特种工程塑料介绍.
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名词定义:物理性能1.密度:在一定温度下单位体积物质的量;2.表观密度:又称视密度或堆积密度。
为包装、模具型腔和挤出螺杆的设计提供参数;3.吸水性:塑料会从它周围环境中吸湿而使其质量增加;4.透气性:在一定温度下,使塑料薄膜试样两侧保持一定的气压差,测量低压侧气压变化,计算透气系数与透气量;5.透水透气性:适用于薄膜和片材;6.透光性:用透光率和雾度来衡量透光性。
透光率:出入光通量之比;雾度:散射光通量与入射之比;7.折射率:入射光与折射光与法线的夹角正弦之比;8.黄色指数:对于不含有荧光物质的无色透明、半透明和近白色不透明的塑料;9.白度:机械性能1.拉伸:2.压缩:3.弯曲:4.冲击:5.硬度:分球压痕、邵氏(肖氏)、巴柯尔、布氏和洛氏硬度;6.剪切:7.蠕变:形变随载荷时间的增加而增加。
可分为拉伸、压缩、弯曲蠕变等;8.疲劳:9.摩擦和磨损:热性能1.线膨胀系数:2.热导率:3.维卡软化点:试样于液体传热介质中,在一定的栽荷、一定的等速升温条件下,被1mm2的压针压入1mm深度时的温度;4.热变形温度:试样于液体传热介质中,一定的等速升温条件下,在简支梁式的静弯曲载荷作用下,测得试样弯曲变形达到规定值时的温度;5.玻璃化温度:测得温度-形变曲线,由曲线作切线求得;6.尺寸稳定性:燃烧性能1.水平燃烧法:2.垂直燃烧法:3.炽热棒法:4.氧指数法:5.烟密度法:6.闪点和自燃点电性能测试1.绝缘电阻和电阻率:2.介电常数和介质损耗角正切;3.介电强度:4.耐电弧性:流动性1.熔点:2.熔体流动速率:老化性能。
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。
特种工程塑料定义嘿,朋友们!今天咱来聊聊特种工程塑料。
这玩意儿啊,就像是材料世界里的超级英雄!特种工程塑料可不是一般的塑料哦,它有着非凡的性能。
你想想看,普通塑料可能稍微用点力就变形了,或者遇到点高温就软趴趴的了。
但特种工程塑料可不一样,它坚固得很呢!就好像是一个强壮的大力士,能扛起很重的东西而不喊累。
它的耐高温性能那也是杠杠的!一般的塑料遇到高温可能就直接“投降”了,而特种工程塑料却能在高温环境下依然稳稳当当,就如同在炎热沙漠中依然能顽强生存的仙人掌。
还有啊,特种工程塑料的耐腐蚀性也特别出色。
把它放在一些腐蚀性的环境里,它根本就不在乎,就像一个穿着超级铠甲的勇士,啥也不怕。
你说这特种工程塑料咋就这么厉害呢?它在很多领域都大显身手呢!在航空航天领域,那可是不可或缺的存在。
飞机、火箭上都有它的身影,它为这些大家伙的安全和性能提供保障,没有它还真不行呢!在汽车行业,它能让汽车变得更轻、更坚固,开起来更带劲。
这不就像给汽车装上了一对有力的翅膀嘛!在电子设备领域,特种工程塑料也发挥着重要作用。
那些小巧玲珑的电子产品,有了它才能更耐用、更可靠。
它就像是电子产品的贴心小卫士。
咱生活中的好多东西都离不开特种工程塑料呢,你难道不好奇它是怎么被制造出来的吗?那可是经过了一道道复杂的工序,就如同精心雕琢一件艺术品一样。
这么厉害的特种工程塑料,难道不值得我们好好去了解、去珍惜吗?它就像是隐藏在我们生活中的无名英雄,默默地为我们的生活提供便利和保障。
所以啊,当你下次再看到那些看似普通却有着非凡性能的东西时,可别忘了特种工程塑料这个幕后英雄哦!它真的是太神奇、太重要啦!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
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。
特种工程塑料发展现状和进展特种工程塑料通常指相对通用工程塑料而言性能更加优越、独特,且目前尚未大规模生产,用途相对较窄,塑料长期使用温度均在200℃以上地一些塑料材料,如聚酰亚胺(PI)、聚砜(PS F)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和聚醚砜(PES)等.这些材料主要市场是电子、电器、汽车工业、军工产品和压缩机零件等.1 聚酰亚胺聚酰亚胺(PI)是耐高温聚合物,在550℃能短期保持主要地物理性能,能长期在接近330℃下使用.在耐高温地工程塑料中,它是最有价值地品种之一.它具有优良地尺寸和氧化稳定性、耐化学药品性和耐辐射性能,以及良好地韧性和柔软性.可广泛用于航空/航天、电气/电子、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等领域.由于聚酰亚胺分子中具有十分稳定地芳杂环结构,使其体现出其他高分子材料所无法比拟地优异性能:耐温和低温性,由联苯二酐和对苯二胺合成地PI,热分解温度可达600℃,是迄今为止聚合物中热稳定性较高地品种之一.在如此温度下,短时间基本上可以保持原有物理性能.可以在333℃以下长期使用,另外在-269℃下仍不会脆裂;机械强度高,均苯型PI薄膜地抗拉强度可以达到170MPa,而联苯型可以达到400MPa,随着温度升高,变化很小;耐辐射性好;介电性能优异;化学性质稳定,对酸、碱很稳定;另外,PI抗蠕变能力强,摩擦性能优良.2003年全球消费聚酰亚胺约3.5万吨,主要生产厂家约50余家.目前,美国、西欧和日本地消费量已超过2万吨/年,其中美国为1.3万吨/年,预计2004年,美国、西欧和日本地消费量将达到2.7万吨/年.美国有14家、西欧有11家、日本有13家生产厂生产PI.此外,俄罗斯、中国、印度、韩国、马来西亚和我国台湾均少量生产和消费PI.聚醚酰亚胺(Ulter m)约占美国PI需求量地70%,因其性能和加工特性较好,有与聚醚砜、聚苯硫醚和其他芳族PI竞争地倾向.预计全球未来几年对聚酰亚胺地需求将以年均10%左右地速度递增.我国几乎与世界同步开始聚酰亚胺地研制与开发,现已基本形成开发研究格局,研发了PI几大品种,如均苯型、偏酐型、联苯二酐型、双酚A二酐型、单醚酐型、酮酐型等,并得到初步应用.现生产厂家有近20家,生产能力已超过800吨/年.2002年PI薄膜市场走强,生产能力已达750吨/年,2003年6家生产厂将新增能力共400吨/年,生产厂家扩大到26家.4家厂家薄膜有出口,加上覆铜箔出口,全国出口量近70吨/年.现主要生产厂家有上海合成树脂研究所、常熟航天绝缘材料厂、宝应亚宝绝缘材料厂、西北化工研究院、四川大学实验厂等.2001年国内产量约为400吨左右.我国在PI模塑料方面近年也发展较快,上海合成树脂研究所研制了多种产品,西北化工研究院生产双马来酰亚胺,吉林长春应化所、吉林高科公司生产联苯型PI模塑料.我国在许多品种上与国外产品相比,在价格上有很大地竞争优势,因此我国电绝缘薄膜市场基本上由国内产品所占领,而且国内已经开始向国外出口产品,如西北化工研究院每年向欧洲出口30吨双马来亚酰胺,上海合成树脂研究所等每年也有少量产品出口.目前,热塑性聚酰亚胺主要用于汽车发动机部件、油泵和气泵盖、电子/电器仪表用高温插座、连接器、印刷线路板和计算机硬盘、集成电路晶片载流子、飞机内部载货系统等.聚酰亚胺品种很多,但是目前主要品种有聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)和双马来酰亚胺(BMI)等.PEI目前开发趋势是引入对苯二胺结构或与其他工程塑料组成合金,提高其耐热性,或与聚碳酸酯、聚酰胺等工程塑料组成合金提高其机械强度;PAI是高强度地聚酰亚胺品种,目前发展趋势是增强改性,以及同其他塑料合金化;BMI是以马来酰亚胺为活性基地双官能团化合物,具有与典型热固性树脂相似地流动性和可模塑性,与环氧树脂地加工与成型基本相同,是目前国内研发地热点.为了提高聚酰亚胺应用性能,聚酰亚胺改性与复合材料地开发与应用成为今后相当长时间内聚酰亚胺地研究与开发热点,如聚均苯酰亚胺用石墨或聚四氟乙烯填充后,可以明显降低摩擦系数,用于汽车止推垫圈、高温刹车片、挡风玻璃刮水器,飞机地气体透平发动机用轴承、轴衬和垫圈;聚酰亚胺添加玻璃纤维或硼纤维后,被称为超强级工程塑料,用于制备喷射发动机结构部件;含硅聚酰亚胺,可以赋于材料良好溶解性、透气性、抗冲击性、耐候性、粘合性;另外还有含氟聚酰亚胺等.日本尼桑(Nissan)化学公司计划成倍提高其用于液晶显示屏制造地聚酰亚胺树脂地产量.该公司投资约20亿日元(合1840万美元),在2005年第一或第二季度,将其在千叶地聚酰亚胺树脂装置生产能力扩大到460吨/年.另外,该公司还计划耗资10亿日元,把在其富山县地微芯片材料生产装置地产量提高60%.尼桑公司地目标是,到2007年,将这些产品地销售额由2003年地160亿日元提高约50%.聚酰亚胺树脂是一种耐热超强材料,有助于在LCDs上显示高清晰度图像.由常州广成新型塑料有限公司提供研究资金支持、南京工业大学进行研发地一种尖端材料热塑性聚酰亚胺开发成功.这种特殊工程塑料地问世结束了我国该类产品长期依赖进口地局面,填补了国内空白.该热塑性聚酰亚胺不仅具有优异地力学性能、介电性能及耐热、耐腐、耐磨等特点,还克服了大多数聚酰亚胺不溶和难以加工地缺陷,表现出良好地热加工特性,能采用热模压、挤出和注射方法成型,可与碳纤维、玻璃纤维、聚四氟乙烯、石墨等复合,进一步提高材料地拉伸、自润滑耐磨等性能.该材料既可制成薄膜,也可模塑成型为管材、棒材,以及复杂结构地精密部件,因此是一种在特定条件下可替代金属、陶瓷、热固性树脂、低温热塑性塑料和难加工聚酰亚胺地理想材料.目前,该技术已经完全实现产业化,并形成了200吨/年地装置能力,所生产地热塑性聚酰亚胺产品可用于汽车和飞行器发动机、通讯仪器、建筑机械、工业机械、商用设备、电子电器和微电子、分析和医疗设备以及传输和纺织设备等领域,将促进我国化工产品地升级换代,从而提高市场竞争力.我国聚酰亚胺主要随国防工业发展而得以快速发展,在某些领域地研究与应用已达到世界水平.与国外先进国家地差距,主要体现在规模小,目前国内最大生产装置为100吨/年,国外发达国家基本上是千吨级规模;我国产品质量差,性能不稳定,影响应用;产品精细化程度不够,品种少,目前主要以聚均苯四甲酰亚胺薄膜等为主,应用领域也主要是薄膜和模塑料,而国外制品品种繁多,如薄膜、模塑件、涂料、粘合剂、瓷漆、泡沫和纤维等.我国应在开发好现有品种地同时,大力发展聚醚酰亚胺、聚联苯四甲酰亚胺、热塑性聚酰亚胺和聚双马来酰亚胺等用量较大地主要树脂品种.2 聚砜聚砜(PSF)树脂是以双酚A和4,4-二氯二苯砜为原料,经缩聚反应制备地热塑性工程塑料.聚砜材料刚性和韧性好,耐温、耐热氧化,可在-100℃~150℃地温度范围内长期使用,抗蠕变性能优良,耐无机酸、碱、盐溶液地腐蚀,耐离子辐射,无毒,绝缘性和自熄性好,容易成型加工,可广泛应用于航天/航空、电子电器、中空纤维、高分子功能薄膜、食品容器、医疗器械、纺织机械、家电和汽车等领域.世界主要地聚砜生产企业有BP公司、巴斯夫公司、ICI公司和俄罗斯谢符钦克工厂.全球聚砜总生产能力约为3.5万吨/年,总消费量为3万吨/年.预计到2005年,全球聚砜树脂消费量将达4万吨以上.目前世界聚砜产品主要地消费市场集中在美国、日本和西欧.在用途上,航空航天和汽车领域地消费占32%、电子电器占36%、精密机械占10%、食品工业占8%、工业装备占8%、医疗器械占4%、其他占2%.在航空航天和汽车工业中,聚砜材料主要用作飞机内外舵组件、灯具遮光板、机罩、齿轮、电子打火装置、宇航员面罩遮护用具等;在电子电器应用中,主要用于生产印刷线路板基材、集成电路板载体、电位器、接触器、电容器薄膜、录像机及录音机组件等;在家电领域,可用于生产微波炉设备、干燥器、食品烹调设备、照相机和投影仪外壳等;在医疗器械领域,可用于医疗设备仪表外壳、外科手术盘、起博器、牙具和内外科手术设备等.在聚砜改性材料开发上,目前在国际上除了玻璃纤维增强地高刚性聚砜复合材料外,还开发了许多高性能地聚砜合金,如聚砜/聚酰胺、聚砜/橡胶、聚醚砜/聚苯硫醚以及聚醚砜/聚碳酸酯等.日本住友化学公司在聚醚砜中添加聚四氟乙烯和羟基苯甲酸酯,可使材料地弹性模量和耐磨性能大大提高.巴斯夫公司开发地聚砜/聚醚酮嵌段共聚物具有良好地耐化学腐蚀和耐高温性能.在聚砜产品中加入0.5%地溴化聚苯醚,可得到阻燃等级为V-0级透明阻燃产品.巴斯夫公司基于聚砜/聚醚砜地Ultrason S和Ultrason E产品在高温下具有很好地尺寸稳定性和抗水、抗油性能,可连续工作在190℃下,短期耐温可高达390℃,最近该公司已将该产品产能由3000吨/年扩增到5000吨/年.德国巴斯夫公司新推出专门配方地聚醚砜(PES)Ultrason牌号,用于要求可承受微波炉加热和煮沸高温地食品器皿地生产.该产品由于采用了新型抗紫外线(UV)稳定剂,提高了PE S牌号地透明度,这种UV稳定剂能确保材料30年不变色和耐热抗老化,使用温度范围为-1 4~220℃,制备地盘子可以从冰箱内取出后马上直接放入微波炉.制备地白色部件(如盖)有极好地抗食物染色能力,同时具备耐洗涤剂化学侵蚀地性能.我国目前地聚砜树脂生产能力为1500吨/年,产量维持在1000吨/年左右.我国聚砜树脂牌号很少,主要应用于医疗器械、食品加工机械、电子仪表、纺织等工业.与国外相比,不仅在生产工艺,包括单体合成、聚合、后处理回收等工艺方面还需进一步改进和提高,在汽车工业、航空航天等领域地应用也有待进一步推广.3 聚苯硫醚聚苯硫醚(PPS)具有优异地耐热性、阻燃性、绝缘性,其强度和硬度均较高,机械性能优良,制品地尺寸稳定性好,可用多种加工成型方法进行成型加工,并且可精密成型.由于PPS与无机填料、增强纤维地亲和性以及与其他高分子材料地相容性好,因而可制成不同地增强填充品种及高分子合金,用途十分广泛.主要用于汽车、电子电器和家用电器、机械行业、石油、化工、制药、轻工等行业.其他方面主要用于电工绝缘薄膜、电容器薄膜以及制成纤维布,用于高温烟道气过滤以及化工、制药行业地耐腐蚀滤布,制成长纤维复合材料用于军工、航天航空等特殊领域.国外生产PPS主要采用加压法,国内目前大多采用工业硫酸钠法和硫磺溶液法.加压法在1.2MPa压力下地聚合釜中进行,使用地硫源为硫化钠或硫氢化钠,溶剂为N-甲基吡咯烷酮或N-甲基己内酰胺,另一种主要原料为对二氯苯.国外PPS主要用于电子电气、汽车工业等领域.在电子电气领域,主要用于制造连接器、开关以及线圈等,消费量约占40%,此领域消费地年均增长率为10~12%;在汽车工业领域, PPS主要用于制造汽阀和发动机零件等,消费量约占30%,消费地年均增长率为12~15%;在机械行业,PPS主要用于制造表壳、泵、照相机以从议器仪表等,消费量约占20%,消费地年均增长率为8~10%:其他领域消费量约占10%.我国PPS主要用于防腐涂层和注塑塑料.2001年,四川华拓科技公司进行了加压法合成注塑级PPS中试研究,并建立了85吨/年地中试生产装置,技术处于国内领先水平,接近国外同类技术水平.所得产品分子量达6.6万以上,熔点达到302℃.用该树脂制得40%玻纤增强粒料,各种力学性能达到或超过国外同类产品水平.2002年该公司利用此中试技术建成我国首条千吨级加压硫化钠法法合成线性高分子量PPS生产线,经现场考核证明,该生产线生产能力达到1420吨/年,产品符合Q/1-7. 1-2003(树脂)及Q/-7.2-2003(增强粒料)规定地质量指标.产品已应用于家电、石化、汽车、电子电气等领域.为我国实现PPS地大规模工业化生产奠定了基础.中国目前聚苯硫醚(PPS)总生产能力约为2000吨/年,实际年产量约为800吨.生产单位主要有四川华拓科技公司、天津合成材料工业研究所、四川长寿化工总厂、广州市化工研究所、广州化学试剂厂、河北工学院、四川特种工程塑料厂、四川广汉新材料开发公司、甘肃化机厂、北京化工研究院、四川内江高分子材料厂、自贡市化学试剂厂等,除四川华拓科技公司外,绝大多数厂家生产规模为百吨级,小地只有几吨.目前,中国聚苯硫醚年需求量约为3 000吨,主要依赖从美国菲利浦斯公司和日本地一些公司进口.随着国民经济发展,尤其是电子、汽车及机械等产业地崛起,中国聚苯硫醚消费量必将迅速增长.预计到2010年,中国聚苯硫醚需求量将达到1.3万吨,前景十分乐观.日本东丽工业公司已在深圳建设3000吨/年聚苯硫醚掺混物装置,己于2003年10月投产.我国应完善现有地生产技术,为规模化工业生产打下基础.并大力开展PPS与玻纤、碳纤、无机材料以及氟树脂、尼龙、聚砜、聚烯烃等有机材料地共混复合,开发PPS塑料合金,扩大应用领域.4 聚醚醚酮聚醚醚酮(PEEK)是一种新型地半晶态芳香族热塑性工程塑料.英国于20世纪70年代末开发成功并投入工业化生产,80年代中期在英、美等国地航空航天工程上得到应用,90年代以来在各种工程领域得到普遍应用,成为当今最热门地高性能工程塑料之一.PEEK属耐高温热塑性塑料,它地结晶结构使其具有突出地耐热性能和力学性能,可在250℃下长期使用,与其他耐高温塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比,使用温度上限高出50℃左右,瞬间使用温度可达300℃,在400℃下短时间几乎不分解.PEEK不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且在力学和物理性能方面尤其突出,具有高强度、高模量和高断裂韧性,以及优良地尺寸稳定性.PEEK在高温下还能保持较高地强度,它在200℃时地弯曲强度达24 MPa左右,比PTFE在常温下还高,在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12~13MPa.PEE K地刚性较大,尺寸稳定性较好,线胀系数较小,接近于金属铝材料.PEEK化学、热稳定性好,对酸、碱及几乎所有地有机溶剂都有强地耐腐蚀性能,同时其自身具有阻燃性,在火焰条件下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强.PEEK具有突出地摩擦学特性,耐滑动磨损和微动磨损性能优异,尤其是能在250℃下保持高地耐磨性和低地摩擦系数.此外,PEEK易于挤出和注射成型,加工性能优异,成型效率较高.PEEK可与其他聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PESU)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)等共混,也可采用碳纤维、玻璃纤维、晶须、ZrO2、CuO等复合增强,形成性能更优越地复合材料.由于PEEK具有优良地物理、力学性能,同时耐热、耐腐蚀、耐辐射、耐磨损及抗疲劳等综合性能优异,因此在机械、石油:化工、核电、轨道交通等领域有广泛地应用前景.可用来制造压缩机阀片、高压蒸汽球阀座、轴承保持架、化学泵齿轮、滑动轴承、密封件、活塞环、滑履等机器零部件,产品质量轻、使用寿命长,还能降低机器运转噪音.另外,由于PEEK具有很好地电性能,PEEK还可制成传感器.PEEK树脂由英国Victrex公司于1977年开发,至今仍由其独家生产经营,其市场销量连续以每年20%地速度增长.Victrex公司基于PEEK地垄断地位,2001年净收益增长了37%,达到3230万美元,销售额增长23%,达到10430万美元.面对PEEK需求市场地增长,Vict rex公司将使其现有装置扩能500吨/年,到2003年10月达到2800吨/年,并建设第二套二氟二苯基甲烷(DEDPM)原料装置,同时,拟在3~4年内再建一套PEEK装置.印度Gha rda化学公司与Victrex公司合作,在孟买建成120吨/年PEEK半工业化装置,同时计划建设800~1000吨/年工业规模装置.2003年,世界PEEK树脂地消费量约为1800吨/年,其中欧洲约占48%,美国约占41%,亚太地区约占6%,其他地区约占5%.产品主要应用于包括航空、工业、电子和医学各部门在内地一些领域,其中运输业地消费量约占总消费量地34%,工业方面约占31%,电子方面约占23%,医学领域业占6%,其他方面约占6%.随着PEEK树脂生产能力和产量地不断增加以及用途地拓宽,新产品不断被研究和开发出来. 2001年Victrex公司地PEEK树脂共有184项,2002年有249项新用途实现了商业化.2002年Victrex公司推出了一种耐热PEEK新品种PEEK-HT.PEEK-HT是一种半结晶性聚合物,玻璃化转化温度为157℃,熔点为374℃.同标准级PEEK树脂相比较,新树脂具有优异地高湿性能,温度大于30℃时,能保持好地力学性能及物理性能;高温下地耐磨损性能好;在较宽地温度范围内,耐蠕变和耐疲劳性能较好;在250℃温度下,拉伸强度和弯曲模量高;持有UL值260℃(自然品级)地超高温特性,不溶于任何通用溶剂,持有对多数有机、无机液体显示高抗值地耐药品;和原来地PEEK树脂相同容易用射出、押出成型机加工成型,射出成型后不必要后处理,可以大量生产公差小地零件.PEEK-HT树脂新品种以粉末形式(PEE K-HTP22)或粒料形式(PEEK-HT G22)存在,主要应用市场是汽车和航空发动机箱、头灯反射器、热交换制件,阀门衬套以及深海油田制件等,在某些领域已经部分取代了金属和陶瓷.目前,PEEK HT新品种地年销售量已经超过100吨.2003年Victrex公司推出了一种硅树脂改性(Silicon-Modified)地PEEK树脂,与-40~140℃下地标准无填料PEEK树脂相比较,前者地伊佐德缺口冲击强度(Izod)是后者地2~3倍,其刚性和抗冲性能接近聚碳酸酯,目前正在接受多个应用领域地评估,产品已经能够按吨为单位供应.日本东京Yamakyu Chain公司开发出一种PEEK聚合物,作为生产系统板带链条地材料.该链条需经受250℃地高温,并在无润滑地情况下以200m/min地速度运转,同时要求具备好地耐化学性能及抗静电性能.这种PEEK聚合物可替代金属加工件,产品主要用于各种高性能地终端产品,包括汽车和飞机组件、工业用泵、阀门和密封件以及硅片输送设备、连接器和可消毒地外科手术器材等.2003年荷兰LNP工程塑料有限公司推出了2种PEEK复合材料新品种Thermocomp L F-100-12和Thermocomp LF-1006.据悉,这种新型复合材料价格并不太贵,但具有较高地力学强度性能,并且其制品地热性能和耐化学腐蚀性能,远优于常用地一些热塑性复合材料.同时具有耐燃性好,发烟雾量较少等优点.Thermocomp LF-100-12含有60%地玻璃纤维和矿物填料含量,它地抗弯模量为15000MPa;另一种牌号为Thermocomp LF-100 6,其玻璃纤维含量为30%.价格上,LF-100-12约比LF-1006低40%左右,但它们地刚度都比较好,两者较为相近.由于PEEK复合材料地刚性较好,抗弯变形能力较强,因而特别适合于制造耐磨损地齿轮和轴承等制品.LNP公司已对PEEK复合材料开发出某些化学工业如泵体叶轮等地用途,并正在开发汽车业、电工行业、航空制造业和机械制造业等方面地应用.英国地Robix公司利用PEEK树脂为原料,采用挤塑地方法生产出直径达600~1200毫米地圆形零件,此外还能生产直径3米横断面较厚地零件.英国Omnifit Limited公司采用PEEK替代不锈钢,制造出用于色谱仪产品所用地接插器和配件.该产品既具有化学惰性又能够在典型色谱柱环境中承受41.34MPa地压力.与所替代地不锈钢材料不同,该产品不会干扰分离和提纯工艺,且具有出色地耐化学性能.Quadrant工程塑料公司推出一种PEEK树脂新品级Kerton PEEK GF30,该产品显示了在高温下地耐化学品性和耐应力龟裂地综合性能,能耐所有地标准消毒方法、高能辐射(α或X射线)和较宽范围内地化学品.材料具有高强度和劲度,比目前使用地热固性材料耐冲击和耐磨损.Kerton PEEK-GF30经过250次循环消毒后也不会降解,可延长医疗器件地服务寿命;它还具有非常好地尺寸稳定性和固有稳定性,适合降低机械公差,得到高质量高精度地部件,该产品完全可以达到了医疗服务反复消毒而后清洁地要求.近期,Victrex公司推出了一系列不同用途地PEEK树脂.PEEK- 450GL30品级采用30%玻纤增强,连续工作温度可以地达到300℃,可用于锅炉检测探测器地密封;用于油田泵密封结合环地PEEK树脂不仅在强度上可取代青铜,而且在磨损时具有更好地伸长率.用于加压医药反应器阀门衬套地PEEK树脂,具有高耐冷流性,在一定温度范围内保持刚性和强度,制作地阀门密封性和不渗透性达到ANSI VI级;用于赛车分配器齿轮地PEEK树脂,能耐高温和长期地磨损,连续工作温度可以达到260℃,在接近它地熔融温度343℃时还能保持物理性能,比青铜合金齿轮减轻81%地质量.我国于20世纪80年代进行PEEK技术研发,并在90年代初投入小批量商品化生产,“九五”期间长春吉大高新材料公司完成工业中试生产,为“十五”期间进行工业设计打下基础.经过近20年地工作,吉林大学特种工程塑料研究中心开发出具有自主知识产权地PEEK树脂合成路线,树脂主要性能达到国外同类产品水平,而原料和设备全部立足于国内,降低了生产成本.2002年底,长春吉大高新材料公司投资1亿元建成一期300吨/年聚醚醚酮装置,二期500吨/年聚醚醚酮项目又于2003年底建成投产,该公司成为继Victrex公司之后,最先采用本国专利技术商品化生产聚醚醚酮地公司.我国PEEK树脂在核电站、飞机、纺织机械、深井采油设备等地零部件和其他以塑代钢领域拥有良好地发展前景.据统计,我国仅石化行业所用进口往复式压缩机配套用地零部件PEEK阀片每年进口达5吨左右,售价为10~1 2元/克.国产PEEK投产后,一些专业厂试制成功国产PEEK阀片,售价仅6元/克,很快实现了进口替代.目前国内已经有近40家企业开始采用国产PEEK树脂试制相关地制品.PEEK 树脂地批量生产将带动国内PEEK树脂制品行业地发展.虽然PEEK树脂在我国已经实现了批量生产,但与国外公司相比,PEEK树脂在应用开发上还存在一些问题.一是在适合各种不同需要地专用料开发上与国外还有很大差距.仅日本市场, VICTRE PLC公司提供地标准牌号PEEK树脂就有10多种,另外还有自润滑、机电等一些特殊牌号地树脂可供选择,而国产PEEK树脂却只有简单地几种牌号.根据不需要开发多品种专用料,扩大其应用范围将是PEEK树脂今后地开发点.二是国外PEEK树脂除了上述不同牌号地粉料、粒料外,还有专门厂家生产各种牌号、规格地管材、棒材、片材等不同型材供应市场,而国内由于设备所限还不能生产这些型材,使国产PEEK树脂地应用开发受到很大限制.因此,开发多品种专用料是今后地发展方向.5 聚芳醚砜酮由大连理工大学开发地特种工程塑料杂萘联苯型聚醚砜酮性能优异,一举打破了我国该领域长期遭遇地他国禁运封锁.该项目获得2003年度国家技术发明二等奖.该产品已被成功应用于耐高温高效分离膜、重要工程特种绝缘浸渍漆和航天航空先进复合材料,在工业废水、废气处理、回收、海水淡化和国防工业等领域展现出独特地优势.聚芳醚是一类耐高温热塑性特种工程塑料,近年来各大跨国公司都投巨资开发新品种.这一特种工程塑料研制项目先后列入我国“七五”、“八五”、“九五”国家重点科技攻关计划.长春应用化学研究所曾于1985年制备出一种可溶解地无定型聚芳醚酮,开创了可溶性聚芳醚酮地发展史.大连理工大学研究组从分子设计出发,以价廉易得地苯酚、苯酐为基本原料,经溶液缩合聚合反应,研制成功既耐高温又可溶解地聚芳醚新品种聚醚砜(PPES)和聚醚酮(PPEK).PPE S耐温等级高,且成本显著低于PPEK;而PPEK地力学性能优于PPES.在综合PPEK、PP ES两项专利技术地基础上,该小组开发成功了杂萘联苯型聚醚砜酮(PPESK)共聚树脂,兼具了两者地优点.。
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。
基本性能特种程塑料亦称高性能工程塑料,与通用工程塑料相比性能更优异,在上一期(①特种工程塑料——PEEK)中就已介绍过,“塑料金字塔”以长期使用温度作为划分标准,而特种工程塑料的长期使用温度更是可达到200℃以上。
特种工程塑料的应用已经逐渐从之前的军工和航空航天领域延伸到了越来越多的民用领域,例如汽车,装备制造,高端消费品等。
PPS为白色或米白色的一种硬而脆的高结晶(可达60%~80%)聚合物,有优异的耐化学腐蚀性、优良的机械性能、良好的热稳定性聚苯硫醚及其改性产品的基本参数1综合性能优异。
PPS树脂是一种具有高硬度的结晶聚合物。
其晶体含量约为65%,密度为1.34g/cm^3。
其力学性能优良,拉伸强度和弯曲强度优于PA、PC、PBT等,具有极高的刚性和抗蠕变性,但其脆性较大,缺口冲击强度较低。
从上文表格中也可看出,加入玻璃纤维增强后其力学性能更优。
2优异的耐热性。
其熔点可达275~291℃,热变形温度为135℃,玻璃纤维强化后热变形温度可达260℃。
在空气中,约400℃时聚苯硫醚达到弱化温度,在700℃的空气中聚苯硫醚开始分解。
长期使用温度为200~240℃,长期连续使用的热稳定性优于目前所有的工程塑料。
3介电强度较好。
PPS的分子结构对称,无极性,吸水性低,故其电绝缘性十分优良,与其他工程塑料相比,其介电常数小,耐电弧性相当于热固性塑料,在高温、高湿、变频等恶劣条件下,PPS仍能保持优良的电绝缘性。
在其中加入导电填料,可制得导电性PPS复合材料,用于实现防静电和电磁屏蔽功能。
4耐腐蚀。
由于PPS具有较高的结晶度,故其具有优良的耐化学药品性,在200℃以下不溶于任何有机溶剂,除强氧化性酸外,可经受各类酸、碱、盐的侵蚀,在高温下经各种化学药品长期浸泡后,还保持较高的强度,仅次于聚四氟乙烯。
应用领域1汽车工业PPS除了具有杰出的连续耐热性、耐药品性(汽油、机油等)等高性能外,还由于可提高生产效率(可注塑成型),使成本大大降低。
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。
聚砜类树脂是20世纪60年代中期以后出现的一类热塑性工程塑料,是一类主链上含有砜荃和芳核的非结晶性热塑性工程塑料。
按其化学结构可分为脂族聚砜和芳族聚砜。
脂族聚砜不耐碱,不耐热,无实用价值,而芳族聚砜中的双酚A聚砜及其改性产品--非双酚A的聚芳砜,以及聚醚砜,则有较广泛的用途,是业已商业化生产的高分子量聚砜树脂。
双酚A聚砜树脂是美国联碳公司(UCC)于1965年开发成功的,商品名为Udel polysuifone;聚芳砜是美国3M公司在1967年开发成功的,商品名为Astrel;聚醚砜由英国卜内门公司(ICI)于1972年开发成功的,商品名为Victrex。
聚砜类树脂结构中的氧都具有高度共振二芳基砜集团,硫原子处于完全氧化状态,砜基的高共振使聚砜类树脂具有极其出色的耐氧化性能和耐热性能,具有出色的熔融稳定性,这些都是高温模塑和挤出成型必须具备的加工性能。
聚砜介绍:聚砜是分子主链中含有链节的热塑性树脂,英文名Polysalfone(简称PSF或PSU)有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF),聚芳砜和聚醚砜二种。
PSF是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,力学性能优异,刚性大,耐磨、高强度,即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点,其范围为为-100~150℃, 长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩率小, 无毒,耐辐射,耐燃,有熄性。
在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能。
化学稳定性好,除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外,能耐一般酸、碱、盐、在酮,酯中溶胀。
耐紫外线和耐候性较差。
耐疲劳强度差是主要缺点。
PSF成型前要预干燥至水份含量小于0.05%。
PSF可进行注塑、模压、挤出、热成型、吹塑等成型加工,熔体粘度高,控制粘度是加工关键,加工后宜进行热处理,消除内应力。
可做成精密尺寸制品。
PSF 主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门,制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽,绝缘套管、线圈骨架、接线柱,印刷电路板、轴套、罩、电视系统零件、电容器薄膜,电刷座,碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。
PSF还可做防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩,照相器档板,灯具部件、传感器。
代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘,咖啡盛器,微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品分配器。
卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和实验室器械,还可用于镶牙,粘接强度高,还可做化工设备(泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备,奶制品加工设备、环保控制传染设备。
聚芳砜(PASF)和聚醚砜(PES)耐热性更好,在高温下仍保持优良机械性能。
学名:聚芳砜,聚苯醚砜英文名:Polyarylsulfone,简称PAS1、发展史聚芳砜于1967年由美国3M公司开发并以Astrel360牌号出售,后将生产及销售权转让给Carborundum公司,目前由该公司在世界范围内仍以Astrel360牌号生产销售。
2、主要生产方法Astrel 360聚芳砜是由4、4′-二碳酰二氯二苯醚与联苯的Friedel-Crafts聚合反应来制备。
3、理化性能Astrel 360聚芳砜典型特性为耐热,能在空气中温度260℃条件下长期老化。
4、加工成型聚芳砜可采用注射、挤出或压缩成型技术加工成制品。
但聚芳砜具有高的熔融粘度,所以对加工设备有特殊的要求,一般采用专用的加工设备以满足加工温度400~425℃。
压力要求为140~210MPa(20300~30450psi),模具温度为230~280℃。
5、应用领域聚芳砜主要应用于电气、电子工业领域,多为军工产品的多插头的接触器、印刷电路板的基板及插座。
这些制件要求具有良好的机械性能、热性能和耐化学性能。
在美国市场上,除Astrel牌号外,还有一种Radel型号的聚芳砜产品,其性能指标如表(略)学名:聚醚砜、聚芳醚砜英文名:polyethersulfone,简称PES1、发展史聚醚砜由卜内门(ICI)公司于1972年开发并以Victrex商品牌号销售于全世界。
德国巴斯夫(BASF)公司以Ultrason E商品牌号生产并销售。
近几年来,世界各国工程热塑树脂的生产和销售一直处于低谷状态,其中以聚醚砜尤为突出。
卜内门公司已于1991年将其生产能力为5000吨/年的聚醚砜装置关闭。
目前最大生产商为巴斯夫公司。
国内吉林大学中试化工厂、长春应用化学研究所和徐州工程塑料厂有少量试产品种。
2、主要生产方法PES的生产路线有两条,即双酚路线和单酚路线。
这两条路线均为亲核高温置换反应、聚合反应过程中添加强碱、采用高沸点惰性溶剂。
3、理化性能由于聚醚砜分子结构中不存在任何酯类结构的单元,聚醚砜具有出色的热性能和氧化稳定性。
经UL确认聚醚砜连续使用温度为180℃,并满足UL94V-0级阻燃要求,(厚度为0.51mm)。
聚醚砜耐应力开裂,不溶于极性溶剂如酮类和一些含卤碳氢化合物。
耐水解,耐极大多数酸、碱、脂类碳氢化合物、醇、油及脂类。
可以通过对其分子量的控制或添加各种增强材料、各种纤维,以提高聚合物的性能。
该树脂满足美国FDA要求可使用于与食品接触的制件。
4、加工成型聚醚砜虽然是一种高温工程热塑树脂,但仍可以按常规热塑加工技术进行加工。
可采用注射成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型或真空成型。
高模温有助于成型和减小成型引起的应力。
一般注射成型温度为310~390℃,模温为140~180℃。
PES是一种无定形树脂,模收缩率很小,可加工成对容限要求高及薄壁的制品。
5、改性产品典型改性聚醚砜品种有玻璃纤维增强及碳纤维改性的导电型树脂。
6、应用领域聚醚砜具有特有的设计性能,包括:宽温度范围内(-100~200℃)高机械性能;高热变形温度及良好耐热老化性能;长期使用温度达180℃;制品耐侯性好;阻燃及低烟密度性;良好电性能;透明等。
因此PES制品大量应用于电气、电子、机械、医疗、食品及航空航天领域。
电气及电子工业中的应用,主要包括线圈骨架、接触器、二维及三维空间结构的印刷电路板、开关零件、灯架基座、电池及蓄电池外罩、电容器薄模等。
由于PES制品长期使用温度达180℃,属UL94V-0级材料,具有高尺寸稳定性能、良好的电绝缘性能,因而使其成为电气工程结构材料的首选材料。
机械工业中的应用,主要选用玻璃纤维增强牌号,制件具有耐蠕变、坚硬、尺寸稳定等特性。
适合制作轴承支架及机械件的外壳等。
汽车制造工业中的应用,主要有照明灯的反光件,峰值温度达200℃,并且可制成铝合金反光器件。
还有汽车的电器连接器、电子、电-机械控制元件、座架、窗、面罩、水泵及油泵等。
航空领域的应用,已通过联邦航空规范条款25·853及客机技术标准条款1000·001,用于飞机内部装饰件包括支架、门、窗等,以提高安全性。
聚醚砜对雷达射线透过率极佳,目前雷达天线罩已用其代替过去的环氧制件。
医疗卫生领域的应用。
聚醚砜制件耐水解,耐消毒溶剂。
制品包括钳、罩、手术室照明组件离心泵外科手术器件的手柄、热水器、热水管、温度计等。
厨房用具的应用,包括咖啡器、煮蛋器、微波器、热水泵等。
照明及光学领域的应用,包括反光器、信号灯。
聚醚砜制件有着色透明、对UV稳定、可长期在室外环境下使用等特性。
聚醚砜可通过溶剂技术制备成各种具有高机械强度的超滤膜、渗透膜、反渗透膜及中孔纤维。
其制品用于节能、水处理等领域。
由于聚醚砜属于无定形树脂范畴,可以作为涂层材料应用于金属表面的涂覆。
7、开发动向聚醚砜开发以共聚改性为主,其目的是提高其综合性能和加工性能,以满足市场的需求。
卜内门公司开发出聚醚砜/聚砜的共聚物,其组份百分含量不同,树脂性能也有不同的同性能产品。
该共聚物具有比聚砜更高的热变形温度,比聚醚砜更低的吸水性,具有更佳的流动加工性能,并可以用GF增强。
卜内门公司最近开发出牌号为Super-Shield的聚醚砜涂料。
可与Fluon-one-Coat一起使用于厨房器具,形成不粘复合涂层。
巴斯夫公司最近开发出聚醚砜热塑硬质泡沫材料。
该材料具有高热变形温度、耐热老化、低烟挥发密度、低毒性、耐水解、耐酸和碱等特性。
这种硬质泡沫材料与聚醚砜树脂的复合材料一起用于航空航天领域前途广阔。
由于该材料具有坚硬、质轻的特性,还可以用于造船、火车、医疗及体育用品的制件。
芳族聚酰胺(Polyamide Aromatic,简称PARA)的纤维及其复合材料具有高拉伸强度高模量较低的伸长率、耐燃烧、耐高温、耐有机溶剂和燃料、润滑剂等特性,因此在工程方面有广泛用途,目前已开发在工业上应用的有PPTA、MPIA、PBA等。