第五章特种工程塑料

特种工程塑料发展历史
特种工程塑料是一种具有特殊性能和用途的高性能塑料。

其发展
历史可以追溯到20世纪初。

最早的特种工程塑料是由化学工程师发现
和开发的，旨在替代传统材料，满足不同领域的特殊需求。

二战期间，由于战时需求，特种工程塑料得到了广泛的应用和发展。

例如，聚酰胺纤维（尼龙）在军事装备和绝缘材料中得到了广泛
应用。

此后，特种工程塑料的应用范围逐渐扩大，涵盖了汽车、电子、航空航天、医疗和能源等众多领域。

在20世纪50年代和60年代，由于化学工程技术的不断进步，
特种工程塑料的品种和性能得到了显著提升。

例如，聚酯、聚碳酸酯
和聚酰胺等新型塑料被广泛开发和应用。

这些塑料具有耐高温、耐化
学品、耐磨损和电绝缘等特殊性能，逐渐成为替代金属的理想材料。

随着科技的进步和工程技术的发展，特种工程塑料的品种越来越
丰富。

20世纪80年代以后，聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）和聚醚酮醚酮（PEK）等高性能塑料开始逐渐应用于航空航天和高温领域。

同时，新一代的特种工程塑料如聚醚酯、聚氨酯和聚丙烯等不断涌现，满足了不同行业对材料性能的不断提升和需求的不断扩大。

当前，特种工程塑料已经成为塑料行业的重要分支之一，广泛应
用于汽车零部件、电子器件、航空航天设备、医疗器械和能源装备等
领域。

随着科技的不断进步和需求的不断增长，特种工程塑料的研发
和创新也将持续推进，为各行各业提供更多的高性能材料解决方案。

特种工程塑料介绍：特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料,主要用于高科技,军事和宇航、航空等工业。

特种工程塑料主要包括聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI), 聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP),聚醚醚酮(PEEK)，含氟聚合物等，特种工程塑料种类多，性能优异价格昂贵。

聚苯硫醚（PPS）聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，英文名为polyphenylene snlfide（简称PPS）。

PPS是结晶型（结晶度55%-65%）的高刚性白色粉末聚合物，耐热性高（连续使用温度达240℃）、机械强度、刚性、难燃性、耐化学药品性，电气特性、尺寸稳定性都优良的树脂，耐磨、抗蠕变性优，阻燃性优。

有自熄性。

达UL94V-0级，高温、高湿下仍保持良好的电性能。

流动性好，易成型，成型时几乎没有缩孔凹斑。

与各种无机填料有良好的亲和性。

增强改性后可提高其物理机械机械性能和耐热性（热变形温度），增强材料有玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、金属纤维等，以玻璃纤维为主。

无机填充料有滑石、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、二硫化钼等。

PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/PPO等合金已商品化，PPS/PTFE合金改进了PPS的脆性，润滑性和耐腐蚀性，PPS/PA合金为高韧性合金。

玻纤增强PPS具有优异的热稳定性、耐磨性、抗蠕变性、在宽范围（温度、湿度、频率）内有极佳的机械性能和电性能，介电量数小、介电损耗低。

作为耐高温，防腐涂料，涂层可以在180℃下长期使用；电子电器工业上作连接器，绝缘隔板，端子，开关；机械和粘密机械在做泵、齿轮、活塞环贮槽、叶片阀件，钟表零部件，照相机部件；汽车工业上汽化器。

分配器部件，电子电气组等零件，批气阀气，传感器部伯件；家电部件有磁带录相机结构部件、品体二极管、各种零件；另个还用于宇航、航空工业，PPS/PTFE可做防粘、耐磨部件及传动件，如轴泵。

通用塑料百科名片一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。

目录基本分类总述聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）ABS其他相关PE PP PS PVC ABS PA基本分类总述聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚氯乙烯（PVC）聚苯乙烯（PS）ABS总述通用塑料通用塑料有五大品种，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS。

它们都是热塑性塑料。

聚乙烯（PE）聚乙烯是塑料工业中产量最高的品种。

聚乙烯是不透明或半透明、质轻的结晶性塑料，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达－70 ~ －100℃），电绝缘性、化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，但不耐热。

聚乙烯适宜采用注塑、吹塑、挤塑等方法加工。

PE根据密度不同可分为：低密度聚乙烯LDPE；高密度聚乙烯HDPE；线性低密度聚乙烯LLDPE。

聚丙烯（PP）聚丙烯是由丙烯聚合而得的热塑性塑料，通常为无色、半透明固体，无臭无毒，密度为0.90 ~ 0.919克/厘米，是最轻的通用塑料，其突出优点是具有在水中耐蒸煮的特性，耐腐蚀，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好，缺点是耐低温冲击性差，易老化，但可分别通过改性和添加助剂来加以改进。

聚丙烯的生产方法有淤浆法、液相本体法和气相法3种。

聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是由氯乙烯聚合而得的塑料，通过加入增塑剂，其硬度可大幅度改变。

它制成的硬制品以至软制品都有广泛的用途。

聚氯乙烯的生产方法有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主。

聚苯乙烯（PS）通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，外观透明，但有发脆的缺点，因此，通过加入聚丁二烯可制成耐冲击性聚苯乙烯（HTPS）。

聚苯乙烯的主要生产方法有本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。

ABS三元共聚物(ABS)ABS树脂是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三种单体共同聚合的产物，简称ABS三元共聚物。

这种塑料由于其组分A（丙烯腈）、B（丁二烯）和S（苯乙烯）在组成中比例不同，以及制造方法的差异，其性质也有很大的差别。

特种工程塑料的性能及应用摘要：特种工程塑料一般是指，应用性能较强、具备独特物理性能的塑料，可以广泛应用于电子、特种工业等高新科技领域。

根据材质的不同，可以将其划分为不同的种类，主要包括聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等。

关键词：特种工程塑料；应用性能；物理特性引言相比于通用型的工程塑料，特种工程塑料的综合应用性能比较高，伴随工艺技术的创新改革，对特种工程塑料的需求量正在明显增多，并且为相关产业的发展提供更加广阔的市场空间。

1、分析特种工程塑料的应用特点相比于传统的通用工程塑料，特种工程塑料具备明显的优势，长期使用温度可超过177°C，现在还未形成规模化的生产，可以把特种工程塑料定义为第三代高分子材料。

特种工程塑料具有以下特点：第一点，可以暴露在部分艰难的自然环境中，稳定性能十分强、突破传统聚合物的应用性能。

第二点，把非弹性热塑性材质作为主要材料，主要通过挤出或注射的方式进行成型加工。

第三点，经过反复的研究分析，推广成本比较高，售价高。

第四点，特种工程塑料兼具高性能和高成本，相比于通用工程塑料，其性价比方面没有明显的优势。

2、特中工程塑料行业的发展现状相比于国外，我国现在已经初步实了PI、PPA、LCP、PEEK等不同品种的产业化发展，但是和发达国家存在一定的差距，特种工程塑料产业目前处于初期的发展阶段，伴随工艺科技的不断改进，对特种工程塑料的需求量也在不断增多。

轻量化的发展趋势，为特种工程塑料行业的发展提供了广阔的市场空间，同时，各种特种工程塑料可进一步提高产品性能，原因如下：2.1起步时间较晚当前在国际上，特种工程塑料的研发工作来源于20世纪60年代后期。

且欧美国家对特种工程塑料开展了大量的研究与开发，从60年代出世的聚酰亚胺和80年代初问世的聚醚醚酮，到现在为止，已经研制出10多种的材料，这些材料具备很强的应用价值，同时已经实现产业化的发展。

但是我国特种工程塑料起步于20世纪90年代中后期，相比于国外的相关企业具有明显差距，现在还未形成较大的发展规模，大部分产品对外依存度高达70%以上。

通用工程塑料与特种工程塑料有哪些不同点？
通用工程塑料一般包括以下五种：
1.聚酰胺（PA/尼龙）
2.聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）
3.聚苯醚（PPO）
4.聚碳酸酯（PC）
5.聚甲醛（POM）
特种工程塑料一般包括以下四种：
1.聚苯硫醚（PPS）
2.聚芳砜（PASF）
3.聚对苯酰胺（PBA）
4.聚醚酰亚胺（PEI）
它们之间的不同点：
1.物性强度方面：一般特种工程塑料比通用工程塑料强度还要大，特种工程塑料在不加玻璃纤维改性的时候也具有较高的强度。

2.泛用性方面：通用工程塑料以其加工工艺成熟，技术要求较低，在绝大部分领域都能得到广泛使用，而特种工程塑料加工条件比较苛刻，应用领域比较暂时比较狭窄。

3.耐热性方面：特种工程塑料比通用工程塑料耐热性好，如PPS热变形温度达到160℃，也就是说PPS在160℃高温环境下同样保持原因的强度不变，而通用工程塑料热变形温度一般在90~100℃左右。

本文由PC工程塑料提供。

特种工程塑料介绍：特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料,主要用于高科技,军事和宇航、航空等工业。

特种工程塑料主要包括聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI), 聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP),聚醚醚酮(PEEK)，含氟聚合物等，特种工程塑料种类多，性能优异价格昂贵。

聚苯硫醚（PPS）聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，英文名为polyphenylene snlfide（简称PPS）。

PPS是结晶型（结晶度55%-65%）的高刚性白色粉末聚合物，耐热性高（连续使用温度达240℃）、机械强度、刚性、难燃性、耐化学药品性，电气特性、尺寸稳定性都优良的树脂，耐磨、抗蠕变性优，阻燃性优。

有自熄性。

达UL94V-0级，高温、高湿下仍保持良好的电性能。

流动性好，易成型，成型时几乎没有缩孔凹斑。

与各种无机填料有良好的亲和性。

增强改性后可提高其物理机械机械性能和耐热性（热变形温度），增强材料有玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、金属纤维等，以玻璃纤维为主。

无机填充料有滑石、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、二硫化钼等。

PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/PPO等合金已商品化，PPS/PTFE合金改进了PPS的脆性，润滑性和耐腐蚀性，PPS/PA合金为高韧性合金。

玻纤增强PPS具有优异的热稳定性、耐磨性、抗蠕变性、在宽范围（温度、湿度、频率）内有极佳的机械性能和电性能，介电量数小、介电损耗低。

作为耐高温，防腐涂料，涂层可以在180℃下长期使用；电子电器工业上作连接器，绝缘隔板，端子，开关；机械和粘密机械在做泵、齿轮、活塞环贮槽、叶片阀件，钟表零部件，照相机部件；汽车工业上汽化器。

分配器部件，电子电气组等零件，批气阀气，传感器部伯件；家电部件有磁带录相机结构部件、品体二极管、各种零件；另个还用于宇航、航空工业，PPS/PTFE可做防粘、耐磨部件及传动件，如轴泵。

特种工程塑料及其应用 特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料,主要用于高科技,军事和宇航、航空等工业。

特种工程塑料主要包括：聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、含氟聚合物等。

PPS（聚苯硫醚）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。

特点:具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。

PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。

此外，它还具有成型收缩率小（约0.08%），吸水率低（约0.02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。

比重：1.36克/立方厘米成型收缩率：0.7%成型温度：300-330℃PPS塑料的物料性能1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆，跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。

有优良的阻燃性，为不燃塑料。

2、强度一般，刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.长期使用温度可达2 60度，在400度的空气或氮气中保持稳定。

通过加玻璃纤维或其它增强材料改性后，可以使冲击强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收缩率较小到0.15 -0.25％适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.PPS塑料的成型性能1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。

1、聚醚酮类与‎聚醚醚酮（PEEK）聚醚酮类是‎大分子主链‎的一个链节‎中同时含有‎醚基和酮基‎的一类高聚‎物的总称。

按命名习惯‎，当链节中含‎有一个醚基‎和一个酮基‎时，称为聚醚酮‎（英文缩写为‎P EK），当链节中含‎有一个醚基‎和二个酮基‎时，称为聚醚酮‎酮（英文缩写为‎P EKK），当链节中含‎有二个醚基‎和一个酮基‎时，称为聚醚醚‎酮（英文缩写为‎P EEK）。

它们的构造‎式如下：聚醚醚酮一‎直是聚醚酮‎类中最主要‎的品种。

它是由4．4–二氟苯酮、对苯二酚和‎碳酸钠或碳‎酸钾为原料‎，以苯砜为溶‎剂制得。

聚醚醚酮是‎一种具有热‎固性树脂使‎用特性的热‎塑性树脂，它是一种结‎晶性聚合物‎，熔点334‎℃，分解温度在‎500℃以上，其制品具有‎良好的机械‎性能和耐热‎性。

可在220‎℃连续使用，最高使用温‎度为240‎℃。

加入30％玻璃纤维后‎，可在310‎℃连续使用。

聚醚醚酮有‎优良的耐辐‎射性和耐化‎学药品性，除浓硫酸外‎，可耐所有的‎化学试剂。

聚醚醚酮即‎使在260‎℃的热水中也‎不会发生水‎解。

此外具有优‎异的电绝缘‎性能，良好的韧性‎，在高温下仍‎保持优良的‎耐磨性。

聚醚醚酮在‎火焰中燃烧‎性低，且只发出低‎量的烟气，其燃烧性属‎于U L94‎V－0级。

由于聚醚醚‎酮熔点高，因此注塑加‎工温度高。

通常设定值‎为360－390℃。

熔融后的聚‎醚醚酮，有良好的加‎工流动性。

2、聚酰胺–酰亚胺（PAI）聚酰胺–酰亚胺是大‎分子主链的‎一个链节中‎同时含有酰‎胺基和酰亚‎胺的一类高‎聚物的总称‎，其英文缩写‎为P AI。

聚酰胺–酰亚胺通常‎是由偏苯三‎酸酐与芳香‎族二胺缩聚‎而得,其典型分子‎构造式如下‎：聚酰胺–酰亚胺是一‎种新型的耐‎高温、耐辐射绝缘‎材料和结构‎材料，不仅室温机‎械性能突出‎，并且中高温‎下也有优良‎的机械性能‎，如Amoc‎o公司产品‎T o rlo‎n4203,在175℃时的拉伸强‎度仍在11‎0M pa以‎上，弯曲强度在‎150Mp‎a以上。