聚醚酰亚胺_PEI_的性能_加工及应用[1]

图 3$$通用喷嘴
加 热 控 制 ： 虽 然 ()* 所 要 求 的 模 塑 温 度 高 达 2,"-1!, "范围，然而大多数常用注射机是能与之相适 应的。()* 宽广的加工温度以及超常的热稳定性，在模 塑薄壁长流程复杂制件时，允许使用较高的熔体温 度 。 温 度 曲 线 的 选 择 取 决 于 成 型 机 类 型 、模 具 和 制 件 设计。在大多数情况下，为维持合适的料筒温度，至少 要有三个料筒加热控制区。但是落料口的温度要用冷 却水冷却，控制在 1"/’""之间，为的是防止聚合物粘 结成块或粘附螺杆上，影响正常落料。
聚合物流变性：图 + 是纯 ’() 的熔融体流变特性 曲线，显然属 于 非 牛 顿 型 流 体 ，即 随 剪 切 速 率 和 熔 融 温度的提高，它的熔体粘度是逐步下降的。因此，在注 射 成 型 过 程 中 ，如 欲 加 工 壁 薄 、流 程 长 、内 应 力 低 以 及 性 能 不 随 流 动 方 向 变 化 的 制 件 ，应 选 用 较 高 的 熔 体 温 度以及较快的注射速率。
电性能：’() 拥有优异的电性能，其介电常数是 ;8*+ （*";<=），体积电阻 #8&"*"*& 欧姆 > 厘米，介质损耗角正 切 *;?*";<=@，耐电弧性 *!A 秒，超过带电部件支持基板 -. 最低要求 *!" 秒，更重要的是 ’() 的电性能在温度、 频率等环境条件变化情况下，仍能保持基本恒定。
图 ’O$$$+)$$()* 的化学结构式
从 ()* 的化学性结构式可知，它是一种芳族高分 子聚合物，它所显示的杰出综 合 理 化 、机 械 、电 、热 性 能 和 典 型 的 热 塑 性 塑 料 成 型 加 工 适 应 性 相 结 合 ，使 之 — —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
新技术新产品 59P$ Q9R8H<?<FG$ EHN$ H9P$ S:<NTRQ
聚醚酰亚胺（()* ）的性能、加工及应用
陶国源 毅兴工程塑料公司 香港 上海 东莞
’$$()* 的性能特点 美国通用电气公司（+)）历经长达 ’" 年 的 研 究
发展，终于在 ’,-! 年将特种工程塑料的新成员— —— 聚醚酰亚胺（()*）正式投产。定名 ./0)1，以 23# 美 元 公斤的价格在国内外市场销售。初期年产量为 4""" 吨，而后扩大至 -""" 吨。
图 &$$$ 注射成型 ()* 建议的锁模力
图 ’$$$ 止回环
喷 嘴 ：尽 管 曾 经 成 功 地 使 用 特 殊 型 的 筛 网 过 滤 型 喷 嘴 ，但 是 ，为 了 获 得 最 大 的 模 穴 压 力 ，选 用 均 匀 直 径 的通用喷嘴更为可取。提倡的喷嘴最小直径为 1+, 毫 米，平直部分长度为 1-, 毫米。喷嘴要尽可能短些，应 装有单独的加热器，以保持均匀的喷嘴温度在 ()* 熔 融范围之内，防止熔体冷凝。
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干 燥 效 果 测 定 ：湿 敏 性 塑 料 是 否 干 燥 和 能 否 适 合 加工有二种简单、快速、经济、实用的测定方法。
12) 压 片 法 —将 已 经 干 燥 的 塑 料 粒 夹 在 玻 璃 片 间，加热至 3+"43&" !熔融，然后冷却后现察圆片内是 否存在气泡，以判断树脂足够干燥与否。见图 "#。
()* 的耐蠕变性和耐疲劳性很突出，在遭受长期 恒定低应力负荷 下 ，表 观 模 量 变 化 可 忽 略 不 计 ，只 是 在高温和应力下才要考虑。()* 制件在受到反复的负 荷和振动的情况所产生的疲劳是一个很重要的设计 问题，在此情况下，应利用应力 % 应变曲线来判定制件 的使用寿命。这些曲线可以用来决定耐疲劳性极限或 材 料 在 不 破 坏 的 情 况 下 能 耐 受 的 最 大 循 环 应 力 。（ 见 图 !，K，2）
图 !$$$$()* 在 !K!下的弯曲蠕变
K-
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图 ;$$$$等时的应力应变图
学品显示特别的耐受性。它不受大多数碳氢化合物的 影 响 ，能 耐 无 机 酸 、盐 溶 液 以 及 稀 碱（’<HB）的 腐 蚀 。 虽 然 溶 于 卤 化 烃 如 三 氯 甲 烷 ，但 对 以 氟 里 昂 为 基 础 的 清洗剂、致冷剂和气相焊接介质耐受性很好。
’() 在 *!"!水中浸泡 *""" 小时，仍保持良好的 拉伸强度；另 外 ，虽 经 蒸 汽 压 至 真 空 干 燥 的 反 复 循 环 试验，’() 的物理机械性能也基本不变。
耐 候 性 ：’() 的 耐 气 候 性 优 秀 ，在 不 加 任 何 稳 定 剂条件下，能 经 受 紫 外 线 的 曝 晒 ，经 在 氙 灯 耐 候 试 验 箱内曝晒 *""" 小时，拉伸强度变化极微。
厚流动距离越长。实际上，()* 注射件的壁厚通常介于 "+&,-, 毫米之间，而在特殊情况下，也能模塑 "+!, 毫 米至 .!+, 毫米的制件。
推荐的成型设备：()* 可在标准的注射成型机上 成 型 ，而 往 复 式 单 螺 杆 注 射 机 要 比 柱 塞 式 注 射 机 效 果 更佳，因为它能提 供 较 高 的 注 射 压 力 、较 短 的 成 型 周 期、快速均匀的加热以及产生较低内应力的制件。
图 /"$$$$ 注射机料筒加热与温度控制
树脂干燥：要获得最佳性能和外观质量的制件，
’() 加工前必须彻底干燥，将树脂的含水量从 "*!+,
降至 "-"+.以下。制件表面若出现雾霜状斑块和银丝，
符合
表示树脂的吸湿量太高。
图 // $$$ 干燥效果
不符合
图 /0 5$12) 压片法检验塑料干燥与否 上：表示干燥符合要求 下：表示干燥不够或重新吸湿 对空注射法— ——将预干燥的 ’() 加入注射机，在 正 常 加 工 温 度 下 ，以 低 压 低 速 将 熔 融 塑 料 从 喷 嘴 向 空 气 中 射 出 ，用 肉 眼 观 察 是 否 有 银 丝 、气 泡 ，以 确 定 干 燥 与否。见图 /+。
止 回 环 ：止 回 环 应 是 滑 动 型 而 非 球 型 的 ，熔 体 流 动槽的间隙每边为 2 毫米，滑动环的滑动距离为 , 毫 米 ，建 议 的 止 回 环 熔 体 熔 体 流 动 区 的 截 面 积 应 与 螺 杆 均化区熔体流动区的截面积相等。
图 #$$$$壁厚对 ()* 熔体流动长度的影响
阻燃性：’() 具有阻燃性和低烟性，在不加任何阻 燃剂的情况下，氧指数为 ,&，阻燃等级达 -.B,C>"?"8"*# 英寸@和 +C?"8"&+ 英寸@。’() 燃烧时放出的 DE、DE!、<!" 与木材相近；用 F/G法测定的发烟量分别是 "8&（, 分钟 后发烟量）#;"（!" 分钟后发烟量）。
作者简介：陶国源，教授级 高 级 工 程 师 ，工 程 塑 料 成 型 加 工 应 用 技 术 专 家 。中 国 塑 料 工 程 学 会 理 事 ，美 国 尖 端 材 料 与 加 工 工 程 学 会（I@1()）会员。曾在美国通用电气公司（+)）上海工程塑料 技术服务部担任经理及市场发展专家 ’! 年，现任香港毅兴行毅 兴工程塑料公司资深技术顾问。
全 部 注 射 量 的 投 影 面 积（ 受 到 注 射 压 力 的 所 有 模 穴 和 分流道面积）一经确定，对每平方英寸的 投 影 面 积 必须提供 1-# 吨的锁模力 （薄壁长流程制件应取上限， 厚壁短流程制件可取下限），以防止制件发生溢料。注射 成型 ()* 时建议的锁模力见图 &。
螺杆和料筒：推荐选用长径比为 .#/!1!.，压缩比
耐辐射性：’() 还显示出良好的耐伽马辐射性，在用 钴 #" 以每小时 * 兆拉德的速率经累积暴露 +""" 兆拉 德之后，拉伸强度仅损失 #I。此外，’() 也能透过微波。
成 型 加 工 性 ：和 热 固 性 聚 酰 亚 胺 不 同 ，它 能 以 传 统 的 热 塑 性 塑 料 成 型 方 法 成 型 ，加 上 完 美 的 机 械 切 削 和后装饰特性，可以制造各种各样的零部件。
在决定模制特定 ()* 制件，考虑选择使用设备的 规 格 时 ，需 要 重 点 考 虑 的 二 个 基 本 要 素 是 总 注 射 量 和 总投影面积。
当 总 注 射 量（ 各 模 穴 和 主 、分 流 道 之 和 ）是 等 于 注射机最大注射 量 的 !"/’"0时 能 得 到 最 佳 的 结 果 ； 而 在 大 容 量 注 射 机 上 加 工 非 常 小 的 制 件 时 ，会 产 生 不 必要的长期的树脂停留在高温下的时间。
图 /! $$!0 小时内 ’() 吸温率和对温度的关系
’() 可在循环热空气烘箱或除湿式料斗干燥器中 干燥，使用烘箱时，树脂置于盘内的厚度不要超过 + 厘米，使用料斗干燥器时，必须有足够的容量。干燥温 度为 /+"!，干燥时间是 0 小时。
成为特种工程塑料体系中最优秀的成员之一。 物理性能：()* 是一种透明琥珀色 的 无 定 形 热 塑
性塑料。无毒、无味、比重 ’J!&、!K!!2 小时吸水率为 "L!4M。
机 械 性 能 ：()* 具 有 卓 越 的 强 度 和 模 量 ，屈 服 拉 伸强度 ’4""" 磅 平方英寸，在 ’,"!仍保持在 #""" 磅 平方英寸，弯曲模量达 2-"""" 磅 平方英寸，!"M 玻纤增强 ()* 的弯曲模量甚至高达 ’&""""" 磅 平方 英寸，远远高于其他高性能工程塑料。