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七大特种工程塑料简介及应用

特种工程塑料亦称高性能聚合物,一般均为根据特殊用途需求而研制,与通用工程塑料相比性能更优异、独特,长期使用温度在200℃以上。



自上世纪60年代聚亚胺(PI)问世开始,开发成功并产业化的主要品种有聚亚胺(PI)、聚胺亚胺(PAI)、聚醚亚胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和氟塑料等。今天我们简单介绍其中7种特种工程塑料。


聚醚醚酮PEEK


聚醚醚酮是一种线型芳香族半结晶型热塑性塑料,是一种具有传奇色彩的特种工程塑料,具有前所未有极高性能的特种工程塑料,自诞生以来就一直被作为一种重要的战略国防军工材料。

全称:聚醚醚酮

结构式:

合成方式:缩聚

熔点:334℃

玻璃化转变温度:143℃,其玻纤或纤维增强级可在250℃下长期使用。

优点:蠕变量低,弹性模量高,优异的摩擦性能,特别耐摩擦,抵抗各种介质的侵蚀及非常优异的耐化学性。

缺点:不溶于工业溶剂,合成困难,产量相对较低玻璃化转变温度低等。

应用领域:电子电气、机械、汽车工业、、石油勘探、医疗、保护涂层等


图 PEEK螺丝

图 脊柱内固定器


聚苯硫醚PPS



聚苯硫醚,又叫聚苯撑硫、聚次苯基硫醚,诞生于1973年,虽然发展时间才40余年,但潜力极大,号称是第六大工程塑料,是我国能自主产业化的特种工程塑料。

全称:聚苯基硫醚

结构式:


合成方式:Ma callum法、缩合法、Philips法

熔点:280~290℃

分解温度:430~460℃(在空气中)

结晶度:最高达65%

优点:优良的热稳定性,长期使用温度在热塑性材料中最高,达220~240℃,优良的抗蠕变性能。

缺点:型材抗冲击性较弱,断裂伸长应变非常低。

应用领域:电子电气,机械,汽车,阻燃配件等


图 宝理PPS线圈骨架

图 索尔维雾灯反光杯


聚砜PSF


有普通双酚A型PSF,聚醚砜和聚芳砜三种。

全称:聚砜

结构式:

图 聚砜PSF结构式

图 聚醚砜PES结构式

图 聚芳砜PASF结构式


耐热性:聚芳砜>聚醚砜>聚砜

加工性:聚芳砜=聚砜>聚醚砜

优点:优异的力学性能,高强度,高模量,高硬度,低蠕变性,耐热,耐寒,耐老化,热变形温度高,化学稳定性好,耐无机酸、碱、盐液的侵蚀,电绝缘性优良,耐辐射,并具有自熄性。

缺点:不耐极性有机溶剂,如酮、酯、氯仿等耐疲劳强度差。


图 聚醚砜管道阀


聚醚酰亚胺PEI



1972年美国GE公司开始研究开发PEI,经过10年时间试制、试用,于1982年建成5000吨生产装置,并正式以商品Ultem在市场销售。

全称:聚醚酰亚胺

结构式:

熔化温度:340~415℃,可在-160~180℃的工作温度下长期使用。

玻璃化温度:215℃

干燥温度:150℃

优点:耐高温,高强度,高模量及广泛的耐化学剂性,耐燃,且烟气排放低,高介电常数和损耗因数。

缺陷:线性膨胀系数高,纯树脂在摩擦初期易发生脆性碎片剥落。


图 耐温型聚醚酰亚胺(PEI)薄膜


聚酰亚胺PI



聚酰亚胺PI是一类在大分子主链上具有酰亚胺环的芳杂聚合物,分为热固性PI和热塑性PI两种,是一种典型的有机高分子材料。热塑性PI成型温度高,且有小分子发挥发物放出,因而作复合材料应用并不广泛。热固性PI则不同,它以带可交联端基的低分子量、低粘度单体和其预聚物为初始材料,通过加热完成固化,从根本上改善了工艺性。

全称:聚酰亚胺

结构式:



合成方式:缩聚

分解温度:500℃左右

优点:耐高温和低温,耐化学腐蚀,良好的尺寸稳定性,自熄性,低毒,良好生物相容性等

缺点:加工困难,耐水性差,价格高

应用领域:航空,国防,微电子纳米激光等


图 聚酰亚胺薄膜


耐高温尼龙



尼龙作为五大工程塑料之首,诞生较早,其应用广泛,产量很大,种类很多,传统的尼龙一般使用温度都不会超过200℃,是尼龙本身的一大缺点。根据需要,各国科学家开发了耐高温尼龙材料。

分类:PA46、PA6T、PA4T、PA12、PA10T、PA9T等

合成方式:共聚、缩合

优点:耐低温和耐高温,耐化学腐蚀,优良的机械性能,电绝缘性和电稳定性,易加工。

缺点:需要加入填料才具备耐水、阻燃、耐高温等性能。

应用领域:汽车轴承,发动机周围件等


图 索尔维PPA出水口

图 索尔维中冷器气室



液晶聚







全称:液晶聚合物

无固定分子结构,可根据性能所需对单体缩聚进行组合

注塑温度:301~350摄氏度

干燥温度:一般在160~180℃

优点:具有自增性,优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性,优异的阻燃性,突出的耐腐蚀性能。

缺点:微量水分就会适应前务必干燥,水分含量降低至0.03%方可使用。


图 LCP精密仪器件


图 金发LCP


以上素材来自网络,艾邦高分子虚竹编辑整理。





签#工程塑料,材料#


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