六种要求耐热类塑料材料的分析选择改性

能力（技能）目标
能根据不同耐热材料的用途要求，合理的选
择高分子材料；并能合理的分析所选择材料 的结构、性能；如果不能直接选择到合适材 料时，能 提出合理的改进意见与方案。
知识目标
被选用的高分子材料的主要结构特征、主要
性能及应用范围。其中第 14 个项目重点学习、 理解、应用高分子材料的结构层次、化学组 成、连接方式、几何构型、柔性知识。
④超高耐热类塑料 热变形温度大于 300℃的
一类树脂。其种类很少，具体有:聚苯酯的热 变形温度可达 310℃、聚苯并咪唑 (PBI)的热 变形温度可达 435℃、不熔 PI 的热变形温度 可达 360℃、聚硼二苯基硅氧烷 (PBP)的热 变形温度可达 450C、LCP 的热变形温度为 315℃。
一、塑料的耐热性
与金属、陶瓷、玻璃等传统材料相比，塑料的缺点
之一为耐热性不高，这往往限制了其在高温场合的 使用。在塑料材料中，不同品种塑料的耐热性能不 同；有的耐热很低、有的则较高。耐热类塑料一般 是指热变形温度在 200℃以上的一类塑料制品。 衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度、 马丁耐热温度和维卡软化点三种，其中以热变形温 度最为常用。同一种塑料上述三种耐热性指标的关 系如下：维卡软化点＞热变形温度＞马丁耐热温度 对 ABS 而言，三种耐热温度的相应值分别为： 160℃、86℃和 75℃。
性提高幅度大，一般最高可达到三倍以上;以 30%玻璃纤维增强塑料为例，其改性效果如 下： PBT 的热变性温度由 66℃提高到 2l0℃； PET 的热变性温度由 98℃提高到238℃；PP 的热变性温度由102℃提高到149℃；HDPE 的热变性温度由 49℃提高到 127℃；PA6 的 热变性温度由70℃提高到 215℃；PA66 的 热变性温度由 71℃提高到255℃；POM 的热 变性温度由 1l0℃提高到163℃；PEEK 热变 性温度由230℃提高到310℃。
素质目标
初步建立良好的学习方法；
资料收集的方法； 处理问题的方法；
团队合作的意识；
用户至上的意识；
安全环保意识；
表述与合理辩解能力。
参考资料
潘文群, 高分子材料分析与测试. 化学工业出版社

2005； 戚亚光, 高分子材料改性.化学工业出版社 ,2005； 聂垣凯,橡胶材料与配方, 化学工业出版社, 2004； 王文广 , 塑料材料的选用.化学工业出版社, 2002； 高俊刚, 高分子材料.化学工业出版社, 2002； 桑永, 塑料材料与配方.化学工业出版社, 2001
六种要求耐热类塑料材 料的分析、选择、改性
项目14的六组任务


第一组：请为低耐热塑料的生产选择合适的高分子材料； 第二组：请为中耐热塑料的生产选择合适的高分子材料； 第三组：请为高耐热塑料的生产选择合适的高分子材料； 第四组：请为热变形温度＞200℃的塑料制品的生产选择合适的高分子材料； 第五组：请为热变形温度100～180℃的塑料的生产选择合适的高分子材料； 第六组：请为热变形温度＞300℃的塑料制品的生产选择合适的高分子材料。
①纳米级填料的例子如下：PA6 填充 5%纳米蒙脱
土，其热变形温度可由 70℃提高到 152℃；PA6 填 充 10%纳米海泡石，其热变形温度可由 70℃提高 到 160℃；PA6 填充 5%合成云母，其热变形温度 可由 70℃提高到 145℃。 ②常规填料的例子如下：PBT 填充 30%滑石粉，其 热变形温度可由 55℃提高到 150℃；PBT 填充 30%云母，其热变形温度可由55℃提高到 162℃。
二、常用的塑料耐热改性方法
塑料的耐热性能可通过适当的改性方法加以提高，
具体的耐热改性方法有:塑料的填充耐热性、塑料的 增强耐热性、塑料的添加耐热改性剂耐热改性、塑 料的共混耐热改性、塑料的交联耐热改性及塑料的 形态控制改性等。 1、塑料的填充耐热改性 在所有填料中，除有机填料外，大部分无机矿物填 料都可明显提高塑料的耐热温度。常用的耐热填料 有：碳酸钙，滑石粉、硅灰石、云母、锻烧陶土、 铝矾土及石棉等。例如，云母的最高使用温度可达 1000℃，是最有效的耐热改性填料。 填料的粒度越小，改性效果越好。
按塑料的耐热性大小将塑料分成如下四类
①低耐热类塑料 热变形温度小于 100℃的一类树脂。
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具体品种有：PE、PS、PVC、PET、PBT、ABS 及 PMMA 等。 ②中耐热类塑料 热变形温度在 100～200℃之间的 一类树脂。具体品种有：PP、PVF、PVDC、PSF、 PPO 及 PC 等。 ③高耐热类塑料 热变形温度在 200～300℃之间一 类树脂。具体品种有：聚苯硫醚 (PPS)的热变形温 度可达 240℃，氯化聚醚的热变形温度可达 2l0℃， 聚芳砜 (PAR)的热变形温度可达 280℃，PEEK 的 热变形温度可达 230℃，POB 的热变形温度可达 260～300C，可熔 PI 的热变形温度为 270～280℃、 氨基塑料的热变形温度为 240℃，EP 的热变形温 度可达 230℃，PF 的热变形温度可达 200℃，F4 的热变形温度为260℃。
2、塑料的增强耐热改性
用增强的方法提高塑料的耐热性效果比填充
还要好。这主要是因为大部分纤维的耐热温 度十分高，熔点大都超过 1500℃。常用的耐 热纤维主要有：石棉纤维、玻璃纤维、碳纤 维、晶须、聚酰胺纤维及丙烯酸酯纤维等。 塑料的增强耐热改性按改性效果大小可分为 两类。
①结晶性树脂经玻璃纤维增强改性后，耐热
教学目的
通过对项目14 所涉及到六种耐热要求高分子材料的
分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进一步 了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形 成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产品需 要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合理改 性的总能力；进而结合学生所选择出来的材料从理 论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关 的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中对课 程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。