JPS61283797A - 遠心圧縮機のインペラ - Google Patents
遠心圧縮機のインペラInfo
- Publication number
- JPS61283797A JPS61283797A JP12413685A JP12413685A JPS61283797A JP S61283797 A JPS61283797 A JP S61283797A JP 12413685 A JP12413685 A JP 12413685A JP 12413685 A JP12413685 A JP 12413685A JP S61283797 A JPS61283797 A JP S61283797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- impeller
- nylon
- polyphenylene sulfide
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、遠心圧縮機に用いられる繊維強化樹脂から
なるインペラに関するものである。
なるインペラに関するものである。
(従来の技術)
流体を前方より吸引し、遠心力により外方へ放出する遠
心圧縮機に用いられる繊維強化樹脂材料からなるインペ
ラとしては、特公昭52−48684号公報および特開
昭57−119105号公報に記載されているものがあ
るが、これらのインペラを構成する樹脂材料は炭素繊維
を樹脂の補強材として用いることを特徴としている。特
に特開昭57−119105号公報には耐熱性のある熱
可塑性樹脂または熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし
て用いた炭素繊維強化樹脂がインペラに用いられること
が記載されている。
心圧縮機に用いられる繊維強化樹脂材料からなるインペ
ラとしては、特公昭52−48684号公報および特開
昭57−119105号公報に記載されているものがあ
るが、これらのインペラを構成する樹脂材料は炭素繊維
を樹脂の補強材として用いることを特徴としている。特
に特開昭57−119105号公報には耐熱性のある熱
可塑性樹脂または熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とし
て用いた炭素繊維強化樹脂がインペラに用いられること
が記載されている。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら遠心圧縮機インペラの使用条件は、温度が
一50°Cから200°C(常用使用時最高温度として
180°C〜150℃)、最大回転数が15X10’r
pmになり、しかも、最大回転時に発生する最大応力は
現行品(アルミニウム合金製、外径約55鵡)で約20
”9/ym”、翼面部で約10髪−にもなる。これを
比重の小さい樹脂を用いることにより、回転時の最大応
力を約%程度に低下させることができる。この様に現行
の使用条件から耐+5熱性、強度、弾性率、耐久疲労特
性も加味して、材料を選定すると、これらの条件を満足
する繊維強化樹脂組成物としてはナイロン66栃脂、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン
、ポリエーテルスルフォン、ポリアミドイミ−ド等の樹
脂と、炭素繊維・ガラス繊維)ウィスカ、ドの様なガラ
ス転移温度の高い樹脂の炭素繊維強化樹脂は高価である
とともに、350℃以上の高い成形温度と200°C以
上の金型温度が必要となるなど成形上の難しさがある。
一50°Cから200°C(常用使用時最高温度として
180°C〜150℃)、最大回転数が15X10’r
pmになり、しかも、最大回転時に発生する最大応力は
現行品(アルミニウム合金製、外径約55鵡)で約20
”9/ym”、翼面部で約10髪−にもなる。これを
比重の小さい樹脂を用いることにより、回転時の最大応
力を約%程度に低下させることができる。この様に現行
の使用条件から耐+5熱性、強度、弾性率、耐久疲労特
性も加味して、材料を選定すると、これらの条件を満足
する繊維強化樹脂組成物としてはナイロン66栃脂、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン
、ポリエーテルスルフォン、ポリアミドイミ−ド等の樹
脂と、炭素繊維・ガラス繊維)ウィスカ、ドの様なガラ
ス転移温度の高い樹脂の炭素繊維強化樹脂は高価である
とともに、350℃以上の高い成形温度と200°C以
上の金型温度が必要となるなど成形上の難しさがある。
また炭素繊維で強化したポリフェニレンスルフィドは高
い弾性率を持つが、ガラス転移温度が85°Cと比較的
高いが、100℃以上では強度、弾性率が急激に低下す
る。さらに成形時には比較的高い成形温度を必要とし、
成形品の強度を出すためにアニールが必要であり、成形
が難しい。また一般的に適用が可能と考えられる炭素繊
維で強化されたナイロン66樹脂は、常温での機械的強
度は著しく高いが、ナイ四ン樹脂のガラス転移温度が5
0°Cと低いため、これ以上の高温領域になるとしだい
に強度、弾性率が低下し、また吸湿による寸法変化や成
形後のソリが発生しやすいことなどから、寸法精度が要
求される遠心圧縮機のインペラに用いることは難しいと
いう問題があった。
い弾性率を持つが、ガラス転移温度が85°Cと比較的
高いが、100℃以上では強度、弾性率が急激に低下す
る。さらに成形時には比較的高い成形温度を必要とし、
成形品の強度を出すためにアニールが必要であり、成形
が難しい。また一般的に適用が可能と考えられる炭素繊
維で強化されたナイロン66樹脂は、常温での機械的強
度は著しく高いが、ナイ四ン樹脂のガラス転移温度が5
0°Cと低いため、これ以上の高温領域になるとしだい
に強度、弾性率が低下し、また吸湿による寸法変化や成
形後のソリが発生しやすいことなどから、寸法精度が要
求される遠心圧縮機のインペラに用いることは難しいと
いう問題があった。
(問題点を解決するための手段)
この発明は、この様な従来の問題点に着目し、ナイロン
66樹脂とポリフェニレンスルフィド(pps)のブレ
ンドよりなるマトリックス樹脂を強化繊維で補強した樹
脂組成物を用いてインペラを作成することにより上記問
題点を解決したものである。
66樹脂とポリフェニレンスルフィド(pps)のブレ
ンドよりなるマトリックス樹脂を強化繊維で補強した樹
脂組成物を用いてインペラを作成することにより上記問
題点を解決したものである。
この発明において、マトリックス樹脂を構成するナイロ
ン66樹脂(A)とポリフェニレンスルフィド(B)の
ブレンド重量比は(4)/(A)+(B) = 0.4
〜0.8であり、強化繊維(0)とのブレンド重量比は
(G)/GA)+(B)+(0) = o、s 〜0.
45であるのが好ましい。
ン66樹脂(A)とポリフェニレンスルフィド(B)の
ブレンド重量比は(4)/(A)+(B) = 0.4
〜0.8であり、強化繊維(0)とのブレンド重量比は
(G)/GA)+(B)+(0) = o、s 〜0.
45であるのが好ましい。
また上記強化繊維としては、炭素、ガラス、その他の無
機質の繊維およびウィスカ等が単独で、あるいは2種以
上の組み合せで用いられる。
機質の繊維およびウィスカ等が単独で、あるいは2種以
上の組み合せで用いられる。
以下、この発明を図面により説明する。
第1図は、この発明の一例の遠心圧縮機のインペラ1を
示す図で、図示するように複雑な形状をなしており、し
かも精密な寸法精度を必要とするにのインペラ1は第2
図に示すように、スリーブ2とワッシャ8とにより挾ま
れ、ネジ4でシャフト部5に固定されている。
示す図で、図示するように複雑な形状をなしており、し
かも精密な寸法精度を必要とするにのインペラ1は第2
図に示すように、スリーブ2とワッシャ8とにより挾ま
れ、ネジ4でシャフト部5に固定されている。
この発明のインペラは、前記樹脂組成物を用い、押出成
形、射出成形等のよく知られている方法で製造すること
ができる。例えば第8図に示す金型を用いてインペラを
成形することができる。即ち、インペラ形状を彫り込ん
だ組み立て成金型6に、摺動可能なピンクを取りつけ、
このビン7にインサート用金属製円筒8を装着固定し、
しかる後、上金型9を密着固定し、A方向からゲート1
0を通して成形材料を射出あるいは押出し、インペラ形
状部11に充填し、成形する。
形、射出成形等のよく知られている方法で製造すること
ができる。例えば第8図に示す金型を用いてインペラを
成形することができる。即ち、インペラ形状を彫り込ん
だ組み立て成金型6に、摺動可能なピンクを取りつけ、
このビン7にインサート用金属製円筒8を装着固定し、
しかる後、上金型9を密着固定し、A方向からゲート1
0を通して成形材料を射出あるいは押出し、インペラ形
状部11に充填し、成形する。
(実施例)
次にこの発明を実施例および比較例により説明する。
実施例1
ナイロン66m脂、ポリフェニレンスルフィドおよび炭
素繊維チョツプドファイバーをそれぞれナイ四ン66樹
脂85重量%、ポリフェニレンスルフィド85重量%、
炭素繊維80重量%の割合で配合したペレット状の樹脂
組成物を用い、シリンダ一温度290℃、金型温度11
0″C1射出圧カフ 00 kVcra”の成形条件で
、第8図に示す様な構造の金型に射出し、インペラ形状
物を得た。得られた形状物を、パリ取り、バランスチェ
ックなど機械加工を行い、第2図に示す様な構造でシャ
フトに固定し、空気加熱装置付き(温度範囲O〜600
℃)、高速回転強度試験機(回転数0〜25X 10’
rpm )に設置し、回転数が15 X 10’rp
mlOの場合の各温度におけるバースト試験を行った。
素繊維チョツプドファイバーをそれぞれナイ四ン66樹
脂85重量%、ポリフェニレンスルフィド85重量%、
炭素繊維80重量%の割合で配合したペレット状の樹脂
組成物を用い、シリンダ一温度290℃、金型温度11
0″C1射出圧カフ 00 kVcra”の成形条件で
、第8図に示す様な構造の金型に射出し、インペラ形状
物を得た。得られた形状物を、パリ取り、バランスチェ
ックなど機械加工を行い、第2図に示す様な構造でシャ
フトに固定し、空気加熱装置付き(温度範囲O〜600
℃)、高速回転強度試験機(回転数0〜25X 10’
rpm )に設置し、回転数が15 X 10’rp
mlOの場合の各温度におけるバースト試験を行った。
得た結果を第1表に示す。
次に上記樹脂組成物のナイロン66樹脂とポリフェニレ
ンスルフィド(pps)の配合割合ヲ重量比で40=6
0.60:40:F5J:テT壜えて28℃。
ンスルフィド(pps)の配合割合ヲ重量比で40=6
0.60:40:F5J:テT壜えて28℃。
50℃、100℃、150°C,200°Cにおける曲
げ弾性率(髪−)および曲げ強度(髪−)を測定し、温
度依存性を評価し、測定結果を夫々第4図および第5図
に示す。これ等の結果よりナイロン66樹脂(A)とP
PB(B)のブレンド重量比を・(A)/(A)+(B
) = 0.4〜0−8とするのがヨイコトカワかる。
げ弾性率(髪−)および曲げ強度(髪−)を測定し、温
度依存性を評価し、測定結果を夫々第4図および第5図
に示す。これ等の結果よりナイロン66樹脂(A)とP
PB(B)のブレンド重量比を・(A)/(A)+(B
) = 0.4〜0−8とするのがヨイコトカワかる。
比較例1
ナイロン66樹脂(4)とPPB(B)のブレンド重量
比(A)/(A)+ (B)を0 、0.2 、1.0
とした他は実施例1と同様に作成し、試験してその結果
を第4図および第5図に示す。
比(A)/(A)+ (B)を0 、0.2 、1.0
とした他は実施例1と同様に作成し、試験してその結果
を第4図および第5図に示す。
mま
次にナイロン66樹脂とPPsの配合割合を1:1とし
炭素繊維含有率((り乙(転)+(B) + (0)を
40%と変えた各組成物の28℃、100″G 、 1
5’0″C9200℃における曲げ弾性率および曲げ強
度を測定し、第6図およびtg7図に示す。
炭素繊維含有率((り乙(転)+(B) + (0)を
40%と変えた各組成物の28℃、100″G 、 1
5’0″C9200℃における曲げ弾性率および曲げ強
度を測定し、第6図およびtg7図に示す。
比較例2
炭素繊維含有率を5%、20%、50%とした以外は実
施例2と同じにして、実施例2と同様の試験を行ないそ
の結果を第6図、第7図に示す。
施例2と同じにして、実施例2と同様の試験を行ないそ
の結果を第6図、第7図に示す。
ただし、50%は成形不能であった。
実施例8
ナイロン66樹脂、ポリフェニレンスルフィドおよび炭
素繊維チョツプドファイバーとガラス繊維チョツプドフ
ァイバーとをそれぞれナイロン66樹脂80重量%、ポ
リフェニレンスルフ4ビ10重量%の割合で配合したペ
レット状の樹脂組成物を用い、実施例1と同様にして射
出成形により、インペラ形状物を得た。このインペラ形
状物につき実施例1に記載したと同様にしてバースト試
験を行い、得た結果を第1表に示す。
素繊維チョツプドファイバーとガラス繊維チョツプドフ
ァイバーとをそれぞれナイロン66樹脂80重量%、ポ
リフェニレンスルフ4ビ10重量%の割合で配合したペ
レット状の樹脂組成物を用い、実施例1と同様にして射
出成形により、インペラ形状物を得た。このインペラ形
状物につき実施例1に記載したと同様にしてバースト試
験を行い、得た結果を第1表に示す。
次に上記樹脂組成物の28°C,100℃1150’c
、 g o o℃における曲げ弾性率および曲げ強度
を測定し、第6図および第7図に示す。
、 g o o℃における曲げ弾性率および曲げ強度
を測定し、第6図および第7図に示す。
実施側番
ナイロン66樹脂、ポリフェニレンスルフィドおよび炭
素繊維チョツプドファイバー、チタン酸カリウィスカー
を、それぞれナイロン66樹脂aofc量1ポリフエニ
レンスルフイド80重量 、チ、炭素繊維80重量%
、チタン酸カリウィスカ10重量%の割合で配合したペ
レット状の樹脂組成物を用い、実施例1と同様に成形し
、しかる後、バースト試験を行った。得た結果を第1表
に示す。
素繊維チョツプドファイバー、チタン酸カリウィスカー
を、それぞれナイロン66樹脂aofc量1ポリフエニ
レンスルフイド80重量 、チ、炭素繊維80重量%
、チタン酸カリウィスカ10重量%の割合で配合したペ
レット状の樹脂組成物を用い、実施例1と同様に成形し
、しかる後、バースト試験を行った。得た結果を第1表
に示す。
次に上記樹脂組成物の28°C*100℃,150’c
、 s o o″Cにおける曲げ弾性率および曲げ強
度を測定し、第6図および第7図に示す。
、 s o o″Cにおける曲げ弾性率および曲げ強
度を測定し、第6図および第7図に示す。
第6図および第7図より強化繊維含有率(重量%)が8
0〜45%、即ち強化繊維(0)のブレンド重量比を(
0)/(A)+(B)+((3) = o.a 〜0.
4 5とするとよいことがわかる。尚強化繊維含有率が
45%超えると成形が不可能であった。
0〜45%、即ち強化繊維(0)のブレンド重量比を(
0)/(A)+(B)+((3) = o.a 〜0.
4 5とするとよいことがわかる。尚強化繊維含有率が
45%超えると成形が不可能であった。
比較例3
ナイロン66樹脂と、炭素繊維チョツプドファイバーと
を、それぞれ70重量%、80重量%の割合で配合した
ペレット状の組成物を用い、シリンダ温度290℃、金
型温度110℃、射出圧力eoo〜ら2の成形条件で、
射出成形を行い、インペラ形状物を得た。しかる後、実
施例1と同様な方法でバースト試験を行った。得た結果
を第1表に示す。
を、それぞれ70重量%、80重量%の割合で配合した
ペレット状の組成物を用い、シリンダ温度290℃、金
型温度110℃、射出圧力eoo〜ら2の成形条件で、
射出成形を行い、インペラ形状物を得た。しかる後、実
施例1と同様な方法でバースト試験を行った。得た結果
を第1表に示す。
比較例4
ナイロン66樹脂を60重量%、炭素繊維チョヅプド7
アイパー40重jiチの割合で配合したペレット状の組
成物を用い、比較例1に示した成形条件で射出成形を行
い、インペラ形状物を得た。
アイパー40重jiチの割合で配合したペレット状の組
成物を用い、比較例1に示した成形条件で射出成形を行
い、インペラ形状物を得た。
しかる後、実施例1と同様な方法でバースト試験を行っ
た。得た結果を第1表に示す。
た。得た結果を第1表に示す。
バースト試験は1 5 X 1 0’rpmで2分間回
転させた場合の値で比較した。
転させた場合の値で比較した。
○:合格 バーストなし。
△:若干変形がみられる。
×:不合格 バースト。
第1表の結果より、実施例のものは比較例のものにくら
べて耐熱性が高く、100℃、150″Cになっても強
度、弾性率の低下が少ないため、高速回転時における最
大応力8髪−〜1o髪−に耐えているためバーストが無
いと考えられる。
べて耐熱性が高く、100℃、150″Cになっても強
度、弾性率の低下が少ないため、高速回転時における最
大応力8髪−〜1o髪−に耐えているためバーストが無
いと考えられる。
(発明の効果)
以上説明してきたように、この発明の遠心圧縮機のイン
ペラは、ナイ四ン66樹脂とポリ7エ二レンスルワイド
のブレンドをマトリックス樹脂として用い、このマトリ
ックス樹脂を強化繊維で補強した繊維強化樹脂で構成し
たことにより、耐熱性が高く、100°C以上の高温領
域においても強度、弾性率の低下が少ないため高速回転
時のバーストがない上、さらに軽量化により、エンジン
の負荷変動に対する追従性が改善され、また製品表面の
精度(4μ以下)がアルミ合金製のもの(16〜20μ
)に比較して、極めて良くなったため、高速回転時の吸
入空気の翼表面からの剥離現象を低減することができた
ので、吸入圧縮効率が上がるという効果が得られた。
ペラは、ナイ四ン66樹脂とポリ7エ二レンスルワイド
のブレンドをマトリックス樹脂として用い、このマトリ
ックス樹脂を強化繊維で補強した繊維強化樹脂で構成し
たことにより、耐熱性が高く、100°C以上の高温領
域においても強度、弾性率の低下が少ないため高速回転
時のバーストがない上、さらに軽量化により、エンジン
の負荷変動に対する追従性が改善され、また製品表面の
精度(4μ以下)がアルミ合金製のもの(16〜20μ
)に比較して、極めて良くなったため、高速回転時の吸
入空気の翼表面からの剥離現象を低減することができた
ので、吸入圧縮効率が上がるという効果が得られた。
第1図はこの発明の一例インベラの斜視図、第2図はシ
ャフト部へ取付けたインペラの断面図、 第8図はインペラ成形用金型の断面図、第4図は、炭素
繊維含有率を30重量%とし、+イoン66樹脂とポリ
フェニレンスルフトノ配合量を変えた組成物の23℃、
50’0.100”C150°C,200°Cにおける
曲げ弾性率を示す曲線図、 第5図は第4図の場合と同じ組成物の28°C150℃
、100°C,150°C,200℃における28℃、
100℃、150℃、200℃における強化繊維含有率
と曲げ弾性率の関係を示す曲線図、第7図は第6図と同
様の強化繊維含有率と曲げ強度の関係を示す曲線図であ
る。 1・・・インペラ 2・・・スリーブ5・・・シ
ャフト 6・・・下金型・8・・・インサート用
金属製円筒 9・・・上金型 10・・・ゲート11・・・
インペラ形状の空間 A・・・成形材料入口 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図 第2図
ャフト部へ取付けたインペラの断面図、 第8図はインペラ成形用金型の断面図、第4図は、炭素
繊維含有率を30重量%とし、+イoン66樹脂とポリ
フェニレンスルフトノ配合量を変えた組成物の23℃、
50’0.100”C150°C,200°Cにおける
曲げ弾性率を示す曲線図、 第5図は第4図の場合と同じ組成物の28°C150℃
、100°C,150°C,200℃における28℃、
100℃、150℃、200℃における強化繊維含有率
と曲げ弾性率の関係を示す曲線図、第7図は第6図と同
様の強化繊維含有率と曲げ強度の関係を示す曲線図であ
る。 1・・・インペラ 2・・・スリーブ5・・・シ
ャフト 6・・・下金型・8・・・インサート用
金属製円筒 9・・・上金型 10・・・ゲート11・・・
インペラ形状の空間 A・・・成形材料入口 特許出願人 日産自動車株式会社 第1図 第2図
Claims (1)
- 1、繊維強化樹脂からなる一体型遠心圧縮機のインペラ
において、繊維強化樹脂として、ナイロン66樹脂とポ
リフェニレンスルフィドのブレンドよりなるマトリック
ス樹脂を、強化繊維で補強した樹脂組成物を用いたこと
を特徴とする遠心圧縮機のインペラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12413685A JPS61283797A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 遠心圧縮機のインペラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12413685A JPS61283797A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 遠心圧縮機のインペラ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61283797A true JPS61283797A (ja) | 1986-12-13 |
Family
ID=14877809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12413685A Pending JPS61283797A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 遠心圧縮機のインペラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61283797A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01125894U (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | ||
US6979174B2 (en) | 2003-10-01 | 2005-12-27 | Schlumberger Technology Corporation | Stage pump having composite components |
JPWO2019045032A1 (ja) * | 2017-08-31 | 2019-11-07 | ポリプラスチックス株式会社 | 樹脂組成物、成形品及びその製造方法 |
US11028856B2 (en) | 2016-05-09 | 2021-06-08 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor impeller |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12413685A patent/JPS61283797A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01125894U (ja) * | 1988-02-22 | 1989-08-28 | ||
US6979174B2 (en) | 2003-10-01 | 2005-12-27 | Schlumberger Technology Corporation | Stage pump having composite components |
US11028856B2 (en) | 2016-05-09 | 2021-06-08 | Ihi Corporation | Centrifugal compressor impeller |
JPWO2019045032A1 (ja) * | 2017-08-31 | 2019-11-07 | ポリプラスチックス株式会社 | 樹脂組成物、成形品及びその製造方法 |
CN111051436A (zh) * | 2017-08-31 | 2020-04-21 | 宝理塑料株式会社 | 树脂组合物、成型品和其制造方法 |
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