第11章-特种工程塑料、耐热及高性能聚合物要点
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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。
工程塑料知识点总结工程塑料是一种特殊的塑料材料,具有优良的物理性能和化学性能,广泛应用于工程领域。
工程塑料通常具有高耐热、高强度、高刚性、耐化学腐蚀等特点,因此被广泛应用于汽车、电子、航空航天、机械等领域。
本文将针对工程塑料的特性、种类、加工工艺、应用领域等方面进行总结和介绍。
一、工程塑料的概念和分类工程塑料是指具有一定机械性能、耐热性能、耐化学腐蚀性能和电气性能的塑料材料。
根据结构特点和用途不同,工程塑料可以分为热固性工程塑料和热塑性工程塑料两大类。
1. 热固性工程塑料热固性工程塑料是指在加热后能够交联固化成硬质物质的塑料,具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性和机械性能。
常见的热固性工程塑料有环氧树脂、酚醛树脂、环氧玻璃布层压板、酚醛玻璃布层压板等。
2. 热塑性工程塑料热塑性工程塑料是指在加热后能够软化、塑性加工,并在冷却后保持形状和性能的塑料,具有优异的机械性能、耐热性能和化学腐蚀性能。
常见的热塑性工程塑料有聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)等。
二、工程塑料的特性工程塑料与一般塑料材料相比,具有以下特性:1. 耐热性工程塑料通常具有较高的热变形温度和热膨胀系数,能够在高温环境下保持良好的形状稳定性和机械性能。
2. 耐化学腐蚀性工程塑料具有良好的耐化学腐蚀性,能够耐受酸、碱、溶剂等化学物质的侵蚀,适用于恶劣的工作环境。
3. 机械性能工程塑料通常具有优异的机械性能,如高强度、高刚度、耐磨性、耐疲劳性等,能够满足复杂工程结构的要求。
4. 绝缘性能工程塑料具有良好的电气绝缘性能,适用于电子、电器等领域的应用。
5. 加工性能工程塑料具有良好的加工性能,能够通过注塑、挤出、压延、注射等工艺进行成型,制备出各种复杂结构的塑料制品。
6. 环保性能工程塑料具有可回收利用、可再生利用的特点,符合环保要求。
三、常见的工程塑料材料及其特性1. 聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯是一种常见的热塑性工程塑料,具有优异的透明度、耐冲击性、耐热性和良好的加工性能。
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。
塑料的性能及应用工程塑料(Engineeringplastics)是二十世纪50年代以后,随着电子电器、汽车、航天、通讯及国防工业等高技术产业的开展,在以泛用塑料为根底之下,崛起的新类型的高分子材料。
工程塑料一般而言是指【在较宽的温度范围和较长期的使用时刻,能够维持优良性能,并能承受机械应力做为结构材料使用的一种塑料】。
因此,工程塑料不仅能够代替金属作为结构性的材料,随着高科技产业的开展,工程塑料的开展将成为将来不可缺少的高分子材料。
工程塑料的分类工程塑料的分类如同其它的高分子材料一样,有许多种方法,例如耐热特性、化学组成、结晶特性、应用领域或是特殊用途;然而最常用的是以耐热性作为分类,简单表达如下:l依耐热性分类,一般以长期使用温度(以美国UL相对温度指数(RTI)表示): nRTI在100℃~150℃以上,称为泛用工程塑料。
nRTI在150℃以上称为高性能工程塑料或称超级工程塑料。
另外也有人以热变形温度(HDT)来分类。
l依化学组成分类,工程塑料能够分类为n聚酰胺类(俗称尼龙):为目前使用数量最多、种类最多的工程塑料材料。
常用的尼龙材料有—尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙6T、尼龙9T、尼龙610等超过二十几种尼龙。
n聚酯类:聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、液晶聚合物(LCP)、聚苯酯(PHB)、聚芳酯(PAR)。
n聚醚类:聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。
n芳香族杂环聚合物:聚酰亚胺(PI)、聚醚亚胺(PEI)、聚苯骈咪唑(PBI)等。
n含氟聚合物:聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。
l就聚合物的型态,工程塑料可分为半结晶性(semi-crystalline)和非结晶或称无定型(Amorphous)两大类。
n半结晶型:聚酰胺(PA,Nylon)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、氟树脂、对称性聚苯乙烯(sPS)等n非晶性:聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜类(PSU)、聚芳酯(PAR)最后以下面三角形的图讲明,泛用塑料、泛用工程塑料与高性能工程塑料的分类。
塑料人必看:七种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。
第十一章特种工程塑料、耐热及高性能聚合物本章主要内容:11.1 氟塑料11.2 其他特种工程塑料11.3 有机硅聚合物11.4 耐高温聚合物11.5 液晶聚合物难点:无概述♥特种工程塑料:所谓特种工程塑料主要是指具有耐高温、高强度、高模量等特性的塑料。
♥特点这类塑料具有耐高温、耐深冷、高强度、高模量、高绝缘、耐腐蚀、抗辐射、阻燃、耐老化、耐臭氧、高尺寸稳定性等优良特性。
11.1氟塑料♥定义氟塑料(F1uoroplastics)是各种含有氟原子塑料的总称,它们各由相应的含氟单体均聚或共聚而成,聚合反应通式为:式中R1、R2、R3及R4可为H、F、CF3或其他含氟的基团,但至少有一个是氟原子。
由此可知,这类聚合物以C—C链为主链,在链侧或支链上连接有一个或一个以上的氟原子。
它们称为含氟聚合物(Fluoride-containing polymers or Fluoropolymers),可用作塑料、橡胶及纤维等,其中以氟塑料的用途最为广泛。
氟塑料工业产品已有10余个品种。
在氟塑料各个品种中,以聚四氟乙烯的产量最大,用途最广,约占全部氟塑料的85%以上,故本节将以聚四氟乙烯为代表说明其合成、性能、结构。
11.1.1聚四氟乙烯的合成11.1.1.1四氟乙烯单体的生产四氟乙烯的合成方法有8种.但最适合工业生产的是由二氟一氯甲烷在高温下热裂的方法,反应式如下:11.1.1.2四氟乙烯的聚合四氟乙烯很易进行自由基聚合,可以采用本体、溶液、悬浮及乳液四种聚合方法。
因聚合放热很大,高达170kJ/mol左右。
如采用本体法,散热十分困难。
溶液法也较少采用。
工业生产中通常采用悬浮法或乳液法(又称分散法)来合成的。
1.悬浮聚合法工业生产中四额乙烯采用的悬浮聚合法.与常见的悬浮聚合法不尽相同。
聚合时,单体以气相状态逐步压入反应釜中.故此法又称单体压入法。
聚合所得的聚四氟乙烯不溶而析出。
以颗粒状悬浮于水中。
2.乳液聚合法又称分散聚合.它与一般乙烯烃类单体的乳液聚合法不同。
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。
塑料的性能及应用培训教材塑料是一种重要的工程材料,它具有多种性能和应用,是许多制造业的首选材料。
本文将详细介绍塑料的性能和应用领域,并为初学者提供简单易懂的培训教材。
一、塑料的基本性能1、化学性能塑料在化学性质上十分稳定,与酸、碱、盐等化学试剂接触时不会发生腐蚀或变质。
在常温下,常见的溶剂对塑料亦无影响,具有较高的化学稳定性。
2、物理性能塑料的物理性质主要有:密度小,重量轻;硬度低,易加工;耐磨、耐腐蚀、耐热、耐寒、耐水、耐油、绝缘性好等。
相比于其他材料,塑料的物理性能更加优秀,因此在许多领域应用十分广泛。
3、机械性能塑料的机械性能表现为拉伸、压缩、弯曲、剪切等方面。
塑料通常具有较好的抗拉强度、弹性模量和耐张伸性能,但在紫外线照射下易老化,影响其力学性能。
塑料的机械性能对材料的选用十分重要,如零部件的耐久性、刚度、强度等都需要考虑该方面因素。
二、塑料的应用领域1、包装行业在包装行业中,常用的塑料材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚塑乙烯(PVC)等。
这些塑料材料具有价格低廉、耐腐蚀、防潮、易成型等特点,多用于包装食品、化妆品、医药等。
2、汽车行业塑料在汽车工业中的应用也十分广泛,如车身、车窗、车灯等部件多采用塑料材料制造。
相比于金属部件,塑料部件具有质量轻、成本低、不易腐蚀、易成型、外观颜色丰富等优点。
3、电子行业在电子领域中,塑料是常用的制造材料。
如塑料外壳、电器游艺器具等,还可以制造防静电塑料,用于制造电子产品的人体安全。
三、塑料的加工工艺1、注塑成型注塑成型是塑料制品生产中最常用的成型方法之一。
将加热、熔融的塑料材料注入模具中,顺着流道充填模腔后,冷却后便可得到所需形状和尺寸的塑料制品。
2、挤出成型挤出成型适用于生产管材、板材、棒材等形状简单的塑料制品。
塑料熔融在螺杆内,通过模具中的模孔、压糊出及冷却装置冷却,以获得所需的尺寸和形状。
3、压延成型压延成型是将熔融塑料放在进料轮上,不断地压缩并反复转动,使塑料材料逐渐压缩成所需的厚度和长度,是生产薄板或薄膜的常用方法。
高级工塑料基础知识引言高级工塑料是一种具有特殊性能和广泛应用的塑料制品,它具有优异的力学性能、耐候性、化学稳定性和耐高温性能。
本文将介绍高级工塑料的基础知识,包括种类、特性、应用领域等内容。
高级工塑料的种类高级工塑料广泛应用于各个领域,在不同的应用场景中使用不同种类的高级工塑料。
主要的高级工塑料种类包括:1.聚酰胺(Polyamide,PA):具有良好的耐磨性、耐冲击性和耐高温性能,常见的聚酰胺有尼龙6、尼龙66等。
2.聚醚醚酮(Polyether Ether Ketone,PEEK):具有优异的力学性能、耐化学品性能和耐高温性能,广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。
3.聚醚类聚合物(Polyether-based polymers):如聚丙醚(Polypropylene Ether,PPE)、聚醚碳酸酯(Polyether Carbonate,PEC)等,具有良好的耐温性和绝缘性能。
4.聚酰亚胺(Polyimide,PI):具有极高的耐温性、化学稳定性和电气绝缘性能,常被用于电子、航空航天等领域。
5.聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM):具有优异的吸水性能和粘合性能,常用于油田开发、污水处理等领域。
高级工塑料的特性高级工塑料具有许多独特的特性,使其在各个领域得到广泛应用。
1.耐高温性能:高级工塑料具有较高的熔点和耐高温性能,能够在高温环境下保持较好的力学性能和化学稳定性。
2.化学稳定性:高级工塑料具有良好的化学稳定性,能够抵抗酸、碱等化学品的腐蚀,适用于复杂的化学环境。
3.强度和刚度:高级工塑料具有优异的强度和刚度,能够承受高强度的冲击和加载。
4.耐磨性:高级工塑料具有良好的耐磨性能,能够在磨损环境下保持较长的使用寿命。
5.绝缘性能:高级工塑料具有良好的绝缘性能,能够有效防止电流的泄漏和电路的短路。
高级工塑料的应用领域高级工塑料由于其优异的性能,被广泛应用于各个领域。
1.航空航天领域:高级工塑料在航空航天领域中应用广泛,例如用于制造飞机结构件、发动机零部件等。