热塑性高性能树脂
热塑性、热固性树脂结构-性能差异 2
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 电性能 热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类 （1）非极性：聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等 （2）弱极性：聚苯乙烯、聚异丁烯、天然橡胶等 （3）极性： 聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等 （4）强极性：聚酯 非极性树脂具有优异的绝缘性能，对腐蚀性介质稳定，可作为高 频率的电解质。弱极性与极性的树脂可用于中频率的电工技术。强极 性树脂只能作为低频率的介电体。 • 结构 热塑性树脂按聚集态结构可分为结晶形（如聚酰胺）和无定形（ 如聚甲基丙烯酸甲酯）两类。结晶形树脂由于晶粒折光，制品透明度 差，熔点高，模塑收缩率大。无定形树脂中某些品种的板材透光率可 与无机玻璃相媲美，加工收缩性也小
多官能团环氧树脂
双酚A型环氧树脂一般每个分子含有两个环氧基团，多官能度环氧树脂每个 分子中则含有三个或三个以上的环氧基团，具有反应活性的环氧基的增加使 树脂固化物的交联密度增大，从而提高环氧树脂的耐热性。和引入刚性基团 一样，合成多官能度环氧树脂增加固化物交联密度是提高环氧树脂耐热性最 为有效的手段之一。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
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热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 热塑性树脂： 具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加
热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能。 凡具有热塑性树脂其分子结构都属线型。 它包括含全部聚合树脂和部分缩合树脂。
• 热固性树脂：
环氧树脂固化剂
环氧树脂必须在加入固化剂或促进剂的条件下才能固化,固化时分子链 发生交联,最后生成三维网络结构。
这可能是因为加入固化剂后树 脂体系发生反应时温度上升，温度 的上升对树脂粘度有两方面的影响： 一方面固化反应使树脂体系温度升 高，树脂体系粘度降低；另一方面 由于固化反应形成交联网络，限制 分子的运动而使粘度上升。
高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展
综述高性能热塑性树脂基复合材料的研究进展陈平于祺孙明陆春(大连理工大学化工学院高分子材料系,116012)摘要近些年来,纤维增强热塑性树脂基复合材料已逐步发展成为复合材料中一个高性能、低成本的新型材料家族。
本文主要介绍了各种高性能工程塑料和增强纤维的发展,连续纤维增强热塑性树脂的浸渍工艺及成型工艺,最后还介绍了热塑性纤维复合材料的发展趋势。
关键词热塑性树脂;高性能;纤维增强;复合材料Advances in High Performance FRTP CompositesChen Ping Yu Qi Sun Ming Lu Chun(Department of Polymer Science and Material,Dalian Uni versity of Technology,Dalian,116012) ABSTRACT In recent years,fiber reinforced thermoplastic composite materials has become a new family member of composites wi th high performance and low cost materials.T his paper mainly introduces the develop ment of hi gh performance thermoplastic and reinforced fiber,the impregnating process and forming techniques of the thermoplastic resin rei nfor ced with the continuous fiber.At last,the developing trend of the thermoplastic composites is also introduced.KEYWORDS thermoplastic resin;high performance,fiber rei nforced;composi tes1前言自50年代树脂基复合材料问世以后的几十年来,一直以热固性树脂基复合材料为主流发展着。
PEEK纯树脂
PEEK纯树脂威格斯VICTREX® 450G 物性注塑参数PEEK纯树脂威格斯VICTREX® 450G 物性⽤途: ⾼性能热塑性材料，未增强的聚醚醚酮（PEEK），半结晶，注塑成型和挤出，标准流程，FDA⾷品接触标准的，颜⾊⾃然/⽶⾊。
应⽤更⾼的强度和刚度以及⾼延展性的颗粒。
耐化学品腐蚀性环境，适合⽤于医疗灭菌和⾷品接触的应⽤。
特点:⾼韧性;可⾷品接触;耐化学性;良好的流动性;良好的可消毒;⾼刚度;⾼强度;半结晶. ⽤途:医疗/护理领域的应⽤;⾮特定⾷品中的应⽤.PEEK纯树脂威格斯VICTREX® 450G物性表:This material is also available in coarse powder form for extrusion compounding (VICTREX® PEEK 450P)and in fine powder form for compression moulding (VICTREX® PEEK 450PF).流变性能价值单位测试标准ISO数据模塑收缩率 (平⾏) 1.0 % ISO 294-4, 2577模塑收缩率 (垂直) 1.3 % ISO 294-4, 2577机械性能价值单位测试标准ISO数据拉伸模量 3700 MPa ISO 527-1/-2屈服应⼒ 100 MPa ISO 527-1/-2断裂伸长率 45 % ISO 527-1/-2⽆缺⼝简⽀梁冲击强度 (+23°C) N kJ/m² ISO 179/1eU简⽀梁缺⼝冲击强度 (+23°C) 7 kJ/m² ISO 179/1eA弯曲模量 (23°C) 4100 MPa ISO 178悬臂梁缺⼝冲击强度 (23°C) 7.5 kJ/m² ISO 180/1AIzod冲击强度 (23°C) N kJ/m² ISO 180/1U肖⽒硬度D (15s) 84.5 - ISO 868热性能价值单位测试标准ISO数据熔融温度 (10°C/min) 343 ℃ ISO 11357-1/-3玻璃化转变温度 (10°C/min) 143 °C ISO 11357-1/-2热变形温度 (1.80 MPa) 152 ℃ ISO 75-1/-2线性热膨胀系数 (平⾏) 45 E-6/K ISO 11359-1/-2燃烧性－氧指数 35 % ISO 4589-1/-2电性能价值单位测试标准ISO数据介质损耗因⼦ (1MHz) 40 E-4 IEC 60250体积电阻率 >1E13 Ohm*m IEC 60093介电强度 23 kV/mm IEC 60243-1相对漏电起痕指数 150 - IEC 60112其它性能价值单位测试标准ISO数据吸⽔性 0.4 % 类似ISO 62密度 1300 kg/m³ ISO 1183流变计算⽤参数价值单位测试标准ISO数据熔体 0.29 W/(m K) -熔体的⽐热 2200 J/(kg K) -加⼯⽅法: 注塑, 其它挤出成型供货形式: 碎粒料, ⾃然⾊特征: 脆性;耐化学试剂;通⽤耐化学性⽣态估价:FDA 21 CFR认证应⽤:药物PEEK纯树脂威格斯VICTREX® 450G注塑成型参数:加⼯温度 360 ℃ 680 °F螺筒后部温度 340 ℃ 644 °F中间料筒温度 360 ℃ 680 °F筒前部温度 370 ℃ 698 °F喷嘴温度 370 ℃ 698 °F模具温度 180 ℃ 356 °F⼲燥温度 150 ℃⼲燥时间 3⼩时Runner: Die/nozzle>3mm, manifold>3.5mmGate:>1mm or 0.5 x part thicknessVICTREX® PEEK® 聚合物标准牌号和通⽤牌号产品系列可满⾜不同⾏业客户的各种需求。
PEI原料的性能
PEI原料的性能：1）：PEI是一种稳定性能级佳的热塑性工程树脂2 ）：PEI树脂的一个突出性能是能够经受长时间的高温考验。
此耐高热性能，加上出色的可燃性和UL实验室的认证，使PEI树脂符合了高温应用的苛刻要求。
3 ）：（延展性）PEI树脂不但无伦比地兼有高强度与高模量的特性，它还具备突出的延展性。
其屈服拉伸延伸得它能够自由结合各种便于装配的搭扣配合设计。
甚至在只加入了10%玻纤增强的情况下，PEI 2100树脂也可在零度以下至200℃温度范围内保持延展性。
4 ）：（冲击强度）PEI 1000树脂具有出色的实际抗冲击性能。
鉴于PEI 树脂显示缺口灵敏度，建议遵守标准设计原则。
应最大限度地减少注塑部件中的应用力集中点（如尖角），以提供最大有冲击强度。
PEI A T*100树脂专用于需要高冲击性能的应用。
此系列的缺口Izod冲击可达15km/mз。
5 ）：（耐疲劳性）对于循环装填或摆动部件，疲劳是一生要的设计考虑因素。
6 ）：（蠕变行为）在考虑任何热塑性塑料的机械性能时，设计师必须认识到温度，应力水平和负荷持续时间对材料性能的影响。
机使在无法使用许多其他热塑性塑料的温度和应力水平下，PEI 树脂也显示了极好的抗蠕变性能。
7）：PEI 树脂具有出色的电性能，在广泛的环境条件下都能保持稳定。
再加上热性能和机械性能，使PEI 树脂成为要求极高的电子和电气应用的理想选择。
8）（相对介电常数）虽然应用可能需要或高或低的相对介电常数绝对值，但更生要的是这些值整个使用温度和/或频率范围内保持稳定。
9）：（耗散因数）PEI 1000树脂在很大的频率范围内都具有极低的耗散因数，尤其是在千赫（10*3-Hz）和千兆赫（10*9-Hz）的范围内。
10）：（介电强度）一种优良的绝缘体，PEI 树脂厚度为1.6mm时介电强度为25KV/mm（在油中），厚度对介电强度成正比的。
11):（耐化学腐蚀性）与其他无定形树脂不同。
PEI 聚醚酰亚胺树脂表现出了对各种化学制品不同常的顽强耐受力。
高性能树脂
另外C型PI在环化期间有挥发物放出，容易在制 品中产生孔隙，因此C型PI较少用作复合材料的基体 树脂，而是作为膜和涂料方面使用。
选用不同的单体可以制备不同性能的C型PI。
单体的化学结构对C型PI热氧化稳定性有影响。
6－1－2 加聚型聚酰亚胺（A型PI）
C型PI的一些缺点限制了它在复合材料方面的应用。 为了克服这些缺点，相继发展了A型PI，如双马来酰亚胺、 降冰片烯封端聚酰亚胺树脂、乙炔封端酰亚胺等。
O C O C O Ar C O 二酐 二胺 O C O + H2N Ar' NH2 HO C O NH O C Ar C O n 聚酰胺酸 NH Ar' O C OH
O C N C O Ar
O C N C O n Ar' + H 2O
加热或 化学处理
由于聚酰胺酸的熔点和环化反应的温度很接近， 所以沉淀作用显著地影响其流动性，使之难于应用 于模压和层压工艺。
第六章
• 性能：
高性能树脂
高性能树脂通常具有耐高温、使用的温度范围宽、阻 燃、尺寸稳定，优异的机械性能，良好的耐辐射性、化学 稳定性、耐湿性等。其中尤以耐高温性能最为重要。
• 耐高温树脂：
耐高温树脂通常由主链含芳杂环的聚合物构成。这类 树脂也可分为热固性和热塑性两大类。
• 聚合物的热稳定性：
在一定的时间内能保持其有用性质的温度或温度范围。 研究聚合物热稳定性的手段：热重分析（TGA）、差热分 析、热扭变等。
2．降冰片烯封端聚酰亚胺树脂
纳狄克酸酐是最早研究的封端单体之一。它与二氨 基二苯基甲烷或二氨基二苯基醚，二苯甲酮四酸二酐或均 苯四甲酸二酐反应生成端部带有降冰片烯端基的聚酰亚胺 树脂。 其中重要的是NASA Lewis研究中心发展的PMR型树脂。 PMR型树脂是芳香四酸的二烷基酯、芳香二胺、纳狄克二 酸的单烷基配的甲醉或乙醇溶液。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异 2讲解
•所谓水性环氧树脂是指通过物理或化学的方法，使环氧树脂以微粒或液 滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配制的稳定分散体系。
•按物理特性可分为水乳型体系(环氧树脂水乳液)和水溶型体系(环氧树脂 水溶液)。
水性环氧树脂
图4-1所示：831．828。1的峰是4． 098以出现的是仲羟基的吸收峰（因 空间位阻影响可能导致吸收频率增加 )；247．739处是苯醚的特征吸收峰 ；1510．01和1606．439以处是苯 环上的C=C的吸收峰；2966．031 处是甲基和亚甲基上的sp3c_n的特 征吸收峰。
大的断裂延伸率。 抗冲击性能好。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
• 电性能 热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类 （1）非极性：聚乙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等 （2）弱极性：聚苯乙烯、聚异丁烯、天然橡胶等 （3）极性： 聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等 （4）强极性：聚酯
是指树脂加热后产生化学变化，逐渐硬化成型，再受热也不软 化，也不能溶解的一种树脂。
热塑性、热固性树脂结构-性能差异
热塑性树脂：
• 常温下为高分子量固体,是线型或 带少量支链的聚合物，分子间无交 联,仅借助范德瓦耳斯力或氢键互 相吸引。
• 在成型加工过程中，树脂经加压加 热即软化和流动，经冷却定型。
环氧树脂（热固性树脂）
• 环氧树脂物化性能优良、价格便宜、成型工艺简单、适合大规模生产 可靠性较高，是制备高性能复合材料重要的基体材料之一，在航空航 天、风力发电等领域备受青睐。
常见树脂的熔点和玻璃化温度
常见树脂的熔点和玻璃化温度树脂是一种聚合物材料，具有优异的物理、化学性质，广泛应用于各个领域中。
熔点和玻璃化温度是树脂物性性能中的重要参数，下面将介绍常见树脂的熔点和玻璃化温度。
聚乙烯（PE）聚乙烯是一种性能优异、用途广泛的塑料，一般分为高密度聚乙烯和低密度聚乙烯两种，其熔点分别为：110℃~130℃和 105℃~115℃。
聚乙烯的玻璃化温度在-70℃左右。
聚丙烯（PP）聚丙烯是一种常见的塑料，属于热塑性树脂。
它具有良好的抗冲击性、耐化学性和耐高温性能，常用于制作瓶盖、菜篮子、各种容器等。
其熔点约为160℃~170℃，玻璃化温度在-20℃左右。
聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是一种透明、硬质的塑料，广泛用于电器、电子、玩具等领域。
其熔点在220℃左右，而玻璃化温度在85℃~105℃左右。
聚碳酸酯（PC）聚碳酸酯是一种高性能塑料，具有优异的耐冲击性、透明度和耐候性能。
其熔点在220℃~230℃之间，而玻璃化温度在135℃左右。
聚酰胺（PA）聚酰胺也称尼龙，是一种高性能工程塑料，广泛应用于汽车、电器、机械等领105℃之间。
域。
其熔点在210℃270℃之间，而玻璃化温度在65℃聚酯（PET、PBT）聚酯是一种具有良好机械性能、电性能、耐热性能和耐候性能的塑料。
其中，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）主要用于制作瓶子、纤维、薄膜等；聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）主要用于电器、电子、汽车零部件等领域。
它们的熔点分别为：PET在245℃265℃之间，PBT在225℃250℃之间；而它们的玻璃化温度分别为：PET在70℃80℃之间，PBT在30℃50℃之间。
以上是常见树脂的熔点和玻璃化温度的介绍，对于从事相关行业的人员来说，对于树脂熔点和玻璃化温度的了解尤为重要，可以帮助他们更好地选择材料、设计产品，提高生产效率和产品质量。
常用塑料材料
PPS 英文名称: Polyphenylene sulfide，简称PPS. 中文名称: 聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。
PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。
同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。
近年来，国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。
但是，中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是PPS下一步发展的重点。
EVA是乙烯－乙酸乙烯（醋酸乙烯）酯共聚物，它是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得，英文名称为：Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA，或E/VAC。
一般乙酸乙烯（VA）含量在5%～40%。
与聚乙烯相比，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能。
一般来说，EVA树脂的性能主要取决于分子链上乙酸乙烯的含量。
因构成组分比例可调从而符合不同的应用需要，乙酸乙烯（VA content）的含量越高，其透明度，柔软度及坚韧度会相对提高。
苯乙烯丙烯腈（SAN）SAN是Styrene Acrylonitrile的缩写。
苯乙烯丙烯腈是苯乙烯丙烯腈的共聚物，是一种无色透明，具有较高的机械强度的聚丙烯基工程塑料。
SAN的化学稳定性要比聚苯乙烯好。
SAN类产品的透明度和抗紫外性能不如聚甲基丙烯酸甲酯类产品但是价格相对便宜。
EVA是乙烯－乙酸乙烯（醋酸乙烯）酯共聚物，它是由乙烯（E）和乙酸乙烯（VA）共聚而制得，英文名称为：Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA，或E/VAC。
一般乙酸乙烯（VA）含量在5%～40%。