PA46 经退火处理，增加材料强度，降底吸水量，拓展齿轮设计应用范围。
聚酰胺46(PA46)材料具有70%的结晶度，在高温下展现出良好的耐磨性和摩擦性能，并且很好地保持了其机械性能，适用于需在高扭矩和高温下工作的齿轮应用。PA46具有多种适于齿轮设计的性能，并可通过不可逆的高温退火处理进一步增强。PA46材料在玻璃转化温度以上的高温下经退火处理后，其硬度和强度性能可提高50%，并且改善了抗疲劳性、耐磨性和摩擦性能。另外，与其它聚酰胺材料相比，PA46的独特优点在于，经退火处理后可降低材料的吸水量。重要的是，在高温下退火处理的部件公差由其线性热膨胀(CLTE)系数决定，而不是由吸水引起的尺寸变化决定。这里讨论几种PA46齿轮应用：起动电动机、自动开闭式车窗和动力转向齿轮。
PA46简介
聚酰胺46(PA46；PA46配方，Stanyl产品，由DSM工程塑料公司生产销售)制成的产品，在成型后进行退火处理可以大大增强产品的各种性能。处理后，可以降低产品的吸水量，改善其机械性能，硬度和强度性能可提高50%，增加分子量，并且有更好的抗疲劳性能。在PA46退火处理方面已经发展出了
一系列有用的工程学知识，主要为日益广泛的PA46材料齿轮应用中提供技术支持。齿轮在应用中会受到各种不同应力，如切向力、径向力和(特别是在螺旋设计中)轴向力等等。
有许多应用中，热塑性塑料已经替代了金属用于齿轮制造。与金属齿轮相比，工程热塑性塑料具有电气、机械和化学性能方面的优势；对润滑的要求极低，甚至无需润滑；重量轻；可以成型为更多的几何形状，制造速度快。
表 1. 在不同%的相对湿度下(RH)， PA46， PA66和PA6 的吸水量。
图 3. 在各种条件下退火后，与玻纤填充型(GF)PA66 和PPA 材料
相比，GFPA46 材料的吸水量降低。
PA46的结构
PA46 (熔点为 295 ℃； Tg为 80 ℃) ，由己二酸和二氨基丁烷对称分子链组成(图1)。
(图中：聚酰胺的结构差别)
图1. PA46(Stanyl)的链结构与PA66 和PA6 的链结构比较。
在PA46中，每个酰胺键都伴随有4个CH2成分。这些有规律的分子链保证了材料有70%左右的快速结晶度(PA66和PA6相比之下为50%，而聚邻苯二甲酰胺[PPA]为30%)。快速结晶不仅缩短了PA46的生产周期时间，也导致该材料呈现精细的球粒结构，并且有相对较高的冲击值——约10 kJ/m2，而PA6/66成型干燥(DAM)时为5～7 kJ/m2。更重要的是，PA46在高于玻璃转化温度时也保持了较好的硬度和强度(图2)。
图2. PA46与竞争性材料在高温下硬度比较 ，动态机械分析(DMA)图。
在过去几十年中，聚酰胺 (PA)树脂——传统上是PA6和66(PA6/66)材料——广泛用于齿轮制造。问题在于，PA6/66材料无法承受较高的环境温度或扭矩/RPM产生的高温。与PA6/66相比，PA46的结晶度和玻璃转化温度(Tg)可提供更高的硬度和强度，因而PA46成为在这些应用中的理想材料。在成型后的退火处理进一步改善了这些工程性能。
表 2. 退火处理前后，在100% 相对湿度下暴露在水
中，尺寸变化百分比。
* 230℃ 下经24 小时退火
** 钢毂增加了径向膨胀。
图 4.经退火处理的PA46 与 PA66 和 POM 的DMA 曲线。
通过退火处理改善高温性能并减少吸水量
退火处理可以改善PA46的材料性能。退火是在高于材料的Tg温度时对材料进行高温处理，但温度要低于其熔点。退火结果是不可逆的，因为退火时出现固态缩合使得分子量增加。
■ 退火和降低吸水量
聚酰胺的吸水量由材料的极性(亲水趋向)和结晶度决定。PA46为高极 >>性材料；另外，PA46的高结晶度也降低了吸水量，因为吸水过程只在材料的非晶相状态下发生。然而，尽管具有上述两个优点，PA46仍显示出较高的吸水程度 (表1)。
图6.玻纤和碳纤维加强型PA46(TW200XX)材料在210°C下经过16 小时退火处理后，对其在140°C
时抗疲劳性的影响。(图中：上方：STANYL 在8Hz/140℃时的疲劳情况(在210℃下经过20 小时退火处
理，下方：疲劳周期)
PA46材料的吸水量更高，原因在于其非晶相状态下有相对较低的密度。冷却导致结晶和相对较高自由体积的非晶相链构象，易于吸水。PA46经退火处理后，可建立一种紧凑的非晶相状态，从而大幅降低材料的吸水量。
PA46材料经退火处理后吸水量降低，从而减少了由于吸水引起的相关尺寸和机械变化(见表2)。
重要的是，在退