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1、15:05,1,第十三章特种工程塑料,普通双酚A型聚砜 聚砜（PSU） 改性聚砜（双酚A与PMMA及ABS共聚物） 非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜） 聚醚砜（又称聚芳醚） 聚酰亚胺（PI） 聚苯醚（PPO） 聚苯硫醚（PPS） 聚醚酮PEK 聚芳醚酮 聚醚酮铜（PEKK） 聚醚醚酮（PEEK） 聚四氟乙烯(PTFE) 液晶聚合物（LCP）,15:05,2,1、简介：聚酰亚胺是由美国杜邦公司首先工业化生产的，1961年实现PI薄膜和绝缘漆的工业化生产，以后出现了模塑制品。世界各国广泛开展研究工作，以满足宇航等工业部门对高温、耐辐射材料的需要。 PI是一类分子中含有酰亚胺基团的杂环聚合物。分子主链上
2、含有-C-N-C-的聚合物统称PI，是由二元酸酐和二元胺缩聚而成，按结构可分三大类：不熔性、可熔性和改性聚酰亚胺；按生产方法分为缩聚性和加成型两大类。主要品种有均苯型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚双马来酰亚胺。,第一节 聚酰亚胺（PI ） Polyimide,15:05,3,1）耐辐射性为塑料之冠。耐低温性也非常优秀，在-110条件下，强度和电性能不变。 2）密度1.4-1.43。吸水率0.32%-1.3%，高温真空下透气性很小；琥珀色半透明；成型收缩率0.5-1%；难燃，自熄。 3）玻璃化温度270-280 ，分解温度570-590 ，耐低温可达-193 ，可在-193-230
3、环境中长期使用。,2.PI性能特点,4）力学性能：拉伸强度74-95Mpa,弯曲强度100Mpa。 5）电性能，温度和频率的变化对PI的介电常数影响较小，体积电阻率1017cm。 6）耐药品性，耐大多数溶剂，易受强碱、强酸的侵蚀、在水蒸气和高温水中，其强度下降较快。 7）性脆、对缺口敏感，成本高、加工困难。,15:05,5,PI的应用领域,用在耐高温、低摩擦、低透气和高辐射的地方，应用于原子能、航空航天、特殊电子电器领域。,15:05,6,第二节 聚砜（PSF）Polysulfone,1、简介：聚砜（Polysufone）是60年代出现的一种新颖的热塑性工程塑料，分子主链上含有砜基及芳环的高分
4、子化合物。非结晶性高分子。 普通双酚A型聚砜,聚砜（PSF）种类: 改性聚砜（双酚A与PMMA及ABS共聚物） 非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜） 聚醚砜（又称聚芳醚）,15:05,7,2. PSF性能特点,由于PSF（聚砜）的主链为苯环，通过醚、砜、异丙基等基团“铰链”连接而成，兼有聚芳砜的刚性、耐热性及聚芳醚的柔性。 1）透明淡琥珀色，密度1.24-1.4，成型收缩率小，可做精密零件。 2）力学性能优异、高强度、高抗冲。 3）热性能：热稳定性好、-100-150 长期使用。 4）尺寸稳定性好，抗蠕变性能优异。 5）耐燃、耐磨。 6）具有突出的长期耐蠕变性，在长时间使用过程中力学性能仍能保持不变
5、。,15:05,8,7）在150 下长时间热老化时，其物理性能和电性能变化很小，且耐蒸汽性能优良，经连续2 年曝露表明，它的寿命在145 蒸汽下至少为12 年。同时在宽的温度和频率范围内保持良好的电性能，其耐燃性能满足更严格的安全要求，在耐辐射性方面为塑料的最佳品种。 缺点：易开裂、耐侯、耐紫外线差，加工成型困难。,15:05,9,3. PSF应用,3.1.电子领域：可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱、集电环、印刷电路板、集成电路载体、轴套、罩、TV 系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。 3.2.汽车、航天领域：适于制作防护罩元件、电动齿
6、轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件、灯具部件、飞机内部配件如启动指示板、边壁、顶壁指示板和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等。,15:05,10,3.3 厨房用品：在厨房用品市场中，PSF 产品有蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器、蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等，可代替玻璃及不锈钢制品，用于厨房设备。PSF 为FDA 确认的无毒制品，可制成反复与食物接触的用具。PSF 作为透明新材料，当用于烹调和清洁时，耐热水，水解稳定性优于其它任何一种热塑性塑料，故可用于制作咖啡壶等。利用其透微波性好的特点，可用于制作微波器皿。 3.4医疗器械:PSF 适用于制作医疗器械，如外科手术盘
7、、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科和外科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和实验室器械。,15:05,11,3.5日用品 用PSF 可制作的耐热、耐水解产品有：加湿器、头发吹风机、衣服汽蒸器、照相机盒、放映机元器件等 3.6德国Frensenios 公司使用PSF 制作多孔中空纤维膜用于血液渗析。国内已开发出PSF 的功能膜，如超滤膜、反渗透膜制品等,15:05,12,4.1简介：英国ICI公司1972开发成功，1981以后德国和美国开始少量生产。我国吉林大学在70年代开始研究，目前已完成年产500吨的中试。结构式：,4 聚醚砜PES,15:05,13,1. 耐热等级高。PE
8、S 在180 下可连续使用20 年，在200 下可使用2 -3 年，其它热塑性工程塑料无法与之相比； 2 抗蠕变性能优异.PES 在常温20MPa 的负荷下，三年后蠕变性能仅为1%与PA66相当。PES. 随温度变化小，在200 的高温下其弯曲模量和线膨胀系数几乎不变； 3 尺寸稳定性好。20%玻纤增强品级的成型收缩率为0.2-0.5% ，无异向性，并因湿度变化小，吸水率为2%，体积变化率为0.14%；,聚醚砜(PES)性能特点,4 阻燃性好。PES. 具有自身阻燃性，低的烟雾扩散性，不需加氯等无机阻燃剂，能达到美国UL-94 V-0 的标准； 5 电性能优异。PES. 具有介电损耗小、介电强
9、度高的优点。在高温下仍能控制电阻，而且电性能随温度变化极小，自身绝缘性好； 6 耐化学性好。PES. 耐化学药品性好，耐酸、碱腐蚀；容易加工成型。PES 易于加工成型，脱模性好，生产周期短，而且能保持原有的力学性能和热性能,15:05,15,4 PSF、PES性能比较,15:05,16,聚醚砜PES应用,4.1电子电器： PES主要用于集成电路片载体、电连接器、二维板、三维板，用于取代环氧树脂。还用于微波炉配件及热空气炉。作为绝缘材料，PES可用于通风或充气电缆外包覆层，替代聚四氟乙烯，可制作电缆夹、扁平电线、电动机防护罩、微调电位器、开关零件、灯架、灯座、电容器薄膜、透明电极、吹干器、可控硅
10、绝缘体、熔丝匣、连接器等 4.2汽车、航空 PES 耐溶剂洗涤，不燃，可用于客机的舱内装饰品。利用其特有的难燃性，用做机舱内的结构材料，如高温内部接插件、密封接插件、舱内热风管道、窗框、卫生间等。,15:05,17,在航空航天领域，开发飞机用内装材料、支架、门窗，并已广泛用于仪器盒、插件、前锥体、雷达天线罩、空气导管等。 在照明方面，PES 可制作灯的反光镜和投射器、汽车前灯，并可取代黄铜用于自动装置、汽车水箱部件，可用于制作固定器、轴承保持架、绝缘体活塞环、齿轮、保险座、汽化器部件、轴承罩、制动轴的轴衬、点火的消声器、自动变速器部件、齿轮箱、轴承座等。,4.3机械制造,有复印机、印刷机各种无
11、油润滑元件，导轨和齿轮及放映机、相机、手表等用的零部件，耐热辊、电弧焊手柄、工业用干燥机罩、 光机的窥视窗用零件，各种机械外壳、水泵、座架、窗、油泵、面罩等，耐热水装置；热水泵零件、热水阀门及接头、蒸汽及热水计量表、热水测温计套、热敏电池、防腐蚀的电极绝缘材料等。,15:05,19,4.4医疗器械方面：可制造各种各样的医用器械，如仪器外壳、齿科及外科仪器、液体容器、注射器、接触透镜杀菌器，外科手术室用的钳、罩、照明设施，各种手术器械的手柄、抢救设备部件、呼吸器部件，齿科用反光镜和投射器、齿用钻头柄、血液检查装置部件，食品生产设备的管道、阀门、泵、冰淇淋容器、民航食具等。将PES 用于医用消毒盘
12、，取代不锈钢盘，耐热可消毒，不会跌碎破裂。PES用于镶牙，有与聚砜相同的性能，粘接强度高于丙烯酸一倍。,聚醚砜PES应用,15:05,20,1简介： 聚苯醚又称聚苯撑氧（Polyenylene Oxide），是以2，6-二甲基苯酚为原料，苯或甲醇为溶剂，铜氨铬合物为催化剂，通入氧气，用氧气偶合的方法缩聚而成的聚合物。 PPO 1967年由美国通用电器公司投入商品化生产，一般呈琥珀色透明体，颗粒状或粉状，玻璃化温度较高210度，吸水率较低，为0.1%。难燃烧。火焰为浓黑烟，熔融并发出花果臭味。,第三节 聚苯醚(PPO)和聚苯硫醚(PPS),15:05,21,2. PPO的性能特点,1) 耐热水和
13、耐蒸汽煮性在热塑性塑料最优。 2) 机械强度高，综合性能好。 3) 抗应力松弛、弹性疲劳、抗蠕变性能突出。 4）热变形温度150左右，可在-190-150长期使用。 5）吸水性小，不水解，尺寸稳定性好。,由于PPO玻璃化温度高，材料的加工困难、价格较高，易产生应力开裂、在一定程度上限制了它的应用，1967年还是美国通用电器公司又成功的通过与苯乙烯共混、共聚的方法研制出了改性聚苯醚，性能与PPO相差不大，价格明显降低，加工性得到了大幅度改善。,15:05,23,聚苯硫醚，是一种分子主链上带有苯硫基的热塑性工程塑料，是一类具有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物，交联前是线性结构，呈热塑性，交联后，成热
14、固性，充分加热后还能软化到一定程度，因此并非真正的热固性塑料。 聚苯硫醚是硫化纳与二氯苯在强极性溶剂（六甲基磷酸胺）中，在220-220下缩聚而成。,聚苯硫醚(PPS) (Polyphnylens Sulfide),15:05,24,（一）耐热性 PPS 的耐热性能优良，在高温下具有极好的刚性、强度及耐疲劳性，连续使用温度范围为180-240。经玻纤增强或经无机填料填充的PPS，热变形温度高于260，在500以下损失热很少，且力学性能不降低，是使用温度最高的热塑性工程塑料之一。 （二）耐化学药品性 PPS具有优异的耐腐蚀性能，其耐腐蚀性与有“塑料之王”之称的聚四氟乙烯相近。它能抵抗酸、碱、氯烃
15、等各种化学侵蚀，在200以下不溶于任何有机溶剂，除强氧化性酸和发烟硝酸、氯磺酸、氟酸外，几乎不受所有无机介质侵蚀。在250以上仅溶于联苯、联苯醚和它们的卤代物。在高温下即使最好的溶剂氯化联苯也仅能溶解10%。在沸腾的浓盐酸中， 不发生任何变化。,PPS 性能特点,15:05,25,（三）阻燃性 树脂具有优异的阻燃性能，树脂原粉氧指数为46-53。在火焰上能燃烧，但不滴落，离火后自熄，发烟率低于卤化聚合物，不需添加阻燃剂即可达UL94U-D级标准。 （四）电性能 PPS具有优良的电性能。介电常数3.9，电感应率小，介电强度（击穿电压强度）高达19KV/mm，电阻率高达1016。在高湿、高温、变频
16、等条件下仍能保持良好的电绝缘性。PPS 耐电弧性优良，用无机材料改性的PPS耐电弧性为185s，可取代热固性塑料。,PPS 性能特点,15:05,26,PPS 性能特点,（五）粘合性 pps具有极好的粘结性能，对金属与非金属，均可粘接。抗冲击性能极好，粘接强度高。粘结玻璃，其粘接强度大于玻璃本身的内聚力。 （六）尺寸稳定性 PPS 具有优良的尺寸稳定性，成型收缩率为0.0015-0.003.%，最低可达0.0001%，吸水率仅为0.05%，因此它具有较高的热稳定性。PPS 在300以下不熔融，呈高弹状态，加热到400-500稳定而不分解，交联PPS 可耐600以上的温度。PPS在高湿状态下不变形，尽管熔融温度高，但熔体粘度低，流动性好，适于制作精密制件或薄壁制品。,15:05,27,PPS 性能特点,（七）力学性能 PPS 由于耐热性优良，可在宽的温度范围内使用，其拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量均列在工程塑料前列。增强型PPS在耐冲击性、强度、硬度及绝大多数力学、物理性能上获得改进，因此，PPS 模
