工程塑料 _ Engineering Polymers
世界聚甲醛 POM 发展简况
铁耐克(Tenac(R)及铁耐克-C(Tenac-C(R)分别是旭化成的均聚甲醛及共聚甲醛 产品。聚甲醛树脂在分解过程中会产生有毒气体，主要是甲醛。而且在注塑、挤压 或其他处理机器的机筒中分解时，还可能在机筒中引起危险的高压积累。因此，当 处理聚甲醛如铁耐克时，必须将树脂远离火焰和热源，因为?火将会发生热分解或 燃烧，从而产生刺激性和剧毒的气体。盛载树脂的容器也必须避免破损、撕裂和触
宝理塑料南通 POM 项目获审批
日本宝理塑料有限公司、三菱瓦斯化学有限公司及美国 Ticona 三家公司将携手合 作，在中国江苏省南通经济技术开发区兴建一座全球规模最大，产量为 6 万吨的 共聚甲醛(POM)工厂，该项目现已通过审批，获得许可证。该项投资属于 100%外
资拥有，宝理塑料有限公司占最大股份。并将负责管理一切生产运作。
球首位。
改善性能的产品 最近宝理就研发了两种新的 POM 产品。夺钢 G21CP 比以前的同类树脂在抗蠕 变性上有大幅度的改善，主要使用了该公司的聚合技术、微细结构控制技术等。该 产品的蠕变量在无填充的热塑性塑料中属於最小，比夺钢 M25 增大了 10 倍的一定 载荷下制品长期抗蠕变破坏寿命。此外，在强度、弹性模量、抗冲击强度等机械性
增长。要占有这个可观的市场，宝理已於 2001 年 12 月与三菱瓦斯化学株式会 社、韩国工程塑料株式会社及 Ticona 合资成立宝泰菱工程塑料（南通）有限公 司，并已於今年 7 月在江苏省南通南通经济技术开发区举行了生产工厂的开工
典礼，并预计生产能力到 2005 年达到 10 万吨/年。
此外，中岛恒泰还指出，要在中国市场站稳，还必须建立优良的体制，配合供 应链，引进日本的经验及灵活运作，例如实施危机管理，如何保持与客户紧密的信
1工程塑料性能特点解析
1.4 工程塑料的耐化学学性能
耐酸、碱、有机溶剂、油料、气体、盐水等 表现在外观、物性会发生失光、变色、雾化、开裂、龟裂、翘 曲、分解、溶胀、溶解、发动等变化。
1.2.2电性能
电气材料根据使用电场的高低分为弱电材料和强电材料。用于 通信设备、各种民用电子设备、家电、高频绝缘、印制电路等的电 子材料属弱电材料；用于变压器、电动机、发电机等电器及电力输 送线路的材料为强电材料。弱电材料的主要电性能指标是介电常数
和介质损耗角因数；强电材料主要应满足绝缘性、耐电压和长期使
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 与热传导有关的物理量，如热导率 、比热容、线膨胀系数； 与相态变化省关的性能，如玻璃化转变温 度、熔点； 与耐热性有关的性质，如热变形温度、维 卡软化点； 与燃烧有关的性质，如阻燃性、燃烧速率。
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 热导率、比热容、线膨胀系数。
Байду номын сангаас
1.2 工程塑料的性能
表1-1常见工程塑料热性能 工程塑料 PA66 比热容 kJ／(kg· K) 1.67 导热系数 W／(m· K) 0.24 线胀系数 ×10-5/K 9 最高使用温度 ℃ 90-130
PC
POM(共聚） PPO PET+30%玻纤 PTFE PSF PES PI LCP PEEK PPS
1.2 工程塑料的性能
1.2.3光学性能
2.黄色指数
无色透明、半透明和近白色不透明塑料偏离白色的程度，称为塑料黄色指数， 或塑料黄色度。
某些工程塑料(如PC、PA6等)常以黄色指数的变化，作为经长期暴露于光和热 环境中性能变化的评定依据。 3．白度
塑料白度是指不透明白色或近白色的粉末状树脂和板状塑料表
工程塑料及其应用
工程塑料的分类如同其它的高分子材料一样，有很多种方法，例如耐热 特性、化学组成、结晶特性、应用领域或是特殊用途；但是最常用的是以耐 热性作为分类，简单叙述如下:
依耐热性分类，一般以长期使用温度(以美国 UL 相对温度指数(RTI) 表示):
RTI 在 100℃～150℃以上，称为泛用工程塑料。 RTI 在 150℃以上称为高性能工程塑料或称超级工程塑料。 另外也有人以热变形温度(HDT)来分类。
其中以尼龙 66 和尼龙 6 为最大量约占 92%，尼龙 11 和尼龙 12 次之约占 6%，其余尼龙类约占 2%。但是因为电子业耐热温度的要求 越来越高，所以近年来高温尼龙的用料量逐年持续增加。所谓高温 尼龙计有尼龙 46、聚对苯芳香族尼龙(尼龙 6T、尼龙 9T、MXD 尼龙) 等在本章节会叙述说明。
特性: Tg: 140℃，因为 PC 为非结晶性材料，黏度对剪变速率的 依存性小，近似牛顿流体的特性，尤其是在低剪变速率范围几乎 是牛顿流体；黏度与温度的依存性大，在射出成型对于温度敏感 度高，对射出压力的敏感度小。黏度因等级的分子量多寡而定， 约为 104～105，属于高黏度的塑料材料。 优点:
1. 耐冲击性高(一般级冲击强度可达 70kgcm/cm)。 2. 透明高(透光率可达 89%，仅次于压克力树脂)。 3. 尺寸安定性佳。 4. 可制程食品级原料，符合美国 FDA 标准。 5. 具自熄性(符合 UL 94 V-2)。 6. 在环境温度-170℃～130℃的各个物性很安定。 7. 机械强度高，抗潜变性高。 缺点: 1. 聚吸湿性，加工干emi-Crystalline
第二章 工程塑膠及其應用 5
工程塑料发展的历史
工程塑料做为塑料工业的重要分支在于 30 年代高分子理论中的高分子 结构与性能关系研究开始。最先提出来的是美国杜邦公司的卡洛斯(W.H. Carothers)于 1931 年发明尼龙 66，堪称为二十世纪百大科学发明之ㄧ。自 尼龙 66 开发来之后，许多的工程塑料陆续被研究及商业化。
工程塑料
三、聚甲醛（POM）
聚甲醛是以甲醛为主要单体、聚合物主链中结 构单元以—CH2—O—为主构成的聚合物，分为均聚 甲醛和共聚甲醛两类：均聚甲醛的端基一般为乙酰 基；共聚甲醛除结构单元—CH2—O—之外，还夹 有—CH2—CH2—O—或C4H8—O单元，端基一般是 丁氧基醚或羟基乙基醚，如
聚甲醛的聚合反应属于离子聚合反应机理，工业上 常采用负离子引发，聚合速率快，聚合热较大。
防弹玻璃
终极敞篷，布佳迪推威航Grand Sport
(3)电子电气行业 国外有将近50％的PC用于电气 行业，它是优良的E级(120˚C)绝缘材料。用作低 压电柜的绝缘零件、接线板垫片、套管接插件、 线圈架壳体材料、机床电机的保护开关、电视机 和摄像机的部件等。
音箱用电容器
(4)机械行业 制作高刚性、耐冲击的制件，制造传 递中小负荷的零部件如齿轮、蜗轮、蜗杆、卤条、 泵的叶轮、阀门、管件，各种器材的外壳和机械零 件螺丝、螺帽、手柄、按钮、铭牌等。
1）聚甲醛的主要特性
（1）机械性能优良。聚甲醛的拉伸强度达 70MPa，可在-40—100℃的范围内长期使用。其 抗蠕变性能优于尼龙，但不及聚碳酸酯(PC)，能在 众多领域中取代钢、铜、锌、铝等金属材料。
PA05及其合金。
继电器外壳
(4)机械工业 在矿山机械、造纸、纺织、橡塑加工、
食品加工等工业用机械中，为实现机械设备的小 型化，低噪声、抗腐蚀和抗恶劣环境以及使用寿 命长等技术进步，必须使用高强度、耐冲击、耐 磨损、低摩擦系数、低噪声的材料，这些正是尼 龙的优点所在。
高强度碳纤维增强尼龙材料制造飞镖
(3)尼龙具有一定的阻燃性，能够自熄，又有良好的电绝缘性 能，有1/3—1/4的消费用于电气和电力工业上。
工程塑料注塑成型 杜邦
Engineering PolymersInjection Molding工程塑料注塑成型DuPont Performance Polymers杜邦--高性能聚合物工程塑料注塑成型I.无定形与结晶性塑料分子链排列比热受热行为II.合适的设备干燥机螺杆射嘴III.模具设计流道浇口排气Ⅳ.注塑成型条件熔胶温度温度曲线保压压力保压时间模具温度注射速度Ⅴ.材料处理材料干燥回收料无定形vs 结晶性材料–受热行为温度, o C比热, k J /k g -1K -16,6 , POM PS 温度 热温度 热走廊走廊门门举例房间房间填充II.合适的设备要求干燥机螺杆射咀干燥机为什么要使用除濕干燥机为什么要使用除濕干燥机？？•除濕干燥机-是在机器内制造低露点的干燥空气制造低露点的干燥空气，，不受外部空气的影响不受外部空气的影响：：1. 可稳定干燥材料2. 干燥时间缩短3. 适宜干燥各种材料•热风干燥机-因将外部空气加热后使用气加热后使用，，所以受工厂内环境(湿度)等条件影响等条件影响：：1. 无法稳定干燥材料2. 干燥时间长3. 无法有效干燥各种材料螺杆设计长径比(L/D ratio)最佳L/D=20 / 1可接受L/D=18 / 1不可接受L/D=15 / 1压缩比(compression ratio): 3 -4射嘴设计III.模具设计流道系统流道尺寸浇口位置浇口尺寸排气鱼骨形流道鱼骨形流道：：填充时间不一致填充时间不一致，，型腔压力不平衡型腔压力不平衡，，常出现远浇口型腔填充不满，近浇口型腔压力大而产生毛边近浇口型腔压力大而产生毛边。
H 形平行流道形平行流道：：同时填充型腔同时填充型腔，，压力均匀一致压力均匀一致。
常用的浇口设计长方形Rectangular扇形或Fan or flash薄膜形Diaphragm隧道形Tunnel点浇口(针形) Pin Point模具–流道浇口系统黄金定律•流道尺寸应该比零件最厚地方更厚些•流道的凝固应该比浇口更迟凝固•浇口应放在产品最厚的地方•浇口尺寸应该最少是产品厚度的50% (玻纤材料要70%)•浇口不能在保压时段内或在产品足够填充前凝固1. 熔胶温度2. 温度曲线3. 保压压力4. 保压时间5. 模具温度最重要的5个成型参数5个较重要成型参数6. 注射充填速度7. 保压切换8. 背压9. 螺杆转速10. 保压曲线Ⅳ. 注塑成型条件熔融温度温度曲线背压螺杆转速螺杆及料筒设计滞留时间/含水量熔胶品质熔胶品质的评鉴熔胶品质-熔胶熔胶温度温度熔胶熔胶温度温度材料熔点熔胶温度POM-H 175 °C 215 ±5 °C PA 66255 °C 290 ±10°C PA 66 GF 255 °C 295 ±10°C PA 6225 °C 250 ±10°C PA 6 GF 225 °C 270 ±10°C PBT GF 225 °C 250 ±10°C PET GF 255 °C 285 ±10°C7 8 9 10熔胶品质–滞留时间超韧PA66为什么对结晶性材料来讲为什么对结晶性材料来讲，，保压及保压时间非常重要?保压及保压时间保压–模具内的充填。
杜邦DuPont资料-工程塑料产品介绍
工程塑料
PPO
PC
PA POM
PBT TPE
PP-GF PP PE-LD
PET
通用塑料
ABS PS SAN
PMMA PVC
Crastin® & Rynite® Polyester
PE-UHMW PE-HD
无定型聚合物
®
结晶聚合物
Hytrel® Thermopla stic Polyester Elastomer
Registered trade name of DuPont
热塑性塑料的类别划分
Teflon® & Tefzel® Fluoropolymers
PI
Vespel® PI
Zenite® LCP
特种聚合物
Zytel® HTN
PSU PTFE LCP PES HPPA PPSU
Zytel® & Minlon® Polyamide Delrin® Polyacetal
“100” 高粘度, 高冲击 通用级 高性能等级 高成型 加工性 Enhanced ELEVEN 共聚物 挤出级 II 150 SA II 150 E II 550
Highlighted grades are new commercial offerings.
“300” 中-高 粘度
“500” 中 粘度 500
Glass Reinforced Mineral Reinf. Min, GR T, GR ST, GR DMX, GR FR, GR FR, Min ST, Min
FE6228
82G
FR51G
FR52G
Delrin 聚甲醛树脂
®
Delrin® acetal 由杜邦在 50年代末 期发明.
工程塑料培训课件PPT(共 48张)
• PA的外观为乳白或淡黄色粒料，表观角质、坚硬有光泽，吸水率较大； • PA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高，但易受吸湿性的影响，PA耐疲劳性较好，抗
蠕变性较差，耐磨性优良。 • PA耐化学稳定性优良，尤其是耐油性突出，但耐酸碱及盐性能不好；PA的耐光性不好，
在阳光下强度迅速下降而变脆，因此不能用于户外； • PA具有明显的熔点，且熔点高，熔程较窄，熔体粘度低流动性好，但热稳定性较差。
Application of Nylon - commodity
Application of Nylon - texture
Nylon VelcroTM
Nylon-4,6
295
Polyhexamethylene adipamide
Nylon-6,6
260
Polyhexamethylene sebacamide Polydecamethylene sebacamide
Nylon-6,10
215
Nylon-10,10
210
Hydrogen bonds of Nylon
O
O
Catalyst
HOOC R1 COOH + H2N R2 NH2
( C R1 C HN R2 NH ) n
• 由内酰胺开环聚合或1-氨基烷酸缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙 z，其中 z 指单体中的碳
原子数。
HOOC R NH2 or R
O C Catalyst
NH
O
( C R NH ) n
Properties of PA
• 聚酰胺为大分子主链上含有酰胺基团重复结构的 一类聚合物，主要由二元酸和二元胺缩聚或由氨 基酸内酰胺自聚合而成，俗称尼龙，英文名称为 “polyamide”或“nylon”。
工程塑料知识点总结
工程塑料知识点总结工程塑料是一种特殊的塑料材料，具有优良的物理性能和化学性能，广泛应用于工程领域。
工程塑料通常具有高耐热、高强度、高刚性、耐化学腐蚀等特点，因此被广泛应用于汽车、电子、航空航天、机械等领域。
本文将针对工程塑料的特性、种类、加工工艺、应用领域等方面进行总结和介绍。
一、工程塑料的概念和分类工程塑料是指具有一定机械性能、耐热性能、耐化学腐蚀性能和电气性能的塑料材料。
根据结构特点和用途不同，工程塑料可以分为热固性工程塑料和热塑性工程塑料两大类。
1. 热固性工程塑料热固性工程塑料是指在加热后能够交联固化成硬质物质的塑料，具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性和机械性能。
常见的热固性工程塑料有环氧树脂、酚醛树脂、环氧玻璃布层压板、酚醛玻璃布层压板等。
2. 热塑性工程塑料热塑性工程塑料是指在加热后能够软化、塑性加工，并在冷却后保持形状和性能的塑料，具有优异的机械性能、耐热性能和化学腐蚀性能。
常见的热塑性工程塑料有聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等。
二、工程塑料的特性工程塑料与一般塑料材料相比，具有以下特性：1. 耐热性工程塑料通常具有较高的热变形温度和热膨胀系数，能够在高温环境下保持良好的形状稳定性和机械性能。
2. 耐化学腐蚀性工程塑料具有良好的耐化学腐蚀性，能够耐受酸、碱、溶剂等化学物质的侵蚀，适用于恶劣的工作环境。
3. 机械性能工程塑料通常具有优异的机械性能，如高强度、高刚度、耐磨性、耐疲劳性等，能够满足复杂工程结构的要求。
4. 绝缘性能工程塑料具有良好的电气绝缘性能，适用于电子、电器等领域的应用。
5. 加工性能工程塑料具有良好的加工性能，能够通过注塑、挤出、压延、注射等工艺进行成型，制备出各种复杂结构的塑料制品。
6. 环保性能工程塑料具有可回收利用、可再生利用的特点，符合环保要求。
三、常见的工程塑料材料及其特性1. 聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯是一种常见的热塑性工程塑料，具有优异的透明度、耐冲击性、耐热性和良好的加工性能。
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新鑽/ NewMat
PC /ABS 超韧POM 超韧尼龙超韧PC 超韧K胶改性共聚
聚酯改性共聚
聚酯
未着色产品在 +23°C 下, 干态的典型值
DT211 DT301 DM210 DM220 DA8001 DX8800 DK401 CP1203 CP1201 一般性能方法条件单位
Density 密度ASTM D792 -- g / cm3 1.14 1.15 1.35 1.23 1.08 1.23 1.0 1.23 1.23
Water Absorption 吸水率ASTM D570 In distilled water 24 h % 0.2 0.1 0.2 0.2 6.7 0.13 0.09 0.13 0.13
Humidity Absorption
吸湿性ASTM D570 50%RH %
0.6 0.4 0.8 0.8 2-2.6 0.6
MI 熔融指数ASTM D1238
12
21 35 12
190°C/2.16
kg
10 18 25 20
-- g/10min
250°C /5 kg 260°C /5 kg 190°C/2.16 kg 300°C /1.2 kg 190°C /5 kg 250°C /5 kg 250°C /5 kg
Mold Shrinkage 成型收缩率ASTM D955 (流动／垂直)% 0.5 / 0.7 0.4 / 0.6 1.5 / 1.9 1.6 / 1.9 1.2~1.7 / - 0.5~0.7 / - 0.3~0.5 / - 0.3~0.5 / - 机械性能
Tensile Modulus 拉伸模量ASTM D638 1mm / min
干MPa 2300
T. Sth. @ Y 拉伸屈服应力ASTM D638 50mm / min
干／湿MPa 50 62 45 38 47 56 18.2 47 46
Elong. @ Y 拉伸屈服应变ASTM D638 50mm / min
干／湿% 5 5 5/18 6 5.5 4.8
T. Sth.@ B 拉伸断裂应力ASTM D638 50mm / min
干／湿MPa 55 40 36 44 52 48 44
Elong. @ B 断裂应变ASTM D638 50mm / min
干／湿% 150 150 50 100
Flex. Mod. 弯曲模量ASTM D790 1mm / min
干MPa 2100 2650 1900 1500 1700 2250 1190 1800 1950
Flex. Sth. @ Y 弯曲强度ASTM D790 干／湿MPa 82 92 50 50 67 95 25 75 67
Flex. Strain @ Y 弯曲应变ASTM D790 干／湿MPa
Rockwell Hardness
洛氏硬度ASTM D785 M, R Scale121 106
107 N. Charpy 卡毕缺口冲击强度ISO 179/1eA +23 °C /-30 °C KJ／m261/40 55/32 20/10 25/14 76/23 70/55 55/10 N /75 N /65 Un. Charpy 卡毕冲击强度ISO 179/1eU +23 °C /-30 °C KJ／m2N / N N / N N / N N / N N / N N / N N /22 N / N N / N N. IZOD 缺口冲击强度ASTM D256 +23 °C /-30 °C J／m 658/400 550/350 200/100 260/150 N/230 880 /550 640/120 N /350 N /250 Un. IZOD 冲击强度ASTM D4812 +23 °C /-40 °C J／m N /N N /N N /N N /N N /N N /N N /200 N /N N /N
T. Creep M.拉伸蠕变模量ISO 899-1 1 h
1000 h 湿MPa
热性能
Tg 玻璃化温度ASTM D3418 DSC
10 °C / min °C
132 103 93
Melti ng Poi nt熔融温度ASTM D3418 °C 167 167 260 280 250 250
HDT 热变形温度ASTM D648 1.8 / 0.45 MPa °C 114 /130 116 /132 78 /147 72 /135 70 /210 128 /140 73 79 /86 65 /75 Vicat Softening Temperature
ASTM D1525 50 N, 50
维卡软化温度
°C/ h°C 140 130 87 95 88 CLTE 热膨胀系数ASTM D696 (流动／垂直)E-4 / °C
燃烧特性
Flammability 可烧性试验UL 94 等级 /mm HB V-0 HB HB HB HB V-2 HB Yellow Card 黄卡UL 94
Oxygen Index 氧指数ASTM D2863 % 23 32
电性能
Surface Resistivity
表面电阻率IEC 60093 Ohm 1E15 1E16 1E12 1E11 3.7E14 1E15 1E16 1E16 Volume Resistivity
体积电阻率IEC 60093 Ohm*cm 1E15 1E17 1E14 1E14 8.7E14 1E15 1E15 1E15 Dielectric Strength
介电强度IEC 60243-1 1mm KV / mm
Dielectric Constant
相对介电常数
100 Hz 干／湿
1 MHz 干／湿
0.004
0.005
3
3
IEC 60250
3.3 0.006
0.008
0.006
3.5 0.008
Dissipation Factor 损耗因子IEC 60250 100 Hz 干／湿
1 MHz 干／湿
0.01
0.014
0.011
0.019
0.005
0.011 溶液 A 干
CTI 电弧径迹指数IEC 60112 CTI 等级600 400~600 600 600 600 600 600。