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1、五大工程塑料,工程塑料简介,工程塑料一般是指可以作为结构材料承受机械应力，能在较宽的温度范围和较为苛刻的化学及物理环境中使用的塑料材料。工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料通常是指已大规模工业化生产的、应用范围较广的5种塑料，即：聚酰胺（尼龙，PA）聚碳酸酯（聚碳，PC）聚甲醛（POM）聚酯（主要是PBT，PET）聚苯醚（PPO，或变性PPE）。,特种工程塑料则是指性能更加优异独特，但目前大部分尚未大规模工业化生产或生产规模较小、用途相对较窄的一些塑料。如：聚苯硫醚（PPS）聚酰亚胺（PI）聚砜（PSF）聚醚酮（PEK）液晶聚合物（LCP）等。,工程塑料性能优良，可替代
2、金属作结构材料，因而被广泛用于电子电气、交通运输、机械设备及日常生活用品等领域，在国民经济中的地位日益显著。,一、工程塑料之PA简介,聚酰胺(PA)俗称尼龙综合性能PA具有良好的机械性能、耐热性、耐磨损性耐化学性、阻燃性和自润滑性，容易加工、摩擦系数低，特别适宜于玻璃纤维和其他材料填充增强改性等。PA密度小、抗拉强度高、冲击韧性优异，耐磨、自润滑性好，但易吸水变形；其具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之加工简便且效率高、比重轻（只有金属的1/7）、可以加工成各种制品来代替金属。,应用领域由于其具有优异的性能，因此在世界各国，PA的生产能力与产量都占工程塑料的第一位。广泛应用于汽车、电子电器
3、、包装、机械、日用消费品等众多领域。 聚酰胺在汽车工业的消费比例最大，大约每辆汽车消耗尼龙制品达3.64千克，其次是电子电气。其在汽车及交通运输业主要用于生产汽车零部件，其典型制品有风扇叶片、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀、空气滤清器等。 在电子电器方面主要用于录音机、录像机、摄像机、DVD、OA设备的机芯/骨架/支撑件等家用电器及小家电等，以及制造机床电器、泵叶轮、阀座、衬套、轴承齿轮、传动轮以及电缆架、电缆护套，变压器骨架、固定夹、保险盒、空气开关、接插件、各种线圈骨架、各种电动工具外壳和内部构件等。,发展现状 PA作为工程塑料使用已有近50年的历史了，其发展历程大致可以分为两个
4、主要阶段，一是20世纪70年代以前，以开发新品种为主，开发的品种主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、芳香酰胺等；70年代至今，以改性为主，同时也开发出一些新的小品种，如PA46、PA6T、PA9T、MXD-6等。在世界范围内PA的需求量一直居工程塑料之首，由于多种改性PA的开发与应用，使得PA工业一直充满勃勃生机，生产与消费快速稳步增加，2001年世界PA的生产能力约为220万t/a，其中美国占31%，欧洲占45%，亚洲占24%，产量约为196万t。品种以PA6、PA66为主，二者约占PA工程塑料总量的90%左右，世界范围内PA6与PA66的比例约
5、为3：2。,由于各国或地区PA的发展历程不同，PA6与PA66比例也有所区别，在欧洲PA6与PA66比为5：4,美国PA6与PA66之比为4：6，而日本则以PA6为主，约占总产量的60%以上。PA生产与消费主要集中在西方发达国家与地区，主要生产厂家与生产能力为，杜邦公司，生产能力50万t/a；巴斯夫公司25.5万t/a；罗地亚公司，21万t/a；GE/霍尼维尔公司，20万t/a；Allied Signal公司，15万t/a；陶氏化学公司，13万t/a；UBE公司，8万t/a；DSM公司，7.5万t/a；拜耳公司，6.5万t/a等，另外日本有众多生产公司如东丽公司、旭化成公司等。,目前PA工业生
6、产呈现出以下几大特点，一是工程塑料与许多石油化工产品，全球范围不断进行兼并、重组，向集中化、规模化、专业化、高技术含量化方向发展；二是尽管近年来全球市场对PA的需求增加速度放缓，但是许多主要生产商仍在追加投资，以占领更多的市场，尤其是快速发展的亚洲市场；三是PA的生产主要集中在杜邦、巴斯夫、GE塑料、罗地亚、陶氏化学等几家大公司，这几大公司生产能力占据全球总生产能力的近70%，这些公司将主宰和左右世界PA工业的命运与发展前途。,国内需求及发展近年来我国改性PA发展很快，但整体生产水平低，产量少，高附加值、功能化、专用化PA品种少，难以满足市场需求，每年需大量进口。我国目前生产的主要品种有PA6
7、、PA66、PA1010、PA1110、PA1111等。中国神马集团是我国PA产业的龙头企业，其投资15亿元的20万t/a尼龙66成套项目于2005年12月开工建设，项目建成后该公司尼龙66盐的产能扩大到30万t/a，生产规模升至世界第四位。目前上海杰事杰、温州俊尔及山东兖州矿务局正在开发新型耐高温PA和长碳链PA，以替代进口。,聚己内酰胺（PA6）分子式： NH（CH2）5COn 介绍：聚己内酰胺（PA6）又称聚酰胺6、尼龙6。 PA6为乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物，可自由着色， 韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温，耐细菌、能慢燃，离火慢熄，有滴落、起泡现象，成型加工性
8、极好：可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。 PA6是吸水率最高的PA，尺寸稳定性差，并影响电性能（击穿电压）。 PA6最高使用温度可达180,加抗冲改性剂后会降至160，用15%-50%玻纤增强，可提高至199，无机填充PA能提高其热变形温度。,聚己二酰己二胺（PA66） 分子式：NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn 介绍：聚己二酰己二胺又称聚酰胺 66（PA66）或尼龙 66， 由己二酸和己二胺通过缩聚反应制得。 尼龙66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物， 受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光，机械强度较高，耐应力开裂性好，是耐磨性最好的PA， 自润滑性优良，仅次于聚
9、四氟乙烯和聚甲醛，耐热性也较好，属自熄性材料， 化学稳定性好，尤其耐油性极佳，但易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，加碳黑可提高耐候性； 吸水性大，因而尺寸稳定性差，成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、 机械加工、焊接、粘接。,聚癸二酰己二胺 分子式： NH(CH2)6NHCO(CH2)8COn 介绍：聚癸二酰己二胺（PA610）又称聚酰胺610或尼龙610，PA610是半透明、乳白色结晶型热塑性聚合物，性能介于PA6和PA66之间，但相对密度小，具有较好的机械强度和韧性；吸水性小，因而尺寸稳定性好；耐强碱，比PA6和PA66更耐弱酸，耐有机溶剂，但也溶于酚类和甲酸中；属自熄性材料。
10、,聚十一内酰胺（PA11） 分子式：NH(CH2)10COn 介绍：聚十一内酰胺（PA11）又称尼龙11，为白色、半透明结晶型聚合物，相对密度小，熔点低，吸水性低，尺寸稳定性好，柔性好，耐曲折，低温冲击性好，成型温度范围宽，成纤性亦好，染色性差，可添加石墨、二硫化钼、玻璃纤维增强改性。可采用一般热塑性塑料成型工艺，可烧结成型、流延成膜、金属表面静电粉末涂覆和火焰喷涂，亦可使其发泡制建材。 透明尼龙的主要品种为：聚对苯二甲酰三甲基己二胺 介绍：聚对苯二甲酰三甲基己二胺又名透明尼龙。性能，成型方法、用途与PA6相同，是无定型聚合物，透光率达85%-95%；吸水率低，尺寸稳定性好，热膨胀系数、收缩率
11、小；化学稳定性和耐老化性好；耐稀酸、稀碱、氯代和氟代烃，无臭、无毒、电绝缘性好；属自熄性材料，氧指数为26.8。,高抗冲尼龙 介绍：高抗冲尼龙又名增韧尼龙，以尼龙66或尼龙6为基体，通过与接枝韧性聚合物共混的方法而制得的具有高冲击强度的尼龙，虽然强度、刚性、耐热性比母体尼龙有所下降，但冲击强度大幅提高，可提高10倍以上，并具有优异的耐磨性和尺寸稳定性。,单体浇铸尼龙（MCPA） 介绍：单体浇铸尼龙又称MC尼龙，结构式为NH-(CH2)mn，式中M的值为6-10，一般为6，故通常称MC尼龙6，MC尼龙6分子量比普通尼龙6高一倍左右，达3.5-7.0万，物理机械性能优于普通尼龙，有较好的强度，刚性
12、、韧性、耐磨性、化学稳定性；吸水率低，尺寸稳定性好；有自熄性，持续耐热可达100。机械性能受温度影响较大，随着温度的升高，机械性能明显下降。制品可机加工，焊接，粘接。可旋转成型、浇铸、模压成型，特别适宜浇铸大型制件或少批量，多品种和结构复杂的制件。,聚十二二酰己二胺 分子式：NH(CH2)6NHCO(CH2)10COn 介绍：聚十二二酰己二胺（PA612）又称聚酰胺612或尼龙612， PA612除具有一般PA特点外，还具有相对宽度小，吸水性低，尺寸稳定性好的优点，有较高的拉伸强度和冲击强度。,聚癸二酰癸二胺 英文名：Polydecamethylene Sebacamide 尼龙1010 介绍
13、：尼龙1010是我国在1958年研制的， 1959年由上海赛璐珞厂最早投产。 技术路线：尼龙1010是由癸二酸经缩聚制得的。将癸二酸和癸二胺以等摩尔比溶于乙醇中，在常压 75下进行中和反应，生成尼龙1010盐。尼龙1010盐的反釜中，在240-260、1.2-2.5Mpa 下缩聚制得尼龙1010。缩聚可分间歇法和连续法。亦可用精制的癸二胺与癸二酸的等摩尔比的水溶液直接缩聚而制得聚合物，然后经挤带、冷却、造粒而制得尼龙1010粒料。 性能：尼龙1010是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒，相对密度和吸水性比尼龙6和尼龙66低，机械强度高，冲击韧性、耐磨性和自润滑性好，耐寒性比尼龙6
14、好，熔体流动性好，易于成型加工，但熔体温度范围较窄，高于100时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色，且机械强度下降，熔融太时与氧接触极易引起热氧化降解。尼龙1010还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性，无毒。不溶于大部分非极性溶剂，如烃、脂类、低级醇等，但溶解于强极性溶剂，如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等，耐霉菌、细菌和虫蛀。,概括起来，主要在以下几方面进行改性。改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。提高
15、尼龙的抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。提高尼龙的耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。降低尼龙的成本，提高产品竞争力。总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高质量方向发展。,二、工程塑料之PC简介,聚碳酸酯(PC)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变和尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域，随着改性研究的不断深入，正迅速拓展到航空航天、计
16、算机、光盘等高科技领域。,聚碳酸酯（PC）的特性解析 1.物化性能： 纯PC树脂是一种无定形、无味、无嗅、无毒、透明的热塑性聚合物，分子量一般的2000070000范围内，相对密度1.181.20，玻璃化温度140150，熔220230。聚碳酸酯具有一定的耐化学腐蚀性，耐油性优良.由于聚碳酸酯的非结晶性，分子间堆砌不够致密，芳香烃、氯代烃类有机溶剂能使其溶胀或溶解，容易引起溶剂开裂现象。耐碱性较差。2.机械性能： 聚碳酸酯是机械性能优良，尤为突出的是它的冲击强度和尺寸稳定性，在广阔的温度范围难仍能保持较高的机械强度，其缺点是耐疲劳强度和耐磨性较差，较易产生应力开裂现象。 1）冲击强度：聚碳酸酯的冲击强度在通用工程塑料乃至所有的热塑性塑料中都是很突出的，其数值与45%玻纤增强聚酯PET相似。影响聚碳酸酯冲击强度的主要因素有分子量、缺口半径、温度和添加剂等。,
