常用塑料耐热温度

项目 14 教学中的必要准备内容

项目 14《六种要求耐热类塑料材料的分析、选择、改性》

具体任务

第一组：请为低耐热塑料的生产选择合适的高分子材料；

第二组：请为中耐热塑料的生产选择合适的高分子材料；

第三组：请为高耐热塑料的生产选择合适的高分子材料；

第四组：请为热变形温度＞200℃的塑料制品的生产选择合适的高分子材料；

第五组：请为热变形温度 100℃～180℃的塑料的生产选择合适的高分子材料；

第六组：请为热变形温度＞300℃的塑料制品的生产选择合适的高分子材料。

耐热类塑料的选用

一、塑料的耐热性

与金属、陶瓷、玻璃等传统材料相比，塑料的缺点之一为耐热性不高，这往往限制了其在高温场合的 使用。在塑料材料中，不同品种塑料的耐热性能不同；有的耐热很低、有的则较高。耐热类塑料一般是指 热变形温度在 200℃以上的一类塑料制品。

衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度、马丁耐热温度和维卡软化点三种，其中以热变形温 度最为常用。同一种塑料上述三种耐热性指标的关系如下：

维卡软化点＞热变形温度＞马丁耐热温度

对 ABS 而言，三种耐热温度的相应值分别为：160℃、86℃和 75℃。

常用塑料的耐热性能

常见的高聚物 热变形温度/℃ 维卡软化点/℃ 马丁耐热温度/℃

LDPE PA1010 PA6 PA66 EV A PBT PET HDPE PS ABS POM PMMA PP PC PPO PSF PPS PTFE LCP

PI 50

55

58

60

66

70

80

85

86

98

100

102

134

172

185

240

260

315

360

95

159

180

217

64

177

－

120

105

160

141

120

110

153

－

180

－

110

315

300

－

44

48

50

－

49

80

－

－

75

55

－

－

112

110

150

102

－

－

－

按塑料的耐热性大小将塑料分成如下四类。

①低耐热类塑料 热变形温度小于 100℃的一类树脂。具体品种有：PE、PS、PVC、PET、PBT、ABS 及 PMMA等。

②中耐热类塑料 热变形温度在 100～200℃之间的一类树脂。具体品种有：PP、PVF、PVDC、PSF、

常见塑料耐热温度

PPO 及 PC 等。

③高耐热类塑料 热变形温度在 200～300℃之间一类树脂。具体品种有：聚苯硫醚 (PPS)的热变形温 度可达 240℃，氯化聚醚的热变形温度可达 2l0℃，聚芳砜 (PAR)的热变形温度可达 280℃，PEEK 的热变 形温度可达 230℃，POB 的热变形温度可达 260～300C，可熔 PI 的热变形温度为 270～280℃、氨基塑料 的热变形温度为 240℃，EP 的热变形温度可达 230℃，PF 的热变形温度可达 200℃，F4 的热变形温度为 260℃。

④超高耐热类塑料 热变形温度大于 300℃的一类树脂。其种类很少，具体有:聚苯酯的热变形温度可 达 310℃、聚苯并咪唑 (PBI)的热变形温度可达 435℃、不熔 PI的热变形温度可达 360℃、聚硼二苯基硅氧 烷 (PBP)的热变形温度可达 450C、LCP 的热变形温度为 315℃。

二、常用的塑料耐热改性方法

塑料的耐热性能可通过适当的改性方法加以提高，具体的耐热改性方法有:塑料的填充耐热性、塑料的 增强耐热性、塑料的添加耐热改性剂耐热改性、塑料的共混耐热改性、塑料的交联耐热改性及塑料的形态 控制改性等。

1、塑料的填充耐热改性

在所有填料中，除有机填料外，大部分无机矿物填料都可明显提高塑料的耐热温度。常用的耐热填料 有：碳酸钙，滑石粉、硅灰石、云母、锻烧陶土、铝矾土及石棉等。例如，云母的最高使用温度可达 1000 ℃，是最有效的耐热改性填料。

填料的粒度越小，改性效果越好。

①纳米级填料的例子如下：

PA6 填充 5%纳米蒙脱土，其热变形温度可由 70℃提高到 152℃；PA6 填充 10%纳米海泡石，其热变 形温度可由 70℃提高到 160℃；PA6 填充 5%合成云母，其热变形温度可由 70℃提高到 145℃。

②常规填料的例子如下：

PBT填充 30%滑石粉，其热变形温度可由 55℃提高到 150℃；PBT填充 30%云母，其热变形温度可由 55℃提高到 162℃。

2、塑料的增强耐热改性

用增强的方法提高塑料的耐热性效果比填充还要好。这主要是因为大部分纤维的耐热温度十分高，熔 点大都超过 1500℃。常用的耐热纤维主要有：石棉纤维、玻璃纤维、碳纤维、晶须、聚酰胺纤维及丙烯酸 酯纤维等。

塑料的增强耐热改性按改性效果大小可分为两类。

①结晶性树脂经玻璃纤维增强改性后，耐热性提高幅度大，一般最高可达到三倍以上;以 30%玻璃纤维 增强塑料为例，其改性效果如下：

PBT的热变性温度由 66℃提高到 2l0℃；PET的热变性温度由 98℃提高到238℃；PP 的热变性温度由 102℃提高到149℃；HDPE 的热变性温度由 49℃提高到 127℃；PA6 的热变性温度由70℃提高到 215℃； PA66 的热变性温度由 71℃提高到255℃；POM的热变性温度由 1l0℃提高到163℃；PEEK 热变性温度由 230℃提高到310℃。

②非结晶性树脂经玻璃纤维增强改性后，耐热性提高幅度小。以 30%玻璃纤维增强为例，其改性效果 如下：

PS 的热变性温度由 93℃提高到 104℃；PC 的热变性温度由 132℃提高到 143℃；AS 的热变性温度由 90℃提高到 105℃；ABS 的热变性温度由 83℃提高到 100℃；PSF 的热变性温度由 174℃提高到 182℃； MPPO 的热变性温度由 130℃提高到 155℃；

3、塑料添加耐热改性剂耐热改性

耐热剂主要为苯基马来酰亚胺类，在塑料中每加入 1%耐热剂，可提高其耐热温度2℃左右。例如，在 ABS 中加入 20%苯基马来酚亚胺，热变形温度可达 125～130℃。再如，在 HPVC 中加入 20%苯基马来酰 亚胺，维卡软化点可达 100～120℃。

4、塑料共混耐热改性

塑料共混提高耐热性即在低耐热树脂中混人高耐热性树脂从而提高其耐热性。这种方法虽然耐热性提