聚苯醚和改性聚苯醚
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聚苯醚的改性范文聚苯醚(Polyphenylene Ether,PPE)是一种具有优异绝缘性能、高温稳定性、机械强度和尺寸稳定性的高分子材料。
然而,聚苯醚在一些方面存在一些不足,例如低冲击强度、低耐磨性以及一些成型性能有待改善。
为了克服这些缺点,一些聚苯醚的改性方法被广泛研究和应用。
一、物理改性的方法:1.填充改性:向聚苯醚中添加填料,如玻璃纤维、石墨、炭黑等,来提高其力学性能,例如冲击强度和弯曲强度。
填料可以增加材料的强度和刚度,并提高低温性能,但可能会降低存储稳定性。
2.合金改性:将聚苯醚与其他高分子材料进行共混,以改善聚苯醚的成型性能和机械性能。
例如,聚苯醚可以与聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)等共混,以获得更好的性能和热稳定性。
3.压缩改性:将液态单体通过压缩成型的方法渗透到聚苯醚的孔隙中,以提高其冲击强度和抗磨性。
这种方法可以改变聚苯醚的孔隙结构,并提供更好的力学性能。
二、化学改性的方法:1.接枝改性:通过在聚苯醚分子链上引入可接受配体的官能团,如氨基、羟基等,使聚苯醚与其他高分子材料或添加剂发生化学反应,从而改善聚苯醚的性能。
例如,将聚苯醚与聚苯乙烯形成接枝共聚物,以提高聚苯醚的力学性能和成型性能。
2.稳定剂改性:向聚苯醚中添加稳定剂,如抗氧剂、光稳定剂等,以提高聚苯醚的热稳定性和耐候性。
3.交联改性:通过引入交联剂,如过氧化物、有机硅化合物等,使聚苯醚发生交联反应,以提高其机械性能和热稳定性。
在聚苯醚的改性过程中,需要综合考虑材料性能的提升、成本的可接受性以及工艺的可行性。
这些改性方法可以单独应用,也可以结合使用,以获得最佳的性能和成本效益。
此外,随着科学技术的不断发展,新的改性方法也在不断涌现。
通过不断的研究和创新,聚苯醚的性能和应用领域将不断扩展和拓宽。
目录第1章聚苯醚简介 (1)第2章PPO与PA的共混改性 (2)第2.1节PPO/PA合金简介 (2)第2.2节PPO与PA的共混改性的目的和用途 (2)第2.3节PPO与PA的共混改性的配方 (3)第2.4节PPO与PA的共混改性的工艺及设备 (5)第3章PPO与PS的共混改性 (9)第3.1节PPO/PS合金简介 (9)第3.2节PPO与PS的共混改性的目的和用途 (9)第3.3节PPO与PS的共混改性的配方 (11)第4章PPO与其他聚合物的共混改性 (13)第4.1节PPO/PBT合金 (13)第4.2节PPO/PET合金 (14)第4.3节PPO/PPS合金 (14)第5章总结 (14)参考文献 (16)第1章聚苯醚简介聚苯醚(简称PPO或PPE)是通用工程塑料的五虎将之一,是一种具有机械性、阻燃性、耐热性、电绝缘性和化学稳定性等优良性能的热塑性树脂。
在1957年由美国GE公司研发成功。
但是由于聚苯醚自身熔体粘度过高及易内应力开裂等缺点,导致很难通过挤出、压塑、注射等手段使其加工成型,这大大限制了PPO的应用发展[1]。
聚苯醚外观透明、无毒、相对密度小,属于非结晶性材料。
PPO优异性能如下[2]:1、力学性能高。
聚苯醚的分子链中含有大量的苯环,这决定了其具有较好的硬度和刚性,其拉伸强度和弯曲强度高,抗蠕变性能好;2、耐热性好。
PPO的玻璃化转变温度为210℃,热变形温度达到180℃,是热塑性工程塑料最高的,在较宽温度范围内都能保持原有性能,适于金属材料搭配使用;3、耐水性好。
PPO的吸水性很低,吸水率<0.05%,不水解,这是因为PPO不含水解官能团;4、阻燃性好。
聚苯醚很难燃烧,只要加入少量的阻燃剂即可有很好的阻燃效果;5、耐化学药品性好。
PPO不与大部分酸、碱、盐溶液反应。
但与此同时聚苯醚仍存在很多缺点:在有光条件下使用较长时间,颜色会有所变黄,影响其使用范围。
同时PPO的流动性差、溶体粘度高、加工成型困难,纯PPO 几乎不能采用注射成型方法成型,这必然极大地限制其使用,因此改善PPO的加工性能,使其更好地应用在实际生产中就成为PPO树脂发展的关键之一。
PPO聚苯醚(也称为:聚苯撑氧)[PPO]的化学稳定性好,蠕变性小,耐老化,不易燃烧。
耐水性好,因此,聚苯醚是应用广泛的工程塑料。
聚苯醚(PPO)是世界五大通用工程塑料之一。
它具有优异的物理与力学、耐热、绝缘等性能,但由于PPO流动性较差,通常与其它塑料共混改性形成工程塑料合金使用(简称MPPO),是目前工程塑料领域最典型与用量最大的工程塑料合金。
MPPO具有优良的综合性能和成型加工性能,因而在电子电气及家用电器、办公自动化机械、汽车等输送机械、建材、航空及军事等领域具有广泛的用途,成为开发国家的核心材料之一。
与其它四种通用工程塑料相比,中国PPO及MPPO与世界开发国家的技术水平与产业化差距最大。
PPO工程塑料的市场一般以单体、PPO树脂与MPPO三种型态出现,通常由MPPO最常出现。
在五大通用工程塑料中,MPPO工程塑料规模与产量比PBT略低,居第5位。
近3年来,随着经济的复苏及MPPO新市场机会的出现,特别是电子信息用壳体材料及高性能印制电路板用交联PP合金的强劲市场需求,导致世界三大PPO生产公司(GE、日本三菱瓦斯化学、旭化成)纷纷扩大其生产规模。
到2002年,世界2,6--二甲基苯酚单体生产能力达25万吨/年以上,PPO树脂的总产量达到23.6万吨;MPPO的总生产能力达到46.5万吨,实际产量约为40万吨左右,产值约为13亿美元。
从规模、产量与市场来看,GE公司一直占主导地位,约占全世界的80%。
PPO及MPPO工程塑料在国外虽已进入成熟而稳定的发展阶段,但今后几年内,全球MPPO的需求量将仍然会以7%~10%的年平均增加速度发展。
未来十年,中国MPPO将进入市场需求高速增加阶段,企业将会获得重大发展机遇。
首先,中国稳定的政治与良好的投资环境将进一步吸引开发国家与地区电子电气等零件制造向中国大陆继续大量转移与采购,国内家用与商用电器规模的扩大,以及电子信息终端产品的快速增长,必将带动MPPO新材料的大量消费。
聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)的介绍聚苯醚化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚,简称PPO(Polyphenylene Oxide)或PPE(Polypheylene ether)。
又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚,是一类耐高温的热塑性树脂。
市场上通用的主要为改性的聚苯醚(Modified Polyphenylene Oxide),简称MPPO,或者MPPE(Modified Polypheylene ether)。
由于习惯上,对聚苯醚和其改性共混聚合物都称为PPO或PPE,本书也采用通俗称法:以下称为PPO或PPE。
聚苯醚于1959年由美国GE公司的Allan S.Hay所发明。
聚苯醚具有优良的物理性能及特性,但熔融流动性差,加工困难,为了改善加工性能,GE公司于1966年将聚苯醚与聚苯乙烯共混改性获得成功,并注册为Noryl商品名投入市场,从此美国GE工的改性聚苯醚便加快了发展速度,直至现在该公司的此类产品在世界仍居主导地位,其生产能力占世界的80%以上。
国内外聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)发展状况在PPO的市场中,GE公司垄断了世界市场,直到1979年日本旭化成工业公司以自己的改性技术,以苯乙烯接枝法生产改性的聚苯醚,商品名为Xyron(采龙)以后,才打破了独家垄断的格局。
1983年美国GE公司的有关聚苯醚原始专利期满以后,德国BASF公司和赫尔斯公司均将其改性聚苯醚投入市场。
除了以上的公司外其他的现有生产厂商有:日本三菱公司系统及住友化学和GE的其他子公司等。
我国自60年代初,在上海、天津等地曾有多个单位开展2,6-二甲酚合成及制成聚苯醚的研究工作。
上海合成树脂研究所于60年代后期完成了试验室的研究工作并进行扩大试验,70年代初在上海远东塑料厂建立百吨级装置试产。
80年代通过中试技术鉴定。
北京市化工研究院较系统地开展了有关聚苯醚的科研工作,已生产投放多种牌号的产品。
聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)特性与应用一.特性PPO是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,突出的是电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。
聚苯醚(PPO)的改性聚苯醚(PPO)的改性聚苯醚(PPO)的基本性质概述聚苯醚(PPO)的改性方法聚苯醚(PPO)改性的应用聚苯醚(PPO)的基本性质概述聚苯醚(聚2 , 6 一二甲基一1 , 4 苯醚) , 简称PPO, 是一种优良的热塑性工程塑料。
优良性能:良好的机械性能、热性能和电性能。
缺陷:熔融温度高、熔体粘度大热塑成形性差和耐有机溶剂(如卤代脂肪烃)差。
为了改善PPO的性能, 扩大应用领域, 对PPO进行改性, 改性后的PPO 称为MPPO聚苯醚(PPO)的理化性能(l) 物理机械性能聚苯醚分子链中含有大量的苯环结构, 分子链刚性较强, 机械强度高, 具有较高的硬度和韧性; 蠕变小, 尺寸稳定性良。
(2)热性能聚苯醚具有较高的耐热性, 玻璃化温度达211 ℃, 熔点为2 68℃, 热分解温度为33 0 ℃。
(3) 电性能聚苯醚分子结构中无强极性基团, 在很宽的温度及频率范围内, 能保持良好的电性能, 其介电常数和介电损耗角正切在工程塑料中最小, 且不受温度、湿度及频率的影响。
(4 )化学性能聚苯醚为非结晶树脂, 分子结构中无可水解的基团, 耐水性好, 制品在高压蒸汽中反复使用其性能变化不大, 但能溶于卤代脂肪烃和芳烃中。
聚苯醚的改性方法物理改性填充改性共混改性(相容体系,非相容体系)互穿网络(IPN)结构聚合物化学改性端基改性主链改性再分配反应改性填充改性增塑,降低成本,提高杨氏模量,起增强作用。
填料的粒径、形状影响材料的性能,PPO改性后,再加入无机填料(碳酸钙(无定形状)、滑石粉(层状)、硅酸钙(针状)3种),可提高改性聚苯醚(MPPO)的拉伸屈服强度。
用无机填料对MPPO进行填充改性,碳酸钙对填充体系拉伸屈服强度没有影响,而用滑石粉和硅酸钙填充,其填充体系的拉伸屈服强度增加。
这是因为碳酸钙是粒径填料,碳酸钙粒径为2—10 um时,只起增量剂的作用;而粒径小于0.1 um时,起增强剂的作用。
工程塑料聚苯醚(PPO)结构性能与应用聚苯醚(PPO)结构式:1957年:聚苯醚由美国通用电器公司采用氧化偶合方法合成;1964年:美国通用电气公司首先用2,6-二甲基苯酚为原料实现聚苯醚工业化生产。
1966年,通用电气公司又生产了改性聚苯醚(MPPO)。
1984年,世界聚苯醚的消费量为163kt。
2010年及2015年我国聚苯醚的消费量将分别达到8万吨和12万吨,改性PPO(MPPO)综合性能好,成为五大通用工程塑料之一。
聚苯醚(PPO)一般呈土黄色粉末状。
聚苯醚最大的特点:1、在长期负荷下,尺寸稳定性优良和突出的电绝缘性;2、使用温度范围广,可在-127~121℃范围内长期使用;3、优良的耐水、耐蒸汽性能(Tg为210℃,热变形温度为190℃);4、制品具有较高的拉伸强度和抗冲强度;5、较好的抗蠕变性、耐磨性和电性能。
6、但熔体流动性差,加工困难。
主要用途:1、代替不锈钢制造外科医疗器械。
2、机电工业中可制作齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他紧固件和连接件等3、用于制作电子、电气工业中的零部件,如线圈骨架及印刷电路板等。
1)MPPO密度小,尺寸稳定性好,易加工,热变形温度在90 ~ 175℃,适用制造办公设备、家用电器、计算机箱体、底盘及精密部件等。
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2)MPPO的介电常数及介质损耗角正切在五大通用工程塑料中最低,绝缘性最好,且耐热性好,不受温度及周波数影响,适用于电气工业。
宜于制作用在潮湿而有载荷条件下的电绝缘部件,如线圈骨架、管座、控制轴、变压器屏蔽套、继电器盒、绝缘支柱等。
3)MPPO的耐水及耐热水性好,适用于制造水表、水泵。
纺织厂用的纱管需耐蒸煮,用MPPO 制的纱管使用寿命长。
4)锂离子电池市场大有发展前景,最近国外开发出的MPPO锂离子电池用有机电解液的包装材料性能优于过去用的ABS或PC,5)MPPO制作汽车仪表盘、防护杠等,PPO与PA合金,尤其是高耐冲击性能的规格品种用于外装部件发展比较快。
聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)的介绍
聚苯醚化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚,简称PPO(Polyphenylene Oxide)或
PPE(Polypheylene ether)。
又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚,是一类耐高温的热塑性树脂。
市场上通用的主要为改性的聚苯醚(Modified Polyphenylene Oxide),简称MPPO,或者MPPE(Modified Polypheylene ether)。
由于习惯上,对聚苯醚和其改性共混聚合物都称为PPO或PPE,本书也采用通俗称法:以下称为PPO或PPE。
聚苯醚于1959年由美国GE公司的Allan S.Hay所发明。
聚苯醚具有优良的物理性能及特性,但熔融流动性差,加工困难,为了改善加工性能,GE公司于1966年将聚苯醚与聚苯乙烯共混改性获得成功,并注册为Noryl商品名投入市场,从此美国GE工的改性聚苯醚便加快了发展速度,直至现在该公司的此类产品在世界仍居主导地位,其生产能力占世界的80%以上。
国内外聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)发展状况
在PPO的市场中,GE公司垄断了世界市场,直到1979年日本旭化成工业公司以自己的改性技术,以苯乙烯接枝法生产改性的聚苯醚,商品名为Xyron(采龙)以后,才打破了独家垄断的格局。
1983年美国GE公司的有关聚苯醚原始专利期满以后,德国BASF公司和赫尔斯公司均将其改性聚苯醚投入市场。
除了以上的公司外其他的现有生产厂商有:日本三菱公司系统及住友化学和GE的其他子公司等。
我国自60年代初,在上海、天津等地曾有多个单位开展2,6-二甲酚合成及制成聚苯醚的研究工作。
上海合成树脂研究所于60年代后期完成了试验室的研究工作并进行扩大试验,70年代初在上海远东塑料厂建立百吨级装置试产。
80年代通过中试技术鉴定。
北京市化工研究院较系统地开展了有关聚苯醚的科研工作,已生产投放多种牌号的产品。
聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)特性与应用
一.特性
PPO是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,突出的是电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。
1.介电性能居工程塑料之首
PPO树脂分子结构中无强极性基团,电性能稳定,可在广泛的温度及频率范围内保持良好的电性能。
其介电常数和介电损耗角正切是工程塑料中最小的,且几乎不受温度、湿度及频率数的影响。
其体积电阻率是工程塑料中最高的。
PPO的优异电性能使其广泛应用于生产电器产品,尤其是耐高压的部件,如彩电的行输出变压器(FBT)等。
2.良好的机械性能及热性能
PPO分子链中,含有大量的芳香环结构,分子链感性较强。
树脂的机械强度较高,耐蠕变性优良,温度变化影响甚小。
PPO具有较高的耐热性,玻璃化温度高达211℃,熔点268℃。
3.优异的耐水性
PPO为非结晶性树脂,在通常的温度范围,分子运动少,主链中无大的极性基团,偶极矩不发生分极,耐水性非常好,是工程塑料中吸水率最低的品种。
在热水中长时间浸泡其物理性能仍有很少下降。
4.阻燃性良好,具有自熄性
PPO的氧指数29,为自熄材料,而高抗冲击性聚苯乙烯的氧指数17为易燃性材料,二者合一是具中等程度的可燃性,制造阻燃等级PPO时,不需要添加卤素的阻燃剂,加入含磷类阻燃剂即可达到UL94标准,减少对环境的污染。
5.收缩率低,尺寸稳定性好;无毒,密度小。
6.耐介质性和耐光性
PPO对酸、碱和洗涤剂等基本不受腐蚀,在受力的情况下,矿物油及酮类、酯类溶剂会产生应力开裂;对有机溶剂如脂肪烃、卤代脂肪烃和芳香烃等会使之融涨和溶解。
PPO弱点是耐光性差,长时间在阳光或荧光灯下使用产生变色,颜色发黄,原因是紫外线能使芳香醚的链结合分裂所致。
而如何改善PPO的耐光性成为一个课题。
二.应用
PPO的性能决定了其应用的领域和使用的范围:
1)MPPO密度小,容易加工,热变形温度在90-175℃,有不同规格的商品,尺寸稳定性好,适用于制造办公设备、家用电器、计算机等箱体、底盘及精密部件。
2)MPPO的介电常数及介质损耗角正切在五大通用工程塑料中最低,即绝缘性最好,并且耐热性好,适用于电气工业。
宜于制作用在潮湿而有载荷条件下的电绝缘部件,如线圈骨架、管座、控制轴、变压器屏蔽套、继电器盒、绝缘支柱等。
3)MPPO的耐水及耐热水性好,适用于制造水表、水泵。
纺织厂用的纱管需耐蒸煮,用MPPO制的纱管使用寿命长。
4)MPPO的介电常数及介质损耗角正切在工程塑料中为不受温度及周波数影响者,并且耐热性及尺寸稳定性好,适用于电子工业。
5)由于电子工业及通讯产业的发展,手机、便携式电脑、高性能照相机、摄像机等都需要锂离子电池,因此锂离子电池市场大有发展前景,锂离子电池用有机电解液的包装材料过去用ABS或PC,最近国外开发出电池用的MPPO,其性能优于前两者。
6)MPPO在汽车工业有广泛用途,如仪表盘、防护杠等,PPO与PA合金,尤其是高耐冲击性能的规格品种用于外装部件发展比较快。
7)在化工方面改性聚苯醚可用来制造耐腐蚀设备,其耐水解性尤其好,还耐酸、碱、便溶于芳香烃和氯化烃中。
8)用于医疗器械,可在热水贮槽和排风机混合填料阀中代替不锈钢和其他金属。
聚苯醚和改性聚苯醚(PPO)的成型加工
PPO可通过注塑、挤出等工艺加工成各种制品:
一.注塑:柱塞式或螺杆式注塑机都能加工PPO。
一般采用螺杆式注塑机,要求长径比大于15:1,压缩比1.7~4.0(一般采用2.5~3.5)。
二.挤出:PPO能在挤出机上加工成管、片、棒、块等。
采用排气式、长径比大的挤出机更好,螺杆长径比为24:1,压缩比为2.5~3.5,渐变式,等距不等深,计量段有适当的深度。
应有较长的口模平直部分,挤出牵引时应考虑其物料凝结温度较高的特点。
三.压模成型:10%~18%PPO的苯溶液浸泡溶液的玻璃布,可按热固性塑料的层压工艺条件进行压制。
玻璃化布含胶量控制在35%±5%,烘干温度为70~110℃。
模压工艺:模温升至250℃时保持温度5min,压力为6MPa,连续升温至300℃,保温1h,然后自然冷却至180℃,通冷水冷却至室温,脱模。
另外,PPO还可以薄膜成型和二次加工。