第三章 4 聚苯醚和改性聚苯醚

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(PPE)中文名:聚苯醚, 英文名：Polyphenylene Oxide, 分子式及图片: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。

它是世界五大通用工程塑料之一。

它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。

另外，聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。

PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。

PPO的负荷变形温度可达 190℃以上，脆化温度为-170℃。

PPO材料作为世界五大通用工程塑料之一，无毒，相对密度小，（PPO/PA 同类产品也仅为1.10-1.13g/cm3），是五大通用工程塑料中密度最小的,具有良好的机械强度，抗蠕变性，耐应力松弛，抗疲劳强度高。

PPO/PS合金耐热性突出，热变形温度在1.82MPa下，可以从75-170℃连续变化，随着PPO含量增加，材料的热变汽车工业形温度不断升高，用于满足不同场合的性能需求。

PPO及其合金可以采用注塑、挤出、模压、发泡和电镀、真空镀膜、印刷机加工等各种加工方法。

纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点，市场出售的产品均为其改良的产品，具有优良的综合性能，它们广泛运用于：电子电气：能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性，运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电路板，各种高压电子元器件，电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。

汽车工业：适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。

机械工业：用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。

化工领域：用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。

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。

聚苯醚国标聚苯醚国标主要包括产品分类、技术要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存等方面的内容。

其中，产品分类是根据不同的聚苯醚材料类型和用途进行区分，以便于生产和应用过程中的管理和检验。

技术要求是对聚苯醚产品的物理、化学、机械性能等方面进行详细规定，确保产品的质量符合要求。

试验方法是对聚苯醚产品进行质量检测的具体操作步骤和标准，以确保测试结果的准确性和可靠性。

标志、包装、运输和贮存等要求是对聚苯醚产品的标识、包装、运输和储存过程中的注意事项进行规定，以确保产品的安全性和完整性。

聚苯醚国标的制定对于聚苯醚行业的发展和产品质量的提升具有重要意义。

首先，国标的制定可以统一聚苯醚产品的技术要求和测试方法，使得各个企业在生产过程中具有相同的标准，避免了因为不同标准而导致的产品质量差异。

其次，国标的制定可以提高聚苯醚产品的质量稳定性和可靠性，保证产品在使用过程中的安全性和性能表现。

此外，国标的制定还可以促进聚苯醚行业的技术创新和产业升级，推动行业的健康发展。

在聚苯醚国标中，产品分类是非常重要的内容之一。

根据国标的规定，聚苯醚产品主要分为多种类型，包括热塑性聚苯醚、热固性聚苯醚和改性聚苯醚等。

不同类型的聚苯醚具有不同的物理、化学和机械性能，适用于不同的应用场景。

例如，热塑性聚苯醚具有较好的可加工性和可回收性，广泛应用于注塑、挤出和吹塑等工艺中；热固性聚苯醚具有较好的耐热性和耐化学性，常用于制造耐高温、耐腐蚀的零部件；改性聚苯醚则是在传统聚苯醚基础上进行改性，以提高其性能和应用范围。

除了产品分类，聚苯醚国标还对产品的技术要求进行了详细规定。

例如，国标规定了聚苯醚产品的外观要求、尺寸稳定性、机械性能、热性能、电气性能和化学性能等方面的指标。

这些指标旨在保证聚苯醚产品在各种应用环境下的稳定性和可靠性。

例如，国标规定了聚苯醚产品的外观应无气泡、裂纹、杂质等缺陷，尺寸稳定性应符合规定的公差范围，机械性能应符合设计要求，热性能应符合高温和低温使用条件下的要求，电气性能应符合绝缘和导电要求，化学性能应符合特定介质的耐受性要求。

学名：改性聚苯醚英文名：modified Polyphenelene Oxide/modified Polyphenylene Ether缩写：MPPO / MPPE型态：颗粒状聚苯醚（PPO）无毒，相对密度仅1.06；力学强度高、尺寸稳定性和耐热性好；吸水率小、耐水性优良、电性能好、有自熄能力，耐稀酸稀碱及盐溶液。

其缺点是熔融流动性差，不易成型。

需掺混聚合物改性，来改善成型加工性能，因此也得到了迅速的发展。

目前市场上流通的商品主要为改性聚苯醚（MPPO）或（MPPE）。

发展历程聚苯醚是1957年由美国通用（GE）公司的A.S.Hay采用氧化偶联法获得的一种高相对分子质量聚合物，1961年C.C.Price又以铁氰化钾为催化剂，使2，6位取代的对卤苯醚和铁氰化钾反应制得同样的高聚物。

在纽约州的Selkirk建立了世界上第一生产聚苯醚的工厂。

1965年该公司以注册商标为PPO 的商品名称投入市场，其后在联邦德国、日本及我国也相继进行了研究开发和生产。

制备方法原料和制造方法PPO以2，6—二甲基苯酚为原料，甲苯或甲醇为溶剂，铜铵络合物为催化剂，通入氧气，经氧化偶合的方法缩聚而成的高分子聚苯醚（PP0）。

日本为了有别于美国的PPO，称为PPE。

化学结构式塑料本身不透明，常见的塑料均是染色的。

颜色丰富，性质刚韧，有良好的平滑性和光泽度。

易燃程度属中等、离火后没有自熄能力、火焰深橙红顶、中部橙黄色、底部没有特殊颜色，燃烧过程会冒出大量碳屑及黄黑色浓烟，气味像清新石蜡。

性能特点低比重未填充级密度为1.06g/cm3,熔融状态为0.958 g/cm3，防火未填充级为1.1g/cm3，是工程塑料中最轻的；使得降低单位重量的价格比较容易实际，在产品的成本上有较大优势。

以及比较适合产品的轻量化生产。

优良的电气特性MPPO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（2.5-2.7）和介电损耗正切（0.4×10-3）是工程塑料中最小的。

改性聚苯醚介绍聚苯乙烯能和聚苯醚以任意比例混合，外加上相对容易地赋予产品以阻燃性，使有可能生产出具有广谱物理性质、耐热和阻燃性质的材料。

现有产品的热变形温度在170～460°F之间的范围内。

加工方法从标准模塑和挤出到吹塑和结构泡沫模塑。

通用级和阻燃级两种牌号用途极广。

对于标准模塑制品，最小厚度范围从0．060到0．125英寸而对于结构泡沫件，最小厚度范围从0．125到0．250英寸，其可燃性范围是从UL94 HB到V-O。

由于这两种主要聚合物组分的憎水性质，大多数改性聚苯醚合金具有低吸湿能力。

因而在很宽的湿度和温度条件范围内，有良好的电性能。

受水、大多数盐溶液、酸和碱的化学侵蚀的程度极低。

但是，暴露于一些有机化学品中会引起聚合物合金变软或开裂。

化学和性质改性聚苯醚（PPO）是从2，6-二甲基酚氧化偶联聚合得到的，它是一种线性和非晶形的聚合物，其Tg约为410°F。

PPO能和苯乙烯（PS）在很宽的比例范围内形成合金。

PS，通常是高抗冲PS（HIPS），提供了极好的熔体流动特征。

但是，因为PS的Tg约为220°F，它的加入降低了共混聚合物的热变形。

PPO聚合物，具有非常高的Tg，增加了共混聚合物的热变形。

但是，PPO聚合物的加入导致熔融粘度的增加，因而在成型加工方面要困难一些。

因为PPO的阻燃特性比苯乙烯类树脂好得多，引入PPO所得的共混物通过加入耐热的以磷为基础的助剂极易使之具有阻燃能力。

共混聚合物可以进一步用橡胶抗冲改性剂改进韧性，用玻璃和石墨纤维提高刚性，和用各种填料改进强度、刚度和阻燃性，并同时降低模具收缩率。

使用冲击强度改性剂能在一定温度范围内使许多牌号的树脂具有高延展性。

良好的配方系统，将典型地使产品的悬臂梁冲击强度高达7英尺•磅／英寸，加纳尔落缥冲击值达到30英尺•磅。

在温度低至一40°F时，材料仍保持良好的延展性。

使用纤维达到的刚度取决于使用纤维的类型和数量。

聚苯醚一、聚苯醚的结构特点：（1）线性主链上含有－O－，本应增大链的柔曲性，但是由于次苯基芳环，使得链段的内旋转困难，从而使分子链变硬，刚性增大，T g 增高，熔点升高，粘度增大，加工困难。

（2）链的刚性增大，一方面使高聚物受力时变形小，尺寸稳定性好，机械强度高。

另一方面刚性大，阻碍了分子的结晶和取向，制品易产生内应力。

（3）两个侧甲基封闭了酚基的二个活性点，使聚合物稳定性增大，导致制品耐热、耐腐蚀性提高。

（4）由于分子链上无极性基团，吸湿性低，具有优良的电绝缘性和尺寸稳定性；（5）分子链中无任何可水解的基团，具有十分突出的耐水性。

二、聚苯醚的性能特点：（1）物理性能纯PPO为琥珀色透明固体。

难燃，离火后熄灭，火焰明亮有浓黑烟，熔融后发出花果臭气味。

（2）PPO具有优良的力学性能，拉伸强度和弯曲强度高，优异的抗蠕变性能在所有工程塑料中名列前茅。

（在 120℃、10MPa负荷下经500h 后，蠕变值仅0.98％）(3) 聚苯醚具有较高的耐热性，它的玻璃化温度为210℃，分解温度为350℃，马丁耐热温度为160℃，脆化温度低于－170℃，热变形温度为190℃，最高连续使用温度为120℃，间断使用温度可达205℃。

(4) PPO和 MPPO的耐水性十分突出，蒸煮10 000 h 后，它的拉伸强度、伸长率和冲击强度均没有明显的降低，因此可作为高温下耐水制品使用。

对于以水为介质的化学药品（如酸、碱、盐、洗涤剂等），无论是在室温还是在高温下都能抵抗。

三、改性的聚苯醚：由于加工流动性差、易应力开裂、价格昂贵，目前工业上使用的聚苯醚主要是改性聚苯醚。

主要品种：1,聚苯醚／高抗冲聚苯乙烯（HIPS）[加工性能，阻燃性能，耐热性能],2聚苯醚／ABS合金 [耐冲击性、耐应力开裂性],3 聚苯醚／聚苯硫醚合金 [耐热性、加工性]4,聚苯醚／聚酰胺合金[高韧性、尺寸稳定性、耐热性]四、聚苯醚的成型加工方法:聚苯醚和改性聚苯醚的主要成型加工方法:注塑（复杂的嵌件），其次是挤塑、吹塑和发泡（耐热，阻燃，隔音）。