体能耗。PA6 Amilan® CM1011G - 30 的高强度和相对较轻的密度，使其成为座椅骨架的优质选择。仪表盘则对材料的尺寸稳定性和表面质量要求较高，CM1011G - 30 能够通过注塑等工艺，实现复杂的造型设计，同时保证仪表盘在不同温度和湿度环境下，始终保持稳定的尺寸和良好的外观。

汽车电子：随着汽车电子化程度的不断提高，汽车电子部件对材料的电气性能和可靠性要求越来越高。PA6 Amilan® CM1011G - 30 的出色电气绝缘性能、良好的尺寸稳定性和耐热性，使其在汽车电子领域得到广泛应用。例如，用于制造汽车连接器、传感器外壳等部件，能够有效防止电气短路和信号干扰，确保汽车电子系统的稳定运行。

（二）电子电气

连接器与插座：在电子设备中，连接器和插座是实现电气连接的关键部件，对材料的电气性能、机械性能和尺寸精度要求极高。PA6 Amilan® CM1011G - 30 的高体积电阻率、良好的介电强度和稳定的介电常数，能够保证连接器和插座在电气连接过程中，信号传输稳定、可靠，不会出现漏电或信号衰减等问题。同时，其高强度和高精度的成型性能，能够确保连接器和插座的结构牢固，插拔寿命长，满足电子设备频繁使用的需求。

电器外壳：电器外壳不仅要起到保护内部电子元件的作用，还要具备良好的散热性能、阻燃性能和美观性。PA6 Amilan® CM1011G - 30 的高耐热性和良好的导热性能，有助于将电器内部产生的热量快速散发出去，防止元件因过热而损坏。其阻燃性能则为电器的使用安全提供了重要保障，降低了火灾发生的风险。此外，通过注塑工艺，该材料能够实现多样化的外观设计，满足消费者对电器美观性的追求。

电子设备结构件：对于一些高端电子设备，如笔记本电脑、平板电脑等的内部结构件，需要材料具备高强度、轻量化和良好的加工性能。PA6 Amilan® CM1011G - 30 在保证高强度的同时，相对较轻的密度有助于实现电子设备的轻量化设计，方便携带。其良好的加工性能，使得结构件能够通过注塑等工艺，制造出复杂的形状和精密的尺寸，满足电子设备内部紧凑布局的需求。

（三）机械工业

齿轮与轴承：在机械传动系统中，齿轮和轴承需要承受高负荷、高转速和频繁的摩擦。PA6 Amilan® CM1011G - 30 的高硬度、优异的耐磨性和低摩擦系数，使其成为制造齿轮和轴承的理想材料。使用该材料制造的齿轮，能够在长期运行过程中，保持良好的齿形精度，减少磨损和噪音，提高传动效率。而用于制造轴承时，低摩擦系数能够降低能量损耗，提高轴承的使用寿命和旋转精度。

机械结构件：各种机械结构件，如支架、连接件等，对材料的强度和刚性要求较高。