特种工程塑料

2、聚砜的性能
① 力学性能：聚砜具有优良的力学性能，其拉伸强度和弯曲强度都高于一般的 工程塑料，而且在高温下的力学性能保持率高，冲击强度在-60~120℃范围 内变化不大。聚砜的主要缺点是抗疲劳性差，疲劳强度及寿命不如聚甲醛和 聚酰胺，此外还易出现内应力开裂现象。 ② 热性能：聚砜具有优异的热性能，其玻璃化温度为190℃，脆化温度为101℃，热变形温度为175℃，长期使用温度在-100~150℃.聚砜在高温下的 耐热老化性能极好就，在150℃经过2年的老化后，其拉伸屈服强度和热变 形温度反而有所提高，而冲击强度仍能保持55％；聚砜还有优良的耐氧老 化性及自熄性。 ③ 电性能 ：聚砜在宽广的温度和频率范围内具有优异的电性能，在水及潮湿 的空气中电性能的变化很小。 ④ 耐化学药品性 聚砜的化学稳定性较好，对无机酸、碱、盐溶液都很稳定， 但受某些极性有机溶剂的作用会发生腐蚀的现象。 ⑤ 其他性能：聚砜的耐腐蚀性能优良，但耐候性和耐紫外线性较差。其吸水率 为0.22％，成型率为0.7％，尺寸稳定性较好，在湿热的条件下其尺寸变化 微小。
第一节
聚酰亚胺（PI ） Polyimide
1、简介 聚酰亚胺是由美国杜邦公司首先工业化生产的，1961 年实现PI薄膜和绝缘漆的工业化生产，以后出现了模塑制 品。世界各国广泛开展研究工作，以满足宇航等工业部门 对高温、耐辐射材料的需要。 PI是一类分子中含有酰亚胺基团的杂环聚合物。分子 主链上含有-C-N-C-的聚合物统称PI，是由二元酸酐和二 元胺缩聚而成，按结构可分三大类：不熔性、可熔性和改 性聚酰亚胺；按生产方法分为缩聚性和加成型两大类。主 要品种有均苯型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、聚酰胺酰亚 胺、聚双马来酰亚胺。
2.聚砜的结构
• 1、双份A型聚砜，简
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↑ ↑
异 亚 苯 基
砜 基
亚 苯 基
异亚苯基为芳脂基，有一定的空 间体积，减少分子间相互作用力可赋 予聚合物韧性和熔融加工性。醚基也 可以增加分子链的柔顺性，并且也可 改善熔融加工性。砜基和亚苯基提供 了刚性、耐热性及抗氧化能力。
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第四节 聚苯硫醚（PPS ） Polyphenyl sulfone
1、聚苯硫醚的合成
Macallum法： 对-二氯苯、硫和碱金属盐(如碳酸钠)于275～360 ℃加压下熔融 缩聚制得。 缩合法：对卤代苯硫酚熔融或溶液缩聚，若在熔融状态下缩聚， 通常生产不熔不溶物，若反应温度低于熔融温度10～20℃，可 得线型 PPS。
4、聚酰亚胺的合成
• 1、聚酰亚胺的制备方法首先是由芳香族二元酸酐和芳香族二元胺经 缩聚反应生成聚酰胺酸，然后经过热转化或化学转化环化脱水形成聚 酰亚胺，其分子结构式为
式中，R为二元酸酐的芳基；R`为二胺的芳基。
5、聚酰亚胺的用途
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1.薄膜 2. 涂料 3.先进复合材料 4.纤维 5.泡沫塑料 6. 工程塑料 7.胶粘剂
PPS 的耐热性能优良，在高温下具有极好的刚性、强度 及耐疲劳性，连续使用温度范围为180-240℃。经玻纤增强或经无 机填料填充的PPS，热变形温度高于260℃，在500℃以下损失热很 少，且力学性能不降低，是使用温度最高的热塑性工程塑料之一
耐化学药品性
PPS具有优异的耐腐蚀性能，其耐腐蚀性与有“ 塑料之王”之称的聚四氟乙烯相近。它能抵抗酸、碱、氯烃等各种 化学侵蚀，在 200 ℃以下不溶于任何有机溶剂，除强氧化性酸和发 烟硝酸、氯磺酸、氟酸外，几乎不受所有无机介质侵蚀。在 250 ℃ 以上仅溶于联苯、联苯醚和它们的卤代物。在高温下即使最好的溶 剂氯化联苯也仅能溶解10%。在沸腾的浓盐酸中， 不发生任何变化 。
2.聚砜的用途
机械工业：用于制造钟表壳体及零件、复印机及照相机等零件，用作 食品机械的热水阀、冷冻系统器具、传动零部件等。聚砜塑料加入聚 四氟乙烯或石墨等耐磨填料后可用来作高温负荷的轴承，以及活塞环、 轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮等。 电子电器：可用于制造电视机、音响及计算机的积分线路板，还可制 作电子电器设备的外壳、电镀槽、示波器的套管及线圈架、电容器薄 膜和电线、电缆的包覆层、各种小型精密电子元件。聚芳砜可做C级 绝缘材料使用，作成各种耐高温的线圈架、开关、连接器等。聚醚砜 也可作线圈线管、线圈框架、微型电容器等。玻纤增强的聚醚砜可作 可控硅绝缘体、微型电位差计外壳和集成电路插座等。 交通运输 ：用于制造汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保 持架、发动机齿轮、止推环等；飞机上的热空气导管和框窗等。 医疗器械：因为其透明性和耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性特点，可 用于制作 防毒面具、接触眼睛片的消毒器、内视镜零件、人工心脏瓣 膜、人工假牙等；聚醚砜可制成人工呼吸器、血压检查管、牙科用反 射镜支架、注射器等。聚砜和聚醚砜还可制成超过滤膜和反渗透膜等。
粘合性
pps具有极好的粘结性能，对金属与非金属，均 可粘接。抗冲击性能极好，粘接强度高。粘结玻璃，其粘接 强度大于玻璃本身的内聚力。
尺寸稳定性
PPS 具有优良的尺寸稳定性，成型收缩率为0.00150.003.%，最低可达0.0001%，吸水率仅为0.05%，因此它具有较高 的热稳定性。PPS 在300℃以下不熔融，呈高弹状态，加热到400500℃稳定而不分解，交联PPS 可耐600℃以上的温度。PPS在高湿 状态下不变形，尽管熔融温度高，但熔体粘度低，流动性好，适于 制作精密制件或薄壁制品。
特种工程塑料
特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性 能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料，主 要用于高科技，军事和宇航、航空等工业。
特种工程塑料： 1.聚酰亚胺（PI） 2. 聚砜（PSU）
3.聚苯醚（PPO）
4.聚苯硫醚（PPS） 5.聚芳醚酮 6.聚四氟乙烯(PTFE) 7.液晶聚合物（LCP）
3.聚酰亚胺性性能
1）力学性能 ：聚酰亚胺具有优良力学性能，拉伸强度、弯 曲强度以及压缩强度都比较高，而且还具有突出的抗蠕变 性、尺寸稳定性、因此非常适于制作高温下尺寸精度要求 高的制品。
2）热性能：极其优异的耐热性，这是因为组成聚酰亚胺分 子主链的键能大，不易断裂分解。（由联苯二酐和对苯二 胺合成的聚酰亚胺，其分解温度达到600℃，是聚酰亚胺 中热稳定性最高的品种之一。聚酰亚胺的耐低温性也很好。 还具有很低的热膨胀系数。玻璃化温度270-280 ℃ ，分解 温度570-590 ℃ ，耐低温可达-193 ℃ ，可在-193-230 ℃ 环境中长期使用。
力学性能
PPS 由于耐热性优良，可在宽的温度范围内使用，其 拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量均列在工程塑料前列。增强型 PPS在耐冲击性、强度、硬度及绝大多数力学、物理性能上获得改 进，因此，PPS 模塑混合料几乎都是玻纤或矿物增强型。此外， PPS 抗蠕变性和耐疲劳性优良。
4、聚苯硫醚的用途
广泛应用于国防军工、电子电器、汽车精密机械， 家用电器（微波炉支架）。 PPS 的耐热性及尺寸稳定性、耐电弧性优良，可用 于制造电气插件和插座、连接器、接触开关、电刷柄、开关 元件、转换器、微波炉元件、电子手表零件、 电磁线圈轴线 、微波炉部件、集成电路和电容器的密封材料、小型自动化 线路板的外壳等。PPS 还可用于螺管元件中的绕线管、电气 马达外罩和微型电路板等。 PPS 可用于制造汽车的制动装置部件、各系统的叶 片、汽阀、发动机零件、点火开关零件、汽化器、电刷、车 用电器零件、燃烧流量计等
3、聚苯醚的性能
① 耐热水和耐蒸汽煮性在热塑性塑料最优。 ② 机械强度高，综合性能好。
③ 抗应力松弛、弹性疲劳、抗蠕变性能突出。
④ 热变形温度150左右，可在-190-150长期使用。 ⑤ 吸水性小，不水解，尺寸稳定性好。
4、聚苯醚的用途
• 1）MPPO密度小，容易加工，热变形温度在90 ~ 175℃，有不同规格的商品， 尺寸稳定性好，适用于制造办公设备、家用电器、计算机等箱体、底盘及精 密部件。 2）MPPO的介电常数及介质损耗角正切在五大通用工程塑料中最低，即绝缘 性最好，并且耐热性好，适用于电气工业。宜于制作用在潮湿而有载荷条件 下的电绝缘部件，如线圈骨架、管座、控制轴、变压器屏蔽套、继电器盒、 绝缘支柱等。 3）MPPO的耐水及耐热水性好，适用于制造水表、水泵。纺织厂用的纱管需 耐蒸煮，用MPPO制的纱管使用寿命长。 4）MPPO的介电常数及介质损耗角正切在工程塑料中为不受温度及周波数影 响者，并且耐热性及尺寸稳定性好，适用于电子工业。 5）由于电子工业及通讯产业的发展，手机、便携式电脑、高性能照相机、摄 像机等都需要锂离子电池，因此锂离子电池市场大有发展前景，锂离子电池 用有机电解液的包装材料过去用ABS或PC，2013年国外开发出电池用的 MPPO，其性能优于前两者。 6）MPPO在汽车工业有广泛用途，如仪表盘、防护杠等，PPO与PA合金， 尤其是高耐冲击性能的规格品种用于外装部件发展比较快。 7）在化工方面改性聚苯醚可用来制造耐腐蚀设备，其耐水解性尤其好，还耐 酸、碱、便溶于芳香烃和氯化烃中。 8）用于医疗器械，可在热水贮槽和排风机混合填料阀中代替不锈钢和其他金 属。
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第三节 聚苯醚（PPO ） phenyphenyleneoxide
1、聚苯醚的合成 聚苯醚是由2,6-二甲基苯酚以铜-胺络合物为催化 剂，在氧气中缩聚反应而生成的。
2、聚苯醚的结构
• 聚苯醚分子主链含有大量的酚基芳香环，使其分子链段内旋转困难， 从而使得聚苯醚的熔点升高，熔体黏度增加，熔体流动性大，加工困 难；分子链中的两个甲基封闭酚基两个邻位的活性点，可使聚苯醚的 刚性增加、稳定性增强、耐热性和耐化学腐蚀性提高。由于聚苯醚分 子链中无可水解的基团，因此其耐水性好、吸湿性低，尺寸稳定性好、 电绝缘性好。
阻燃性 电性能
树脂具有优异的阻燃性能，树脂原粉氧指数为 46-53。在火焰上能燃烧，但不滴落，离火后自熄，发烟率 低于卤化聚合物，不需添加阻燃剂即可达UL94U-D级标准。 PPS具有优良的电性能。介电常数3.9，电感应 率小，介电强度（击穿电压强度）高达19KV/mm，电阻率 高达1016Ω。在高湿、高温、变频等条件下仍能保持良好的 电绝缘性。PPS 耐电弧性优良，用无机材料改性的PPS耐电 弧性为185s，可取代热固性塑料。