特种工程塑料ppt课件.ppt

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1、14:58,1,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）,14:58,2,1、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。分子主链上含有-C-

2、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,14:58,3,1）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 环境中长期使用

3、。,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。,14:58,5,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。,14:58,6,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子化合物。非结晶性高

4、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）,14:58,7,2. 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。,14:58,8,7）在150

5、 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。,14:58,9,3. 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、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元

6、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。,14:58,10,3.3 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、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量

7、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。,14:58,11,3.5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,14:58,12,4.1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,14:58,13,1. 耐热等级高。PES 在180 下可连续使用20 年，在

8、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、介电强度高的优点。在高温下仍能控制电阻，而且电性能

9、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,14:58,15,4 PSF、PES性能比较,14:58,16,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、可控硅绝缘体、熔丝匣、连接器等4.2汽车、航空 PE

10、S 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。,14:58,17,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、印刷机各种无油润滑元件，导轨和齿轮及放映机、相机、手表等用的

11、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。,14:58,19,4.4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，取代不锈钢盘，耐热可消毒，不会跌碎破裂。PES

12、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,14:58,20,1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),14:58,21,2. PPO的性能特点,1) 耐热水和耐蒸汽煮性在热塑性塑料最优。2) 机械强度高，综

13、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。,14:58,23,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

14、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),14:58,24,（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

15、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,14:58,25,（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

16、料改性的PPS耐电弧性为185s，可取代热固性塑料。,PPS 性能特点,14:58,26,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

17、壁制品。,14:58,27,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 模塑混合料几乎都是玻纤或矿物增强型。此外，PPS 抗蠕变性和耐疲劳性优良。,（八）PPS的改性、共混与合金 PPS的改性主要是在PPS 主链或苯环上引入改性基团，其改性产品有聚苯硫醚酮（PP-SK），聚苯硫醚砜（PPSF）、聚苯硫醚酰胺（PPSA）、聚苯腈硫醚（PPCS）等，这些改性产品，使PPS 的力学性能、电性能、耐腐蚀性等性能获得改善。经改性的

18、PPS 则纯度更高，也更易于加工成型。 PPS 的共混主要是以玻璃纤维、碳纤维与无机填料进行填充增强改性以改善抗冲击强度及拉伸强度等，使产品成本得以大幅度下降。,14:58,29,广泛应用于国防军工、电子电器、汽车精密机械，家用电器（微波炉支架）。 PPS 的耐热性及尺寸稳定性、耐电弧性优良，可用于制造电气插件和插座、连接器、接触开关、电刷柄、开关元件、转换器、微波炉元件、电子手表零件、 电磁线圈轴线、微波炉部件、集成电路和电容器的密封材料、小型自动化线路板的外壳等。PPS 还可用于螺管元件中的绕线管、电气马达外罩和微型电路板等。 PPS 可用于制造汽车的制动装置部件、各系统的叶片、汽阀、发动机零件、点火开关零件、汽化器、电刷、车用电器零件、燃烧流量计等,PPS 应用,14:58,30,14:58,31,14:58,32,14:58,33,14:58,34,14:58,35,1. 如何鉴别聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚与聚苯硫醚？2. PI、聚砜、聚苯醚与聚苯硫醚有哪些品种？3. PI、 聚砜、聚苯醚与聚苯硫醚的密度、加工温度大约是多少？4. 简述PI、PPO、PPS的主要性能。5. PI、聚苯醚最大特点是什么？,思考题,