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文檔簡介

1、熱塑性工程塑料隨著科學(xué)進(jìn)步、工業(yè)技術(shù)的發(fā)展、尖端技術(shù)的需要,一系列工程塑料相繼投入了工 業(yè)生產(chǎn)。近幾十年來,工程塑料發(fā)展迅速。工程塑料由于其獨(dú)特的性能,嬴得了科技界 與工業(yè)領(lǐng)域的廣泛重視。它與工業(yè)陶瓷、超導(dǎo)材料一起被稱為科學(xué)技術(shù)的三大支柱。尤 其是特種工程塑料的出現(xiàn)并成功地應(yīng)用,引起了許多重要領(lǐng)域的技術(shù)革命。隨著機(jī)械制 造、儀器儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品的輕、薄、精、微型化的要求,工程塑料將更充分地顯 示它的作用,倍受人們重視。工程塑料將真正成為尖端技術(shù)的承擔(dān)者。高科技產(chǎn)業(yè)與工 程塑料,尤其是特種工程塑料互相依存,互相促進(jìn),協(xié)同發(fā)展。工程塑料是一個特定的名稱。其廣義泛指具有高性能又可代替金屬材料的塑

2、料;狹 義指比通用塑料的強(qiáng)度與耐熱性優(yōu)異,可作為工業(yè)用的結(jié)構(gòu)材料并具有功能作用的高性 能塑料。與通用塑料相比,工程塑料的顯著特點(diǎn)是:比強(qiáng)度(強(qiáng)度密度)高;優(yōu)異的電絕 緣性;良好的耐化學(xué)性;耐高溫,且高溫機(jī)械強(qiáng)度高;低蠕變,高溫尺寸穩(wěn)定性好;低 熱膨脹系數(shù)。工程塑料又可分為通用工程塑料和特種工程塑料。UL長通用工程塑料是指拉伸強(qiáng)度4 9MPa,拉伸模量 2 0 0 0 M Pa,耐熱性期使用溫度)1 0 0 1 5 0 C。通用工程塑料通常在汽車、機(jī)械、電氣、電子等領(lǐng)域 中作為結(jié)構(gòu)部件。其噸位大、品級多、用途廣。特種工程塑料的耐熱性比通用工程塑料更高,可在15 0C以上高溫下長期使用。 特種工程

3、塑料又稱為高性能工程塑料,性能優(yōu)異,價(jià)格昂貴。大都用于高技術(shù)領(lǐng)域、尖 端技術(shù)方面。工程塑料的品種很多,常用的工程塑料類型和品種如下:I PA6廠聚酰胺一I PA66IPA1010廠結(jié)晶性聚合物1-聚甲醛(POM廠通用工程一1+聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)11塑料匚增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯( 廠聚苯醚(PPOpet熱1八、匚一非晶聚合物廠聚碳酸酯(PC)塑1聚苯硫醚(聚苯硫醚)工T+聚醚醚酮(PEEK程丨1II型塑丨+液晶聚合物(LCF) 1n型料丨廠結(jié)晶性聚合物1丄+N ylon MXD6 ( PA MXD6川型11 +PTFE11 +PFA熱塑性氟塑料ETFEL特種工程一1+PVDF塑料+

4、聚芳酯(PAR+聚砜(PSU-其它匚一非晶聚合物1-聚醚砜(聚醚砜)+聚醚酰亞胺(PEI) 匚聚酰胺酰亞胺(PAI) 通用工程塑料1、聚酰胺(尼龍)聚酰胺是最先發(fā)現(xiàn)的能承受載荷的熱塑性塑料,也是目前機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛 的一類工程塑料。聚酰胺的英文縮寫為 PA俗稱尼龍(Nylon )。尼龍可分為脂肪族尼龍、芳香族尼龍、脂肪族-芳香族尼龍等幾類。芳香族尼龍是高耐熱性的特種工程塑料(使用溫度達(dá)250 C以上),屬于特種工程塑料;脂肪族-芳香族尼龍的主要品種有聚對苯二酰三甲基已二胺, 它具有良好的透明性(透光率可達(dá)90%)。脂肪族尼龍是使用最多的一大類尼龍品種。它又可分為尼龍-n,尼龍-mn尼龍共

5、聚物等幾類。尼龍- n是由環(huán)內(nèi)酰胺開環(huán)聚合或 由w氨基酸自身縮聚而得(如已內(nèi)酰胺開環(huán)聚合得尼龍一6);尼龍一mn是由二元酸和二元胺縮聚而得(如尼龍一 66由已二酸與已二胺縮聚反應(yīng)而得);共縮聚尼龍則是由幾 種尼龍單體按一定比例配備后縮聚反應(yīng)而得,或者將兩種或多種尼龍共熔制備共縮聚尼龍。常見的共縮聚尼龍品種有尼龍一66/6、尼龍一66/6/610、尼龍一1010/66/610、尼龍1010/66/6等品種。此外,還有單體澆注尼龍(又叫MC-尼龍)及一些改性的尼龍品 種,如纖維增強(qiáng)尼龍,含油尼龍,超高抗沖尼龍等。尼龍分子鏈中由于含有大量的酰胺基團(tuán),故有較強(qiáng)的吸水性。尼龍的品種不同,酰 胺基的密度不

6、同, 吸水率也有較大的差別。 一般地, 酰胺基的密度起低, 其吸水率起低, 吸水速度也起慢。尼龍具有良好的結(jié)晶性,其熔點(diǎn)隨品種有所差異。如在尼龍 n 系列中,尼龍 6 的 熔點(diǎn)為210-215 C,尼龍一12為178C ;在尼龍一mn系列中,尼龍一66的熔點(diǎn)為255 264C,尼龍610為215 223C,尼龍1010為200C;共縮聚尼龍品種由于分子鏈 的規(guī)整性較差,結(jié)晶性和熔點(diǎn)一般較低, 如尼龍6 / 66/1010的熔點(diǎn)僅為155 175 C, 但其有較好的透明性和彈性。尼龍的玻璃化溫度受吸水量的影響很大。嚴(yán)格干燥的尼龍,玻璃化溫度在50C左右;當(dāng)吸收了水分后,玻璃化溫度下降到室溫以下。

7、脂肪族尼龍的熱變形溫度一般并不高,但經(jīng)30玻璃纖維增強(qiáng)后的尼龍,熱變形溫度可接近尼龍的熔點(diǎn)。如未經(jīng)增強(qiáng)的尼龍-6熱變形溫度為66C,而用30%短玻璃纖維增強(qiáng)的尼龍一6的熱變形溫度高達(dá) 190C。尼龍分子鏈上的酰胺基團(tuán)具有很強(qiáng)的極性,且相互間能形成氫鍵,從而提供了強(qiáng)大 的分子間力,加上尼龍的高結(jié)晶性,使其有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。尼龍分子鏈中的亞甲基部 分則提供了良好的柔性。因此,尼龍質(zhì)堅(jiān)而又韌,抗沖擊性突出。不同品種的脂肪族尼 龍,其拉伸強(qiáng)度在 40到80MPa之間,而經(jīng)30%玻璃纖維增強(qiáng)后,拉伸強(qiáng)度提高約一倍。 同時(shí),經(jīng)增強(qiáng)的尼龍,彎曲強(qiáng)度、模量、沖擊強(qiáng)度也都成倍提高。另外,由于多數(shù)尼龍 有較高的吸

8、水率,吸收的水分能起到增塑劑的作用。因此,尼龍的機(jī)械性能受吸水率的 影響較大,尤其是沖擊強(qiáng)度。干態(tài)的尼龍沖擊強(qiáng)度較低,而達(dá)到吸濕平衡后,沖擊強(qiáng)度 大幅度提高。不過,經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后,吸水率對尼龍的機(jī)械性能影響就較小。尼龍具有低的摩擦系數(shù),突出的耐磨、減摩特性。尼龍的摩擦系數(shù)在干態(tài)時(shí)一般為0.1 0.3,為巴氏合金的1/3,具有自潤滑性。在極限 PV值不高時(shí),可在無油狀態(tài)下使 用。特別適用于紡織、食品、日用等機(jī)械。尼龍的自潤滑性及其堅(jiān)韌的材質(zhì),使其有優(yōu) 異的耐磨耗性。如尼龍 1010的耐磨耗性是銅的八倍。尼龍的高結(jié)晶度與分子鏈的強(qiáng)極性,賦予其對氣體(氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒎菢O 性液體的蒸汽)良好

9、的阻隔性,但水蒸汽透過性卻較大。因此,工業(yè)上,常常將尼龍與 聚烯烴制成復(fù)合薄膜、容器,用于食品、藥物包裝。尼龍十分耐堿和大多數(shù)鹽溶液,但強(qiáng)酸和氧化性酸能侵蝕尼龍,濃硫酸、硝酸及鹽 酸會使尼龍發(fā)生水解。尼龍極耐脂肪烴類,對芳香烴化合物也是惰性的。因此,尼龍常 被用來包裝潤滑油、燃料油、油脂等。醇類化合物能為尼龍所吸收,它們有增塑尼龍的 傾向而使其溶脹。尼龍?jiān)诔叵履苋芙庥诒椒印⒓追?、二甲基甲酰胺、氯化鈣飽和的甲醇溶液、濃甲 酸。在高溫下,尼龍溶解于乙二醇、冰醋酸等。由于尼龍吸濕性大,且酰胺基易于高溫水解,因此尼龍的干燥是成型加工前的重要 環(huán)節(jié)。水分含量大時(shí),成型中引起熔體下降,制品表面出現(xiàn)氣泡、

10、銀絲、斑紋等缺陷, 機(jī)械強(qiáng)度也會大幅度降低。為保證順利成型加工,將物料干燥至含水量低于0.1 %是必須的。干燥尼龍時(shí)還應(yīng)防止氧化變色,最好考慮真空干燥,因?yàn)轷0坊鶎ρ趺舾?,容易發(fā)生氧化降解。尼龍的熔體粘度低,流動性大,注射成型時(shí)噴嘴處的流涎現(xiàn)象突出,注射時(shí)螺桿與 料筒間的回流嚴(yán)重,易導(dǎo)致注射壓力下降,注射量不準(zhǔn)。所以,尼龍注射成型時(shí),應(yīng)自 鎖式噴嘴,螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。此外,由于尼龍的熔點(diǎn)高,熔化范圍窄,若不注 意對注射噴嘴加熱保溫,熔體容易冷凝以至堵塞噴嘴。由于尼龍的高結(jié)晶性,成型收縮率大,一般為1.8 3.2 。結(jié)晶度越大,收縮率越大;在成型過程中,模具溫度越低,結(jié)晶度有所降低,成型收

11、縮率也隨之降低。此外, 尼龍的成型收縮率明顯隨制品的厚度增大而增加。成型后的尼龍制品會因緩慢吸濕而引起尺寸精度的變化。為保證制品在使用過程中 尺寸穩(wěn)定,可對制品進(jìn)行調(diào)濕處理,把制品浸在規(guī)定溫度、規(guī)定水質(zhì)的熱水中,使其達(dá) 到所要求的平衡吸濕率。2、聚甲醛聚甲醛的英文縮寫為 POM按聚合所用單體可分為均聚甲醛和共聚甲醛兩大類。均聚甲醛由環(huán)狀的三聚甲醛在三氟化硼催化劑作用下聚合并經(jīng)封端處理而成;共聚甲醛則由 三聚甲醛與少量的二氧五環(huán)共聚并經(jīng)封端處理而成。 為進(jìn)一步改善性能和擴(kuò)大使用范圍, 還開發(fā)了纖維增強(qiáng)聚甲醛、含油聚甲醛等新品種。聚甲醛是一種熔點(diǎn)、結(jié)晶性較高的通用熱塑性工程塑料。其熔點(diǎn)175C,結(jié)

12、晶度70-85%,共聚甲醛由于受共聚組分的影響,熔點(diǎn)和結(jié)晶度稍低。其熔點(diǎn)為165C,結(jié)晶度為 70 75 。聚甲醛的分子堆積緊密, 因而密度較高。 均聚甲醛的密度為 1.43 ,共聚 甲醛則為 1.41 。聚甲醛有較高的熱變形溫度。均聚甲醛為124C,共聚甲醛為110 C。不受力或低負(fù)荷時(shí)的短期使用溫度分別可達(dá) 160 和 145。但由于共聚甲醛的耐熱老化性能比均聚甲醛 要好,故高溫長期連續(xù)使用溫度卻以共聚甲醛為高。均聚甲醛的高溫長期使用溫度極限 100 C,而共聚甲醛可達(dá) 114C。聚甲醛有優(yōu)異的機(jī)械性能。高強(qiáng)度、高彈性模量、高硬度、良好的沖擊強(qiáng)度、優(yōu)異 的耐蠕變、耐磨耗性和耐疲勞性相結(jié)合,

13、使其成為良好的工程材料。典型均聚聚甲醛的 拉伸強(qiáng)度70MPa彎曲強(qiáng)度90 MPa,模量約為3000 MPa,洛氏硬度為 M94經(jīng)纖維增強(qiáng) 的聚甲醛拉伸強(qiáng)度可達(dá) 130MPa模量成倍提高。溫度升高時(shí),聚甲醛的剛性雖有所下降, 但比較平緩。在100 C以下能保持良好的剛性。100C時(shí)的聚甲醛可以與 30C時(shí)的聚丙烯 相比擬。聚甲醛有較好的沖擊強(qiáng)度。既有高剛性、高硬度,又有良好的沖擊韌性,是聚 甲醛的一大突出優(yōu)點(diǎn)。聚甲醛有優(yōu)異的耐疲勞性,耐扭變,耐曲折。在熱塑性工程塑料 中,它具有最大的疲勞極限強(qiáng)度。經(jīng)受107次的交變應(yīng)力作用,聚甲醛的疲勞強(qiáng)度仍高達(dá)35MPa聚甲醛的回彈性良好,耐蠕變性突出,即使在

14、較高的溫度下保持了較好的耐 蠕變性。聚甲醛有良好的自潤滑性,摩擦系數(shù)與磨耗量小。與通常的聚甲醛相比,含油聚甲 醛有更好的耐摩擦性和耐磨耗性,但機(jī)械強(qiáng)度有所下降。添加化學(xué)潤滑劑的高潤滑聚甲 醛,則不僅具有低磨耗量和低摩擦系數(shù),而且在相當(dāng)程度上保持了聚甲醛的機(jī)械性能。聚甲醛的電絕緣性能良好,且介電損耗和介電常數(shù)在很寬頻率、溫度范圍內(nèi)變化很 小,即使浸在水中或在很高溫度下,仍保持良好電性能及耐電弧性。聚甲醛作為典型的結(jié)晶高聚物,在室溫下,具有很突出的耐有機(jī)溶劑性。在70C以下,幾乎沒有有效的溶劑。在較高的溫度下,某些酚類和鹵代酚類是有效的溶劑。聚甲 醛能耐醛、酯、醚、醇及烴類,對汽油和潤滑油的耐受性

15、很好。即使在高溫下,聚甲醛 在上述藥品中仍能保持較高的機(jī)械強(qiáng)度。然而,聚甲醛耐無機(jī)試劑性較差。它們不耐強(qiáng) 酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑。聚甲醛長期在熱水中使用也會產(chǎn)生一定的濕熱老化。此外,易燃 也是聚甲醛的一大缺點(diǎn)。聚甲醛長期暴露在紫外光下,將導(dǎo)致表面粉化,分子量降低,而逐步呈現(xiàn)脆性,機(jī) 械強(qiáng)度下降。為改善其耐光,耐候性,常在聚甲醛中加入適量光穩(wěn)定劑。聚甲醛的熱穩(wěn)定性較差,加之熔點(diǎn)明顯,因而合適的加工溫度范圍較為狹窄。熔料 溫度應(yīng)控制在190- 220 C間。即使是熱穩(wěn)定性較好的共聚甲醛,在料溫為230C時(shí)就有少量分解并引起變色。在成型過程中,當(dāng)物料超過正常成型溫度上限,或在允許溫度下 停留時(shí)間較長,均

16、會大量分解逸出強(qiáng)烈刺激眼睛的甲醛氣體。鑒于這點(diǎn),加工過程中必 須嚴(yán)格控制成型溫度,在保證流動性的前提下,盡量避免料溫過高(如注射成型時(shí),控 制料筒溫度170- 190C),避免受熱時(shí)間太長,采用盡可能短的成型周期。此外,還應(yīng) 避免混入酸性雜質(zhì)。聚甲醛的熔體粘度對溫度的依賴性較小。提高溫度對增加熔體的流動性影響不大。 如果用提高溫度的辦法來增加聚甲醛的流動性,不僅效果差,而且有可能導(dǎo)致其降解。 因此,應(yīng)優(yōu)先考慮采用提高剪切速率的辦法,來提高熔體流動性。如注射成型時(shí),采用 較高的注射壓力、注射速度來保證良好的充模。由于聚甲醛的高結(jié)晶性, 從熔體冷卻時(shí)凝固速率快, 收縮率高 (2- 2.8 ),加之

17、成 型溫度范圍窄,因此在成型過程中易發(fā)生過早凝固而導(dǎo)致成型缺陷。在聚甲醛的注射成 型時(shí),模具溫度應(yīng)控制在 80C以上,一方面避免熔料過早凝固,另一方面使制品內(nèi)外的 冷卻速度盡量接近,以防止產(chǎn)生熔接痕、凹痕等。此外,注射成型聚甲醛時(shí),噴嘴也應(yīng) 安裝電熱圈并可單獨(dú)控制,避免成型溫度控制不當(dāng)造成物料凝固。聚甲醛吸濕性較小,且水分對成型加工性能的影響大。故對外觀要求不高的制品, 在成型前可不干燥或進(jìn)行短時(shí)間的干燥。3、聚碳酸酯 聚碳酸酯是在分子鏈中含有碳酸酯結(jié)構(gòu)的一類高分子化合物的總稱。根據(jù)組成的不 同,可以是脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或脂肪族-芳香族的聚碳酸酯。作為工程塑料用的 都是芳香族聚碳酸酯,其中

18、產(chǎn)量最大、用途最廣的是雙酚 A型聚碳酸酯(英文縮寫為 PQ。聚碳酸酯的密度為 1.20。聚碳酸酯是非結(jié)晶性的,具有良好的透明性,2mm厚的薄膜透光率達(dá) 90。折光指數(shù)為 1.586 ,比丙烯酸酯類塑料的折光指數(shù)高,更適宜于用作 透鏡材料。但聚碳酸酯的表面硬度比較低,耐磨性也較差,表面容易發(fā)毛。為提高表面 硬度,可輔以硬質(zhì)的表面涂層。2聚碳酸酯重要的機(jī)械特性是韌而剛。它具有優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度(40kJ/mm2 以上)和高的彎曲彈性模量(達(dá) 2100 MPa),在熱塑性塑料中名列前茅。接近玻璃纖維增強(qiáng)的不飽 和聚酯。典型聚碳酸酯的拉伸強(qiáng)度為65- 70 MPa彎曲強(qiáng)度為100- 110 MPa聚碳酸酯

19、在載荷作用下的抗蠕變性和抗熱變形性顯著高于聚甲醛和尼龍類塑料。在較高溫度、較 高載荷作用下,蠕變量小。因此,聚碳酸酯尺寸穩(wěn)定性很好。但聚碳酸酯不耐疲勞,易 于應(yīng)力開裂,對缺口敏感,作為工程材料時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。聚碳酸酯的熱變形溫度為 135 143C,若用玻璃纖維增強(qiáng)后可達(dá) 150C 160C。長 期使用溫度為130C,脆化溫度100C。有與其它塑料相比,它的熱膨脹系數(shù)很低,加 入玻璃纖維增強(qiáng)后更能降低約三分之二。在100C以上作長時(shí)間熱處理,它的剛硬性增加,內(nèi)應(yīng)力降低。由于雙酚A型聚碳酸酯的偶極化效應(yīng)較小,玻璃化溫度高( 150 C左右),因此具有 優(yōu)良的電性能。體積電阻達(dá) 4 X 1016,介電

20、常數(shù)略高于聚乙烯,介電損耗低至 10 4,介電 強(qiáng)度在 40kV/mm。聚碳酸酯在室溫下能耐水、稀酸、氧化劑、還原劑、鹽、油、脂肪烴,不耐堿、胺、 酮、脂、芳香烴、鹵代烴等。能在很多有機(jī)液體或蒸汽中溶脹,并導(dǎo)致應(yīng)力開裂。聚碳 酸酯能溶解在二氯甲烷、二氯乙烷、四氯憶烷、三氯甲烷、甲酚、四氫呋喃等有機(jī)溶劑 中。聚碳酸酯的耐紫外光的能力較差。在潮濕而強(qiáng)烈的陽光作用下,表面會變黃發(fā)脆, 逐漸失去透明性,甚至出現(xiàn)龜裂。薄膜比厚制品更易變脆。聚碳酸酯的粘流溫度為 230 C左右,分解溫度 340 C。為使其有良好的成型加工性, 通常應(yīng)使熔料溫度保持在 280300C。聚碳酸酯的吸水性較小,在室溫下,聚碳酸

21、酯的吸水率為0.2 左右。但盡管如此,由于聚碳酸酯中的酯基對水分比較敏感,只要有微量水分的存在,加工溫度下會發(fā)生水 解,分子量迅速降低,制品的機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重破壞,外觀質(zhì)量下降。因此,成型前應(yīng)將聚 碳酸酯嚴(yán)格干燥, 使水分含量降至 0.02 以下, 并且應(yīng)當(dāng)充分注意防止干燥過的物料再 吸濕。聚碳酸酯熔體粘度很高, 注射成型時(shí)應(yīng)當(dāng)采用較高的注射壓力 (一般為 80 160MPa)。 應(yīng)當(dāng)提出的是, 聚碳酸酯的熔體粘度對溫度較為敏感, 而剪切速率對其影響較小。 因此, 在適宜的成型加工溫度范圍內(nèi),提高溫度能有效地降低熔體粘度,增大熔體流動性。聚碳酸酯分子鏈的剛硬性,高的粘流溫度和熔體粘度,加之粘度的溫

22、度敏感性大, 溫度降低熔體粘度會迅速增大,構(gòu)成了成型加工不利的方面。如注射成型時(shí),冷卻固化 快,流動取向的分子鏈來不及得到松弛,從而造成較大的內(nèi)應(yīng)力,易引起應(yīng)力開裂或影 響制品的尺寸穩(wěn)定性。為此,可對制品進(jìn)行熱處理,或在成型時(shí)采取適當(dāng)提高熔料的溫 度和模具溫度以及嵌件預(yù)熱等措施,充分降低模塑應(yīng)力。4、聚苯醚及改性聚苯醚 以銅一胺絡(luò)合物為催化劑, 以苯一乙醇混合劑作反應(yīng)介質(zhì),2, 6二甲酚單體和氧在 30C下聚合反應(yīng)即可生成聚苯醚( PPO)。聚苯醚具有很高的玻璃化溫度( Tg210 C),脆點(diǎn) 170C,分解溫度350C以上, 馬丁耐熱160C。具有最小的吸水性(室溫下飽和吸水率 0. 1%)

23、,在沸水中煮沸仍具 有尺寸穩(wěn)定性。聚苯醚硬而韌。硬度較尼龍、聚甲醛、聚碳酯為高,蠕變量卻比它們?yōu)樾?。聚苯?有很高的機(jī)械強(qiáng)度,并且隨著溫度上升下降緩慢,在一167C時(shí)仍具延展性,在 149C以上仍有良好的強(qiáng)度及剛度。聚苯醚及改性聚苯醚制品介電性能良好,在很寬的頻率、溫度濕度范圍內(nèi),它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切低而恒定,高溫下有高而穩(wěn)定的體積和表面電阻。在93C水中用10000小時(shí)的水解穩(wěn)定性試驗(yàn)后,聚苯醚、改性聚苯醚及玻璃纖維 增強(qiáng)的聚苯醚,它們的拉伸強(qiáng)度、伸長率、抗沖強(qiáng)度都沒有明顯的下降。23C水中24小時(shí)吸水率0. 06%, 100C水中平衡吸水率 0. 3%,是所有熱塑性工程塑料中吸水性

24、最 小的一種。用聚苯醚制成的醫(yī)療器械經(jīng)反復(fù)蒸汽消毒處理后,其性能無顯著變化。加壓 下進(jìn)行200次(每次15分鐘)水蒸汽加熱(120C)試驗(yàn)也看不出有變劣。聚苯醚制品 吸水后相應(yīng)的尺寸增加是其吸水率的 1/10。聚苯醚能耐稀酸,稀堿,合成洗滌劑,皂液,一些濃酸,但在濃鹽酸中于85 C、12 MPa作用下會開裂。在受力情況下浸于礦物油、酮類、酯類溶中,會產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 鹵代脂肪烴(如氯仿) 、芳香烴(如甲苯)能溶解聚苯醚,因此這類溶劑也有粘合劑之功 用。聚苯醚中由于酚氧基的存在,容易受熱氧化老化,可以添加六甲基磷酰三胺,亞磷 酸酯及炭黑等改進(jìn)之。改進(jìn)聚苯醚NORYI般是聚苯醚用苯乙烯系樹脂共混或接

25、枝共聚而成的。PPO與PS可以完全相互熔融,合多的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與聚苯乙烯共聚物玻璃化溫 度間的直線關(guān)系相似??衫盟圃旄鞣N各樣的耐熱性牌號,而沖出強(qiáng)度(懸臂梁式) 只PPO的40%,苯加入橡膠成分右提高其耐沖擊性。苯乙烯系彈性體為苯乙烯 -丁二烯橡膠(SBR等共聚物,它們都有苯乙烯基團(tuán),和 PPO相溶,所以與PPOPS合金相溶性好。所需共聚物可以根據(jù)需要進(jìn)行配方設(shè)計(jì)使其具 有所需要的性能如耐沖擊性、可撓性等。改性PPO的熱變形溫度在高荷重下可達(dá) 170C,纖維增強(qiáng)改性的 PPO其熱變形溫 度可達(dá)200 C左右,難燃性達(dá) UL94V9級。5、飽和熱塑性聚酯 飽和熱塑性聚酯是工程塑料的一大類。

26、主要品種有聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯 二甲酸丁二醇酯。( 1 )、聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯是飽和聚酯型熱塑性工程塑料(英文縮寫為PET),它是由對苯二甲酸二甲酯與乙二醇進(jìn)行酯交換后進(jìn)一步縮聚反應(yīng)而得。在塑料工業(yè)中,聚對苯二 甲酸乙二醇酯主要用于生產(chǎn)聚酯瓶、聚酯薄膜,注射成型各種制品則通常采用經(jīng)增強(qiáng)改 性、結(jié)晶改性、抗沖改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯。聚對苯二甲酸乙二醇酯是具有結(jié)晶性的材料,但它的結(jié)晶速率較慢,從熔融態(tài)迅速 冷卻到玻璃化溫度(80C)以下,可得到高透明的成型品。在高彈態(tài)經(jīng)雙向拉伸的制品 (如雙向拉伸薄膜、 雙軸定向瓶) ,由于形成細(xì)微的結(jié)晶而具有高透明性。 其透光率

27、可達(dá) 90。處于非晶態(tài)(或結(jié)晶度很低)的聚對苯二甲酸乙二醇酯(如二步法生產(chǎn)聚酯瓶過 程中瓶坯) ,在玻璃化溫度以上,緩慢結(jié)晶而失去透明性。聚對苯二甲酸乙二醇酯對氣體具有良好的阻隔性,氧氣透過率稍高于聚偏氯乙烯, 但仍屬優(yōu)良的阻隔性材料。因此,在包裝領(lǐng)域它有著廣泛的用途。聚對苯二甲酸乙二醇酯的機(jī)械性能優(yōu)良。其薄膜的拉伸強(qiáng)度是聚乙烯薄膜的9 倍,聚碳酸酯薄膜和尼龍薄膜的 3 倍??膳c鋁膜匹敵。當(dāng)然,這還與薄膜受拉伸與否、拉伸的倍數(shù)、最終的取向程度有關(guān)。 經(jīng) 30玻璃纖維增強(qiáng)改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料, 拉伸強(qiáng)度可達(dá) 160- 190MPa彎曲強(qiáng)度大于 200MPa模量超過 9X 103MPa懸

28、臂梁沖擊 強(qiáng)度在 100J/m 以上。增強(qiáng)后的聚對苯二甲酸乙二醇酯塑料有良好的耐摩擦磨耗性在長期負(fù)荷作用下有優(yōu)異的耐蠕變特性 在循環(huán)應(yīng)力作用下有極好的耐疲勞性能。聚對苯二甲酸乙二醇酯有很高的耐熱性。經(jīng)雙軸定向的純聚對苯二甲酸乙二醇酯制品,長期使用溫度為 120C。經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后,熱變形溫度高達(dá)220C , 180C長期使用機(jī)械性能超過比酚醛層壓板。聚對苯二甲酸乙二醇酯電絕緣性優(yōu)良,并且受頻率影響小,即使在較高溫度的環(huán)境 下也仍然如此。要注意的是,它在高電壓下的耐電暈性較差。聚對苯二甲酸乙二醇酯對各種有機(jī)溶劑及油類具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,但不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及長期的水蒸汽作用。戶外使用時(shí),它有優(yōu)良的

29、耐候性。室外暴露六年,機(jī)械強(qiáng)度 下降不大。由于聚對苯二甲酸乙二醇酯的熔點(diǎn)為260 C,分解溫度304 C,故成型溫度高,溫度范圍比較窄,料筒溫度一般控制在 280C。左右,熔料溫度應(yīng)控制在 300C以下。為避免 熱分解,注射成型的周期也應(yīng)盡量縮短。聚對苯二甲酸乙二醇酯在成型溫度下有良好的流動性,故注射成型所需的壓力較低。但在高的成型溫度下,水分易引起聚對苯二甲酸乙二醇酯的水解,造成制品性能的下降 和外觀質(zhì)量的低劣。因此在成型前應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格干燥,使水分含量低于0.03。聚對苯二甲酸乙二醇酯的高熔點(diǎn)易導(dǎo)致注射噴嘴內(nèi)熔料冷凝而堵塞,故注射噴嘴應(yīng)安裝電熱圈。由于其結(jié)晶特性,熔料會因冷卻過快而結(jié)晶不足。為

30、此,可加入結(jié)晶成核 劑,并提高模具溫度。在雙向拉伸薄膜和雙軸定向聚酯瓶的生產(chǎn)過程中,初坯則應(yīng)盡可 能快速冷卻通過玻璃化溫度,以盡量降低結(jié)晶度;在拉伸前的加熱過程中,應(yīng)使其均勻 而充分進(jìn)入高彈態(tài),同時(shí)又要保證在此過程中盡量少地形成結(jié)晶。(2)聚對苯二甲酸丁二醇酯聚對苯二甲酸丁二醇酯是由對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ヅc過量的1, 4-丁二醇通過酯交換或直接酯化制得對苯二甲酸雙羥丁酯后,進(jìn)一步進(jìn)行縮聚而成,其英文縮寫 為 PBT。聚對苯二甲酸丁二醇酯一般都經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)改性后才用作工程塑料。若未經(jīng)增強(qiáng) 改性,除長期使用溫度較高外,機(jī)械性能大都不如其它工程塑料。經(jīng)增強(qiáng)改性后,拉伸 強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)

31、度、模量等都成倍提高。用30玻璃纖維增強(qiáng)的聚對苯二甲酸丁二醇酯的綜合性能優(yōu)于30玻璃纖維增強(qiáng)改性的聚苯醚。此外,它耐蠕變,在長時(shí)間高負(fù)荷下形變量小,尺寸穩(wěn)定性好。純聚對苯二甲酸丁二醇酯的熱變形溫度通常只有60C左右,比其它工程塑料低。經(jīng)30 %玻璃纖維增強(qiáng)后, 熱變形溫度達(dá)210 C左右,長期使用溫度為140 C,短期使用溫度 可達(dá)200C,超過用30%玻璃纖維增強(qiáng)的聚苯醚、聚碳酸酯、聚甲醛、尼龍- 6等工程 塑料。聚對苯二甲酸丁二醇酯具有優(yōu)良的電性能,其體積電阻率為1016Q cm,介電強(qiáng)度高(23kv/mm),耐電弧性好,并且這些性能在寬廣的溫度、濕度、時(shí)間范圍內(nèi),基本保持 不變。因此可以

32、用于苛刻的工作條件。聚對苯二甲酸丁二醇酯的化學(xué)性能與聚對苯二甲酸乙二醇酯相似,對有機(jī)溶劑有很 強(qiáng)的耐受性,但不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、酚類化學(xué)藥品,不耐長期的沸水和高溫水蒸汽作用。聚對苯二甲酸丁二醇酯是典型的結(jié)晶性塑料, 結(jié)晶能力強(qiáng)于聚對苯二甲酸乙二醇酯, 但其熔點(diǎn)較聚對苯二甲酸乙二醇酯低,約為224C。注射成型時(shí),最適宜的料筒溫度為230 270C。在此溫度范圍內(nèi),具有較低的熔融粘度,良好的成型流動性。聚對苯二甲酸丁二醇酯的玻璃化溫度在室溫附近。由熔體冷卻時(shí)的結(jié)晶速度遠(yuǎn)高于 聚對苯二甲酸乙二醇酯,這使其比聚對苯二甲酸乙二醇酯有更好的成型加工性。由于在冷卻過程中,結(jié)晶化能充分快速地進(jìn)行,因此可采用較低的

33、模溫,較短的成型周期。 聚對苯二甲酸丁二醇酯的吸水率很低, 一般情況下可不經(jīng)干燥而直接用于成型加工。但為了保證質(zhì)量,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行干燥仍是重要的。干燥條件可控制在:溫度為120 150C,時(shí)間為 1 3 小時(shí)。二、特種工程塑料 從化學(xué)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)看, 酰胺基、酰亞胺基等組成。1聚酰胺系列聚酰亞胺系列砜、3PSU等。4.聚醚系列特種工程塑料的聚合物分子主鏈大多由苯環(huán)、具體分如下五類: 如芳香族聚酰胺( PA MXD6)CO主鏈中為酰亞胺結(jié)合(一 NCO主鏈中帶有醚結(jié)合(一01)的高分子,?這類有?PEEK聚醚醚鍵、酯基、5.主鏈中帶有酯結(jié)構(gòu)(一CX d)的高分子,如 PAR等。 女口 PTFE F4

34、6、ETFE PVDF等。2在2聚酯系列 含氟聚烯烴系列 總的說來,這類塑料的特點(diǎn)是:多為芳香族,含有多個苯環(huán);Tg大多在15 0C左右;Tm大多在3 0 0 C左右或以上;UL溫度在15 0C以上, 不少品種是C以上;大多難燃;拉伸強(qiáng)度大多在7 0 MPa以上;?成型加工溫度高,難度大。0 00 0最重要的特種工程塑料有如下一些品種:1 、 聚砜( PSF)以雙酚A與NaOH或KOH在二甲基亞砜(DMSO溶劑中生成雙 A鈉鹽,然后再與4.4 /氯二苯基砜縮聚,即成聚砜(英文縮寫PSF)聚砜是一種很好的工程材料。具有高模量、高強(qiáng)度。脆化溫度為-01C,在1 . 83MPa( 18. 6kgf

35、/ cm 2下熱變形溫度為174C。 實(shí)際考核在150C下使用2年性能無顯著變化。聚砜使用溫度范圍、頻率范圍都很寬,介電常數(shù)穩(wěn)定,介電損耗小,適于制作印刷 電路板、片狀電容器、接插件等電子電氣產(chǎn)品零部件。聚砜可在苛刻環(huán)境下工作。適宜用作設(shè)備的防腐襯里??赡蛪A、無機(jī)鹽溶液侵蝕。 在高溫下耐洗滌與烴類。但對極性有機(jī)溶劑要注意。聚砜可長期耐沸水和蒸汽。用它制造的各種零部件無毒,可反復(fù)用蒸汽水消毒,反 復(fù)進(jìn)行自動洗滌,其物理性能與表面光澤都不會因此降低。利用以上特性可代替玻璃、 金屬制造醫(yī)療器械、食品加工機(jī)械等。聚砜在高溫下也同樣具有高的耐蠕變性。聚砜的難燃性達(dá)到 UL94的V-級。2、聚苯醚砜(聚醚

36、砜)聚苯醚砜也稱聚醚砜 (英文縮寫為 PES。聚醚砜的耐熱性高,Tg為225 C。在200 C 下機(jī)械性能基本不變。 聚醚砜在高溫下有優(yōu)良的抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性。 在加入 30玻 璃纖維增強(qiáng)后,200C高負(fù)荷下4個月的變形小于 0. 005%。由此推斷:按拉伸強(qiáng)度下 降一半計(jì),聚醚砜在 180 C下可使用20年,在200 C下可使用5年。故稱聚醚砜的長期 使用溫度為180C,若加30%玻纖增強(qiáng)則為 200C。此外聚醚砜制品在 -50C低溫下仍 不脆裂。聚醚砜的機(jī)械性能在熱塑性塑料中屬于高者。如拉伸強(qiáng)度為84. 3MPJ,彎曲模量為2. 65GFa斷裂伸長率為 80C,缺口沖擊強(qiáng)度為 0. 91

37、J/cm=聚醚砜對酸、堿等無機(jī)藥品及溶劑有優(yōu)良的耐藥品性,但對極強(qiáng)的有機(jī)溶劑如二氯乙烷、N-甲基吡咯烷使用時(shí)需要注意。聚醚砜使用,在超過200 C時(shí)會引起破裂。在高溫下,化學(xué)藥品會促使殘留應(yīng)力引起應(yīng)力開裂,故在這種環(huán)境中應(yīng)采用玻纖增強(qiáng)的聚醚 砜。聚醚砜具有優(yōu)異的電性能,在200 C下絕緣性能穩(wěn)定。3、聚芳酯( PAR)聚芳酯(英文縮寫為PAR是芳香族二元酸與芳香族二元酚的縮聚酯。其常用的原料是含對苯二甲酸和間苯二甲酸的混合苯二甲酸與雙酚A。聚芳酯具有優(yōu)異的耐熱性。工業(yè)化最早的聚芳酯是日本 UNITIKA公司的U聚合物(商品名),牌號為U-00。聚芳酯在主鏈中含有高密度的芳香環(huán),因而具有高耐熱性

38、。這種聚合物結(jié)晶度很低, 故透明度很好,且抗紫外線老化,耐氣候性優(yōu)異。由于聚芳酯主鏈含高密度芳環(huán),用玻璃纖維增強(qiáng)后耐熱性很高,在重負(fù)荷下熱變形 溫度為175 C,若以10C / 的速率升溫,到 443 C時(shí)失重僅為 5%。聚芳酯的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異,耐蠕變、抗沖擊,屈服伸長大,彈性回復(fù)好,表面硬度高。 聚芳酯性自熄性材料, 難燃。 聚芳酯的氧指數(shù)達(dá) 36. 8,除了比聚氯乙烯及聚四氟乙 烯等低一些外,比其它塑料,包括通常的含有阻燃劑的塑料的氧指數(shù)均要高。聚芳酯的電性能類似聚碳酸酯和聚甲醛。它吸濕性小,其電性能在潮濕環(huán)境中也是 十分穩(wěn)定的。聚芳酯的電性能受溫度的影響也較小,其體積電阻率即使在 160C

39、高溫下,仍能保持1014Q cm以上的水平。聚芳酯的耐化學(xué)藥性與聚碳酸酯類似,對油類介質(zhì)及稀酸穩(wěn)定,但易受濃硫酸、堿、 熱水、氨水等侵蝕,易溶于氯代烴及酚類。4、聚苯硫醚( PPS)聚苯硫醚(英文縮寫為PPS是結(jié)晶性熱塑性聚合物。其軟化點(diǎn)為277282C, Tg為8593C。過去制得的聚苯硫醚聚合物度極低,需在軟化點(diǎn)以下使分子部分交聯(lián)方能滿足使用 需要。近年來,采用新型觸媒已開發(fā)了高分子量的直鏈聚苯硫醚。這類觸媒通常是各種 金屬的碳酸鹽、磺酸鹽、磷酸鹽等。根據(jù)制造方法不同,聚苯硫醚分為交聯(lián)型與直鏈型兩種。直鏈型有優(yōu)良的韌性和延伸性;而交聯(lián)型又有其獨(dú)特性能;在氧氣存在下能加熱固化,超過200 C

40、熱處理熔融指 數(shù)急劇下降,利用該性能可將聚合終了的低粘度聚苯硫醚通過熱處理制造適合注射、擠 出的任意粘度的聚合物。聚苯硫醚具有突出的熱穩(wěn)定性,長期使用溫度在180C以上,耐化學(xué)藥品性優(yōu)異。 還具有良好的剛性、尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變性。對玻璃、陶瓷、鋼材等基礎(chǔ)材料都有很好的 粘接力。此外,它與各種填料及高分子材料具有良好的共混性。聚苯硫醚可用一般熱塑 性塑料加工方法成型。用玻璃纖維增強(qiáng)后,其沖擊強(qiáng)度顯著提高,其它力學(xué)性能也有提 高。聚苯硫醚無論在長期負(fù)荷下還是在熱負(fù)荷下,都具有較好的耐蠕變性,即使是在較 高的溫度下,其蠕變也是很小的。聚苯硫醚的突出特點(diǎn)是具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性特別是經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)的聚苯硫

41、醚,即 使在較高的溫度下,也具有優(yōu)良的機(jī)械性能。聚苯硫醚的阻燃性也很好。由于其主鏈由密集的苯環(huán)構(gòu)成,遇火成焦傾向大,故本 身即具有阻燃作用,因此無須加入阻燃劑就可以過到 UL94V 0 級。聚苯硫醚與其它工程塑料相比,介電常數(shù)較小,介電損耗相當(dāng)?shù)?,并且在寬廣的頻 率、溫度和濕度范圍內(nèi)變化很小,能保持良好的電性能。5、聚醚醚酮( PEEK)聚醚醚銅可采用 4. 4二氟苯酮、對苯二酚和碳酸鈉或碳酸鉀為原料,以苯砜為溶劑制得。聚醚醚酮(英文縮寫為PEEK 聚醚醚酮在受熱熔融時(shí)加入玻璃纖維或碳纖維制得相應(yīng)增強(qiáng)的聚醚醚酮塑料。聚醚醚酮是一種具有熱固性樹脂特性的熱塑性樹脂,它是 一種結(jié)晶性聚合物,熔點(diǎn)33

42、4C,其制品具有良好的機(jī)械性能和耐熱性,可在220C連續(xù)使用,最高使用溫度為 240 C加入30%玻璃纖維后,可在 310C連續(xù)使用。聚醚醚酮 有優(yōu)良的耐輻射性和耐化學(xué)藥品性,除濃硫酸外,可耐所有的化學(xué)試劑。此外具有優(yōu)異 的電絕緣性能,良好的韌性,在高溫下仍保持優(yōu)良的耐磨性。聚醚醚酮在火焰中燃燒性 低,且只發(fā)出低量的煙氣,其燃燒性屬于UL94V 0 級。5、聚酰胺-酰亞胺(PAI)聚酰胺 蹴亞胺通常是由苯基三甲酸酐和二異氰酸酯在DMF溶液中縮聚面成。聚酰胺-酰亞胺(英文縮寫為 PAI)是一種新型的耐高溫、耐輻射絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料。它在可 以注射成型的熱塑性工程塑料中具有最好的機(jī)械性能。不僅在室

43、溫下,而且在高溫下, 聚酰胺 蹴亞胺均有優(yōu)良的機(jī)械性能。聚酰胺蹴亞胺的摩擦系數(shù)較低,在高溫下也具有較好的耐摩擦、磨耗性能。為進(jìn)一 步提高其耐磨性和減小摩擦系數(shù),可采用添加石墨方法。添加石墨后,隨石墨含量的增 加,聚酰胺酰亞胺的彎曲模量有所提高,而沖擊強(qiáng)度則有所下降。聚酰胺 蹴亞胺具有優(yōu)異的耐熱性,其熱變形溫度為274C,長期使用溫度 220 C在220C經(jīng)1500小時(shí)熱老化后,拉伸強(qiáng)度仍保持在80 %以上。聚酰胺 蹴亞胺的電性能也非常好,它的體積電阻可高達(dá)1017Q .cm。它的耐輻射性也很好,在1017G 丫輻射下,拉伸強(qiáng)度僅下 7% 6、聚醚酰亞胺( PEI)聚醚酰亞胺又稱聚醚亞胺(英文縮

44、寫為PEI),是一種非結(jié)晶性的熱塑性聚酰亞胺。它由雙酚 A 醚酐和芳香烴二胺縮聚而成。聚醚亞胺把聚酰亞胺的高性能與通用熱塑性工 程塑料的良好成型加性能結(jié)合在一起,使它既具有優(yōu)良的機(jī)械性能、耐熱性、電性能和 阻燃性,又可以方便地用注射、擠出、吹塑等方法成型加工。聚醚亞胺在非結(jié)晶性工程塑料中,顯示了最好的耐藥品性。能耐幾乎所有的脂肪族 烴類,對酸也有良好的耐受性。聚醚亞胺即使在沸水中經(jīng)104h 老化后,還能保持拉伸強(qiáng)度的 85%,顯示了優(yōu)良的耐水性和耐沸水水解性。聚醚亞胺的電性能優(yōu)異,而且介電性能隨溫度的變化甚微。7、聚四氟乙烯( PTFE)聚四氟乙烯是單體四氟乙烯的均聚物(英文縮寫為PTFB。它

45、是一種沒有支化的線性聚合物,化學(xué)結(jié)構(gòu)簡單,分子鏈高度規(guī)整。因而,在適當(dāng)?shù)臈l件下,可以達(dá)到很高的結(jié) 晶度。其結(jié)晶熔點(diǎn)很高,約為327 Co聚四氟乙烯的力學(xué)強(qiáng)度較低。因此,作為工程塑料使用,力學(xué)強(qiáng)度不是其長處。聚四氟乙烯的拉伸強(qiáng)度,一般約為15-30 MPa對定向薄膜可達(dá) 100 MPa斷裂伸長率50 400(取決于加工) ;彎曲強(qiáng)度、 壓縮強(qiáng)度、 彈性模量都較低, 硬度僅為邵氏 55 70D, 制品在長時(shí)間的連續(xù)載荷作用下蠕變量大。它的突出優(yōu)點(diǎn)是在一270 + 260 C的廣泛范圍內(nèi),有韌性及延性。聚四氟乙烯具有極好的熱穩(wěn)定性,分解溫度大約在390C以上。加熱到415C時(shí),聚四氟乙烯產(chǎn)生明顯的分

46、解,放出有劇毒的全氟異丁烯氣體。由于聚四氟乙烯的高熔點(diǎn)、 高的熱穩(wěn)定性以及低溫下的韌性,使其適應(yīng)寬廣的使用溫度范圍。它在液態(tài)空氣中不會 發(fā)脆,在沸水中不會變軟,從270 C的低溫到250 C的高溫,都可使用。無載荷時(shí)至少到250C時(shí),仍保持尺寸穩(wěn)定性,連續(xù)在210 C以上使用達(dá)一萬小時(shí),其性能基本不變。聚四氟乙烯具有良好的耐候性。0.1mm厚的薄膜經(jīng)室外暴露六年,其外觀和機(jī)械性能均無顯著變化。然而,聚四氟乙烯在高輻射下會降解,分子量降低,性能變劣。聚四氟乙烯在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)是一種優(yōu)良的絕緣體。體積電阻率大于1018Q cm,介電強(qiáng)度20kv/mm,耐電弧性在300s以上。聚四氟乙烯的介

47、電常數(shù)和介電損耗 都很小。介電常數(shù)值為 2.1,介電損耗小于2X 104,且基本不受頻率的影響,是最優(yōu)良 的介電材料之一。聚四氟乙烯具有極低的摩擦系數(shù),且通常條件不受有否潤滑劑存在的影響。它對金屬的摩擦系數(shù)在 0.07左右,自摩擦系數(shù)低至 0.01。因此,它具有優(yōu)異的自潤滑性,是 一種優(yōu)良的減摩耐磨材料。聚四氟乙烯分子鏈?zhǔn)欠菢O性的,分子間相互作用很小。由于其高結(jié)晶度和無特殊的 相互作用,所以它在一般溫度下不溶于所有溶劑。聚四氟乙烯有卓越的耐腐蝕性,能耐強(qiáng)酸、濃堿、強(qiáng)氧化劑,如硫酸、鹽酸、硝酸、 王水、燒堿、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、油脂、去污劑、有機(jī)溶劑等化學(xué)藥品對它均不起作 用。只有熔融的堿金屬、

48、堿金屬的萘化物或氨化物才能侵蝕聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是表面能最低的塑料,它極疏水,對水的接觸角為114 115,水蒸汽透過率低于聚乙烯。此外,它屬于難粘材料,必須經(jīng)過表面處理才能用其它粘合劑進(jìn) 行粘合。表面處理的方法有多種。最常用的方法是用萘鈉絡(luò)合液化學(xué)腐蝕處理和表面 輻射接枝處理,使其帶上極性表面,然后用環(huán)氧樹脂等一般粘合劑粘合。工業(yè)聚四氟乙烯通常其分子量很大, 在熔點(diǎn)以上, 具有 10111012 泊的極高熔融粘度, 呈彈性狀態(tài), 難以流動成型。 因而聚四氟乙烯雖然從分子結(jié)構(gòu)看是直鏈狀熱塑性聚合物, 但難以用通常的熱塑性塑料的加工方法進(jìn)行,而要采用采用類似于“粉末冶金”的那種 冷壓與燒結(jié)相

49、結(jié)合的加工方法。聚四氟乙烯具有較低的結(jié)晶速率,可以方便地通過調(diào)節(jié)溫度來調(diào)節(jié)結(jié)晶速率,從而 調(diào)節(jié)結(jié)晶度。慢慢冷卻得到高結(jié)晶度,快速冷卻則得到相反的結(jié)果。8、聚偏二氟乙烯(聚偏氟乙烯)聚偏二氟乙烯是偏二氟乙烯的均聚物(英文縮寫為PVDF。聚偏二氟乙烯是透明或半透明的結(jié)晶性聚合物,結(jié)晶度68%左右,氟含量為59%,分子量25100萬。聚偏二氟乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐磨耗,耐蠕變,韌性好,是氟塑料中韌性最好的品種。聚偏二氟乙 烯具有較高的耐熱性, 長期使用溫度為一40150 C,有突出耐氣候老化性、 耐臭氧、耐 輻照、耐紫外光。聚偏二氟乙烯介電性能優(yōu)異,耐腐蝕性優(yōu)良,室溫下能耐酸、堿、強(qiáng)氧化劑、鹵素、脂肪烴

50、、芳烴、醇、醛等有機(jī)溶劑。但易受發(fā)煙硫酸、強(qiáng)堿性伯胺、酮、 醚等少數(shù)化學(xué)品侵蝕,可被二甲基甲酰胺和二甲基亞砜溶解。與其它氟塑料相似,聚偏 二氟乙烯為難燃性塑料,具有自熄性。9、聚全氟乙丙烯( PFA。聚全氟乙丙烯(英文縮寫為PFA為四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(F46),也常被稱為可熔性聚四氟乙烯。FY6的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、潤滑性、耐大氣老化性 以及不燃性均與聚四氟乙烯相仿,但耐熱性略低于聚四氟乙烯,長期使用溫度為-85205 C。它的突出優(yōu)點(diǎn)是加工性能較聚四氟乙烯好,可用一般熱塑性塑料的加工法,如采用擠出、注射、傳遞模塑等方法加工。F-46耐蠕變性在室溫時(shí)比聚四氟乙烯好,但在高溫下

51、卻不及聚四氟乙烯,溫度越高,變形也越大。F Z6也和聚四氟乙烯一樣,具有光滑的蠟狀表面,極低的摩擦系數(shù)。它的靜摩擦系 數(shù)比動摩擦系要小,且摩擦系數(shù)隨滑動速度增大而增加,隨負(fù)荷增大而降低。與聚四氟 乙烯相比, F46 具有沖擊強(qiáng)度高,氣密性好,耐輻照,低溫柔性好,與金屬、玻璃粘 結(jié)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。此外,F(xiàn) 46 能耐所有酸、堿、溶劑和氧化劑,但在高溫下,不耐熔融堿金屬。萘鈉類的試劑能腐蝕F46。10、乙烯-四氟乙烯聚物(ETFE乙烯-四氟乙烯聚物(英文縮寫為ETFE基本是乙烯與四氟乙烯以1:1摩爾比進(jìn)行共聚制得的,具有乙烯和四氟乙烯交替鏈節(jié)的聚合物。乙烯-四氟乙烯聚物是半結(jié)晶性、半透明聚合物,結(jié)晶度

52、約 50 60%。具有優(yōu)異的綜合性能。不僅基本保持了氟塑料的某 些特性,又可用普通熱塑性塑料成型方法加工。與聚四氟乙烯相比,乙烯-四氟乙烯聚物相對密度較小,表面自潤滑性較差,摩擦系數(shù)較大,粘接性和印刷性稍好。乙烯-四氟乙烯聚物機(jī)械性能優(yōu)異,耐沖擊、抗蠕變性和壓縮強(qiáng)度優(yōu)于聚四氟乙烯, 低溫沖擊強(qiáng)度是現(xiàn)有氟塑料中最好的品種;乙烯-四氟乙烯聚物有優(yōu)異的耐熱性,長期使用溫度為-60- 180C,短時(shí)達(dá)230C;乙烯-9氟乙烯聚物的其它性能與聚四氟乙烯相當(dāng), 介電性能優(yōu)良,介電常數(shù)低,耐輻照性能優(yōu)異,耐候性、耐腐蝕,性能接近全氟聚合物。 經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后,熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度等均有所提高。11

53、 、 液晶聚合物( LCP)受熱熔融或被溶劑溶解之后,雖然失去固態(tài)物質(zhì)的剛性,而獲得液態(tài)物質(zhì)的流動性, 卻仍然部分地保存著晶態(tài)物質(zhì)分子的有序排列。這類聚合物稱為液晶態(tài)聚合物,或稱液 晶聚合物(英文縮寫為 LCP)。液晶聚合物具有剛性的高分子形態(tài)。在熔融狀態(tài)或溶液狀態(tài)下,其分子也不柔曲, 呈棒狀。材料流動時(shí),分子沿流動方向取向。當(dāng)冷卻時(shí),分子按取向狀態(tài)固化。因此保 持有序排列。液晶聚合物分為溶致液晶聚合物(LLCP和熱致液晶聚合(TLCP兩大類。溶致液晶聚合物是在合適的溶劑和一定的濃度范圍內(nèi)能形成液晶態(tài)的聚合物。溶致液晶聚合物因需特殊溶劑,故給工業(yè)化生產(chǎn)和注射成型帶來困難,目前僅用于紡絲。芳香 族聚酰胺纖維是一類主要的LLCP,國內(nèi)統(tǒng)稱為芳綸。芳綸又可分為兩類:一類為耐熱芳綸,以聚間苯二酰間苯二胺(PMTA為代表,在253C可長期使用。另一類為高強(qiáng)度(3Gpa)、 高模量(100G芳綸,主要有聚對甲苯酰胺(PBA和聚對苯二甲酰對苯二胺(PPTA兩種。熱致液晶聚合物(TLCP是指在一臨界溫度區(qū)間,即在Ti -m溫度區(qū)間(Tm為固轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕B(tài)的溫度,Ti 為液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀ㄒ后w的溫度即清亮點(diǎn)

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