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特种工程塑料

悬赏币:0 发布者:chengzhuang 发布日期:2009/6/1 有效期:0天 状态:已解决

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PAS


1、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PES


1、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
关元件外壳、底板和接插件等。



在航空航天领域,可用于喷气发动机的管套、导弹壳体等。


在机械领域,可用以制作齿轮、轴承、轴承保持架、插口、推进器、压缩环和垫片等。


在其它领域,可用以制作原子能机器零件、砂轮粘合剂等。


6、开发动向


Kinel成型材料和其它聚酰亚胺树脂材料相比,成型加工较容易,而性能相当。然而其成型加工性比一般热固性树脂差些。今后应重点开发成型性能更好的品种,以满足用户的需要。


学 名 聚醚酰亚胺


英文名 Polyetherimide,简称PEI


1、发展史


1972年美国GE公司开始研究开发PEI,经过10年时间试制、试用,于1982年建成5000吨生产装置,并正式以商品Ultem在市场销售。目前,全世界年需要量为10000吨左右。以后,为提高产品的耐热性,GE公司还开发了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有对苯二胺结构,致使玻璃化温度(tg)从215°提高到227°,因而适应电子零件超小型电子管表面粘贴技术(SMT)的需要。近年来,该公司以开发了耐化学药品品级CRS5000、电线被覆用品级有机硅共聚合体D9000。为了进一步提高耐热性、耐化学药品性和流动性,该公司还开发了特种式程塑料合金,如PEI/PPS合金JD8901、PEI/PC合金D8001、D8007和SPEI/PA合金等。


上海市合成树脂研究所对聚醚酰亚胺的研究开发工作始于20世纪80年代初,现有10t/aPEI装置一套,目前处于供不应求状态。该所正准备建设100t/a PEI生产装置,以满足国防军工的需要。该所的聚醚酰亚胺YS30,结构中含有二苯醚二胺,其产品耐水解性能更佳。


2、主要生产方法


聚醚酰亚胺是由4,4′-二氨基二苯醚或间(或对)苯二胺与2,2′-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶剂中经加热缩聚、成粉、亚胺化而制得。


在上述方法中,又可分成多硝基取代法和多环缩聚过程。前者首先进行环化反应,生成酰亚胺环,然后进行芳族亲核硝基取代反应,形成柔性醚 铰链 。后者是先进行环化反应,然后进行环化反应,聚合物的生成工序是多环缩聚过程。


PEI可用熔融缩聚法制备。这一方法从经济上,生态和技术的观点来看,都是有发展前途的。由于该法不使用溶剂,聚合物中不会含有溶剂,这对加工和使用都有重要意义。


PEI还可用连续法直接在挤出机制造。该法操作步骤是:起始化合物的混合物依次通过挤出机内具有不同温度的区域,由单体混合的低温区移向最终产品溶融的高温区。环化反应生成的水,经适当的口孔从挤出机中不断排出,通常在挤出机的最后区域借助真空减压抽出。从挤出机的出料口可得到聚合物粒料或片材。还可在挤出机内直接使PEI和各种填料混合,制得以PEI为主的配混料。


在这些方法中,溶液聚合是目前工业生产的方法。然而挤出机连续挤出聚合方法已由上海市合成树脂研究所在小型装置上开发成功,可以推向工业生产。


3、理化性能


聚醚酰亚胺具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能,并可透过微波。加入玻璃纤维、碳纤维或其他填料可达到增强改性的目的。也可和其它工程塑料组成耐热高分子合金,可在-160~180℃使用。上海市合成树脂研究所企业标准SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亚胺塑料》,主要性能指标见表3-47。


4、加工成型


聚醚酰亚胺可用注塑和挤出成型,且易后处理和用胶粘剂与各种焊接法同其它材料接合。由于熔融流动性好,通过注塑成型可以制取形状复杂的零件。加工前须在150℃充分干燥4小时,注塑温度为337~427℃,模具温度为65~117℃。YS30的注塑条件如下:


预热 150℃,4小时


料筒温度:


前段 300~320℃


后段 330~410℃


注塑压力 60~100MPa


保压时间 5~30秒


冷却时间 5~30秒。


5、应用领域


聚醚酰亚胺具有优良的综合平衡性能,卓有成效地应用于电子、电机和航空等工来部门,并用作传统产品和文化生活用品的金属代用材料。


在电器、电子工业部门,聚醚酰亚胺材料制造的零部件获得了广泛的应用,包括强度高和尺寸稳定的连接件、普通和微型继电器外壳、电路板、线圈、软性电路、反射镜、高精度密光纤元件。特别引人注目的是,用它取代金属制造光纤连接器,可使元件结构最佳化,简化其制造和装配步骤,保持更精确的尺寸,从而保证最终产品的成本降低约40%。


耐冲击性板材Ultem1613用于制飞机的各种零部件,如舷窗、机头部部件、座件靠背、内壁板、门覆盖层以及供乘客使用的各种物件。PEI和碳纤维组成的复合材料已用于最新直升飞机各种部件的结构。


利用其优良的机械特性、耐热特性和耐化学药品特性,PEI被用于汽车领域,如用以制造高温连接件、高功率车灯和指示灯、控制汽车舱室外部温度的传感器(空调温度传感器)和控制空气和燃料混合物温度的传感器(有效燃烧温度传感器)。此外,PEI还可用作耐高温润滑油侵蚀的真空泵叶轮、在180℃操作的蒸镏器的磨口玻璃接头(承接口)、非照明的防雾灯的反射镜。


聚醚酰亚胺泡沫塑料,用作运输机械飞机等的绝热和隔音材料。


PEI耐水解性优良,因此用作医疗外科手术器械的手柄、托盘、夹具、假肢、医用灯反射镜和牙科用具。


在食品工业中,用作产品包装和微波炉的托盘。


PEI兼具优良的高温机械性能和耐磨性,故可用于制造输水管转向阀的阀件。由于具有很高的强度、柔韧性和耐热性,PEI是优良的涂层和成膜材料,能形成适用于电子工业的涂层和薄膜,并可用于制造孔径

6、开发动向


国外聚醚酰亚胺主要是美国通用电器公司生产销售。目前发展趋势在于提高耐热性,为此引入对苯二胺结构和与其它特种工程塑料组成合金,为提高PEI机械强度,而采用PC、PA等工程塑料组成合金。聚合工艺方面正在开发双螺杆连续挤出聚合反应技术,预计不久将会实现工业化生产。

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标准答案

特种工程塑料

No

  全球塑胶网 >> 塑胶知道 >> http://ask.51pla.com/tezhonggongcheng-2774.htm


已被采纳为答案 回答者:zbwd | 2009/6/3
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