改性工程塑料行業(yè)培訓(xùn)教程工程塑料

1、新材料行業(yè)(hngy)改性工程塑料培 訓(xùn) 教 程（10） 工 程 塑 料 基 礎(chǔ) WUHU NIUMAITE NewMaterialTechnologyCentre共九十頁什么(shn me)是工程塑料？工程塑料（engineering-plastics）是指一類可以(ky)作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。工程塑料的性能特點(diǎn)：1、能承受一定的外力作用；2、有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性，3、在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可用作工程結(jié)構(gòu)件。工程塑料的主要性能：熱 性 質(zhì)：玻璃化溫度（Tg）及熔點(diǎn)（Tm）；熱變形溫度（HDT）高；

2、長(zhǎng)期使用溫度高（UL-746B）；使用溫度范圍大；熱膨脹系數(shù) 小。機(jī)械性質(zhì)：高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、低潛變性、強(qiáng)耐磨損及耐疲勞性。其 它：耐化學(xué)藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。共九十頁常用的工程塑料件常用(chn yn)的工程塑料種類：尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。 共九十頁五大通用(tngyng)工程塑料的發(fā)展史1、聚酰胺(PA)：卡羅澤斯（W.H.Carothers美國(guó)化學(xué)家）開發(fā)聚酰胺研究并于1931年申請(qǐng)了專利(zhunl)，由杜邦公司于1939年組織生產(chǎn)并率先工業(yè)化的。2、均聚甲醛(POM)：1956年杜邦公司又成功地開發(fā)出，并于1959年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 共聚甲醛：19

3、62年由美國(guó)塞拉尼斯公司開發(fā)并商品化生產(chǎn)。3、聚碳酸酯(PC)：1958年和1960年德國(guó)拜耳公司和美國(guó)通用電氣公司分別開發(fā)生產(chǎn)了酯交換法和光氣化法聚碳酸酯。4、聚苯醚(PPO) ：1964年通用電氣公司開發(fā)，兩年后推出改性聚苯醚。5、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)：1970年由美國(guó)塞拉尼斯公司將熱塑性聚酯類開發(fā)成工程塑料，它成為五大通用工程塑料最后開發(fā)成功且產(chǎn)量增長(zhǎng)率極高的品種。共九十頁工程塑料(n chn s lio)的狀況 從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)工程塑料以來，半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成長(zhǎng)壯大，在2000年，全世界工程塑料產(chǎn)量(chnling)已超過500萬t，還以每年79%的速度遞增

4、。雖然僅占全部塑料的23%，但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。 我國(guó)工程塑料部分產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)也已接近國(guó)外先進(jìn)水平。一些特種工程塑料產(chǎn)品的工藝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)際先進(jìn)行列。2008年，我國(guó)工程塑料的消費(fèi)量約為206萬噸，2010年，我國(guó)工程塑料的消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)到約244萬噸。共九十頁工程塑料(n chn s lio)的分類工程塑料按連續(xù)使用溫度分類通用工程塑料聚酰胺(PA)，聚碳酸酯(PC)，聚甲醛(POM)，聚苯醚(PPO)和熱塑性聚酯(PBT、PET、PU)特種工程塑料聚酰亞胺(PI)，聚砜(PSF)，聚苯硫醚(PPS )，聚醚，聚苯酯PHB ，聚芳酯PAR 按聚合物結(jié)構(gòu)單元和重復(fù)單元分

5、類聚酰胺，聚酯，聚芳雜環(huán)化合物，聚醚和含氟塑料共九十頁通用(tngyng)工程塑料聚酰胺(PA)聚甲醛(POM)通用工程塑料聚碳酸酯(PC)改性聚苯醚(PPO)熱塑性聚酯(PBT、PET、PU)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)甲基戊烯聚合物(TPX)乙烯醇共聚物乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）聚乙烯醇（PVOH）共九十頁特種(tzhng)工程塑料特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)聚砜(PSF)聚酰亞胺(PI)聚芳(PAR)液晶聚合物(LCP)聚醚醚酮(PEEK)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA)等聚醚酰亞胺PEI液晶高分子PPS碳納米管增強(qiáng)PEEK共九十頁表1特種(tzhng)工

6、程塑料類型： 交 聯(lián) 型 非 交 聯(lián) 型聚氨基雙馬來酰胺(PABM)聚砜(PSF)聚三嗪聚醚砜交聯(lián)聚酰亞胺(PAI)聚苯硫醚(PPS)耐熱環(huán)氧樹指聚酰亞胺(PI)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA）聚醚醚酮（PEEK）聚芳酯(PAR)共九十頁工程塑料(n chn s lio)的主要特性1、質(zhì)量輕、相對(duì)密度小 工程塑料的相對(duì)密度一般在1.02.0之間，遠(yuǎn)低于金屬(jnsh)。自重輕，可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料用于航空飛行器、車輛等領(lǐng)域。共九十頁工程塑料的主要(zhyo)特性2、較高的比強(qiáng)度： 用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強(qiáng)，可以大大提高抗張強(qiáng)度，*拉伸強(qiáng)度與相對(duì)密度的比值(bzh)一

7、般在1500-1700，甚到高達(dá)4000（鋼1600，鋁1500）3、突出的耐磨和自潤(rùn)滑性能： 用工程塑料作摩擦零件，與耐磨金屬合金相對(duì)，磨耗量低于1：5，氟塑料更佳。4、優(yōu)良的機(jī)械性能： 在較寬的溫度范圍內(nèi)，許多工程塑料，尤其是增強(qiáng)的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。*拉伸強(qiáng)度(tensile strength)：是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。 在拉伸試驗(yàn)中，試樣至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力即為拉伸強(qiáng)度，其結(jié)果以MPa表示。拉伸強(qiáng)度檢測(cè)儀共九十頁工程塑料(n chn s lio)的主要特性5、優(yōu)良的電絕緣性： 幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性，可以躋身(j shn)優(yōu)

8、良絕緣材料行列6、化學(xué)穩(wěn)定性： 對(duì)酸、堿和一般有機(jī)溶劑都有很好的抗腐蝕性。8、有較高的耐熱性： 一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強(qiáng)時(shí)，UL長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度都超過100，特種工程塑料的指標(biāo)一般都超過150。7、較好的制件尺寸穩(wěn)定性：共九十頁工程塑料的主要(zhyo)特性9、優(yōu)良的吸震、消聲和對(duì)異物的埋沒(mim)性能： 工程塑料作為運(yùn)動(dòng)零部件使用時(shí)，沒有金屬撞擊的噪聲，有優(yōu)良的吸震消聲性能。對(duì)于有磨粒存在的條件下，可以埋沒異物，不像金屬之前可能會(huì)咬死或刮傷。工程塑料齒輪工程塑料齒輪10、良好的加工性能： 工程塑料可以在較低的溫度下（通常400以下），采用注塑、擠出、吹塑等方法進(jìn)行加工，制品可采用機(jī)

9、械方法再加工，尺寸穩(wěn)定，成品的互換性強(qiáng)，模具費(fèi)用低，與加工金屬相比，可節(jié)省能耗50%左右，工時(shí)縮短，成品率高。共九十頁幾種(j zhn)常見的工程塑料聚酰胺（PA）聚碳酸酯(j tn sun zh)（PC）聚甲醛（POM）聚苯醚（PPO）共九十頁工程塑料之一尼龍(nlng)的發(fā)展歷程聚酰胺：又稱尼龍(nlng)(Nylon),英文名稱Polyamide （簡(jiǎn)稱PA），是一種人造多聚物， 世界上第一種完全人造的纖維和塑料。1931年：杜邦公司的卡羅澤斯開發(fā)尼龍-66， 成為最先開工業(yè)化的工程塑料，并于 1939年杜邦公司組織生產(chǎn)。1942年：德國(guó)人開發(fā)了尼龍-6的工業(yè)技術(shù)， 并作為纖維開發(fā)應(yīng)用。

10、1961年：中國(guó)開發(fā)PA1010。1972年：杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術(shù)。尼龍目前是工程塑料中產(chǎn)量最大的品種 卡羅澤斯W.H.Carothers共九十頁 最早的尼龍制品(zhpn)1938年尼龍正式上市，最早的尼龍制品是替代鬃毛制作牙刷的刷毛（1938年2月24日開始出售）和婦女穿的尼龍襪（1940年5月15日上市）。如今，尼龍纖維更多的是和其他纖維(棉、麻、毛等)混紡成多種人造纖維。 共九十頁中國(guó)(zhn u)的尼龍“錦綸”錦綸：學(xué)名聚酰氨纖維，是中國(guó)所產(chǎn)聚酰胺類纖維的統(tǒng)稱。 1958年4月，第一批中國(guó)國(guó)產(chǎn)己內(nèi)酰胺（尼龍6）試驗(yàn)樣品終于(zhngy)在遼寧省錦西化工廠試制成功。在北京纖

11、維廠一次抽絲成功，從此拉開了中國(guó)合成纖維工業(yè)的序幕。這種合成纖維后來就被命名為“錦綸”，也就是尼龍。錦綸的特點(diǎn)：強(qiáng)度高，耐磨性、回彈性好，可以純紡和混紡作各種衣料及針織品。錦綸吸濕性和染色性都比滌綸好，耐堿而不耐酸，長(zhǎng)期暴露在日光下其纖維強(qiáng)度會(huì)下降。錦綸有熱定型特性，能保持住加熱時(shí)形成的彎曲變形。 錦綸的品種：有錦綸6、錦綸66、錦綸1010、錦綸610，其中最主要的是錦綸66和錦綸6。滌綸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET），中國(guó)聚酯纖維的商品名稱，俗稱的確良，經(jīng)紡絲和后處理制成的纖維。共九十頁聚酰胺的結(jié)構(gòu)(jigu) 聚酰胺（PA），是主鏈上含有酰胺基團(tuán)（-CONH-）的高分子化合物的總稱。PA

12、可以(ky)由二元酸與二元胺或由同時(shí)含有胺基和羧基的-氨基酸縮聚而得，也可由內(nèi)酰胺自聚制得。 脂肪族聚酰胺分子鏈由亞甲基（-CH2-）與酰胺結(jié)構(gòu)（-CONH-）組成。二元酸二元胺內(nèi)酰胺共九十頁聚酰胺的類型(lixng)脂肪(zhfng)族聚酰胺的類型 聚 酰 胺 的 類 型 PA(按主鏈組成分)脂肪族p型尼龍3，4，6，7，8，9，11，12等mp型尼龍66、69、610、1010、1212等芳香族芳綸1313-Nomex(諾梅克斯)、芳綸1414-Kevlar(凱夫拉)、芳綸14半芳香族尼龍MXD6、尼龍6T、尼龍9T尼龍12T脂環(huán)族含雜環(huán)共九十頁聚酰胺（PA）的特性(txng) 尼龍作為大

13、用量的工程塑料，廣泛用于機(jī)械、汽車、電器、紡織器材、化工設(shè)備、航空、冶金等領(lǐng)域。成為各行業(yè)中不可缺少的結(jié)構(gòu)材料，其主要特點(diǎn)(tdin)如下： 1優(yōu)良的力學(xué)性能：尼龍的機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好。 2自潤(rùn)性、耐摩擦性好：尼龍具有很好的自潤(rùn)性，摩擦系數(shù) 小，從而，作為傳動(dòng)部件其使用壽命長(zhǎng)。 3優(yōu)良的耐熱性：尼龍46等高結(jié)晶性尼龍的熱變形溫度很高， 可在150下長(zhǎng)期使用。玻璃纖維增強(qiáng)PA66熱變形溫度達(dá) 到250以上。 4優(yōu)異的電絕緣性能：尼龍的體積電阻很高，耐擊穿電壓高， 是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。 5優(yōu)良的耐氣候性。 6吸水性：尼龍吸水性大，飽和水可達(dá)到3%以上。在一定程 度影響制件的尺寸穩(wěn)定性。 共

14、九十頁聚酰胺的應(yīng)用(yngyng) 聚酰胺由于它獨(dú)特的低比重、高抗拉強(qiáng)度、耐磨、自潤(rùn)滑性好、沖擊韌性優(yōu)異、具有剛?cè)峒鎮(zhèn)涞男阅芏A得人們的重視，加之其加工簡(jiǎn)便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來代替金屬，廣泛用于汽車(qch)及交通運(yùn)輸業(yè)。 聚酰胺在汽車工業(yè)的消費(fèi)比例最大，大約每輛汽車消耗尼龍制品達(dá)3.64千克。其次是電子電氣。 典型的制品有泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調(diào)節(jié)閥等零部件。尼龍風(fēng)扇葉片泵葉輪尼龍軸承共九十頁聚酰胺（PA）纖維(xinwi)的應(yīng)用 聚酰胺纖維可以與棉、麻、羊毛、蠶絲等其他紡織纖維混紡，以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐磨

15、性。它還能制成輕、薄并有良好強(qiáng)度的產(chǎn)品，如尼龍塔夫綢，可用作滑雪衫、羽絨服、箱袋及傘的面料。聚酰胺纖維在襪類用途中居于優(yōu)勢(shì)地位(dwi)。強(qiáng)度為 5388cN/dtex的聚酰胺纖維可用于制作輪胎簾子線、傳送帶及漁網(wǎng)、繩索、降落傘、帳篷布等工業(yè)用品。聚酰胺纖維地毯方面的應(yīng)用正迅速增加。共九十頁聚酰胺（PA）的應(yīng)用(yngyng)部 位 部 件 名 稱 材 料 性 能發(fā)動(dòng)機(jī)部 件汽缸蓋，進(jìn)氣支管，進(jìn)氣消器，散熱器，過濾器，同步皮帶，加油器蓋，高壓代碼保護(hù)器，電機(jī)電刷，沉淀器，冷卻風(fēng)扇GPA6、PA66、PA6高強(qiáng)度，耐溫，耐環(huán)境變化車 身部 件車門，前后蓋板、把手、門鎖、安全帶固定鉸鏈，儀表板、擋

16、泥板，遮光板夾具PP/PA6、PE/PA66、PPO/PA6、PA66等抗沖擊，耐熱穩(wěn)定，可涂裝性電 氣部 件電氣配線，接插件，熔斷器，保險(xiǎn)盒，電線包覆，電線夾及固定卡套、接線柱、按鈕、開關(guān)PA6阻燃PA6驅(qū)動(dòng)控制部件齒輪，車輪蓋板，扣釘，油門，踏板，制動(dòng)管，輸油管增強(qiáng)PA6、PA66、PA11、PA12、PA46表-2 汽車用PA工程塑料(n chn s lio)部件共九十頁聚酰胺（PA）的加工(ji gng)特性1尼龍吸濕性強(qiáng)，容易受潮：成型前必須充分干燥。 尼龍含水量對(duì)其力學(xué)性能有較大的影響(yngxing)， 在熔融狀態(tài)下，水分的存在，會(huì)引起尼龍的水解而導(dǎo)致分子量下降，使得制品機(jī)械性能

17、下降，還會(huì)在成型過程中，制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。2尼龍熔體粘度低、流動(dòng)性大，噴嘴會(huì)產(chǎn)生“流延”現(xiàn)象：尼龍?jiān)诼輻U式注射機(jī)成型時(shí)，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。 用螺桿式注射機(jī)注射成型時(shí)，熔體會(huì)在螺桿和料筒壁之間出現(xiàn)逆流，使注料不準(zhǔn)， 浪費(fèi)原料，污染噴嘴。3尼龍是結(jié)晶性高聚物：必須嚴(yán)格控制工藝條件。 熔點(diǎn)明顯，而且較高。尼龍需要在較高溫度下成型，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易分解。 4尼龍的成型收縮率大：成型工藝應(yīng)嚴(yán)格控制。 對(duì)于制造高精密度的制品，模具設(shè)計(jì)應(yīng)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定其尺寸。 共九十頁脂肪(zhfng)族聚酰胺的制備p型聚酰胺： 由-氨基酸自縮聚或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合(jh)制得（如

18、尼龍6）水 解縮 聚 CH2-CH2-CH2-CH2CONHCH2己內(nèi)酰胺共九十頁脂肪(zhfng)族聚酰胺的制備mp型： 由二元胺與二元羧酸(su sun)縮聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龍6,6）煤、水、空氣 縮 聚己二胺己二酸共九十頁兩種不同(b tn)聚合的區(qū)別 尼龍6,6與尼龍6在鏈結(jié)構(gòu)上的相似性，導(dǎo)致兩種材料的性能基本(jbn)相似；但是鏈結(jié)構(gòu)上的細(xì)微差別，也導(dǎo)致性能有所差異。 尼龍6與尼龍6,6有什么區(qū)別？共九十頁脂肪(zhfng)族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能1、都是線型結(jié)構(gòu)熱塑性 所有脂肪族聚酰胺分子鏈都是線型結(jié)構(gòu)，分子鏈骨架由-C-N-鏈組成，具有良好的柔順(rushn)性，

19、因此都是典型的熱塑性聚合物。 2、分子鏈之間有氫鍵結(jié)晶能力強(qiáng)（與聚烯烴類的區(qū)別） 分子鏈上有規(guī)律地交替排列著較強(qiáng)的極性酰胺鍵，分子鏈規(guī)整，極性酰胺鍵可以使分子鏈之間形成氫鍵，導(dǎo)致聚酰胺具有較強(qiáng)的結(jié)晶能力。共九十頁脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)(jigu)與性能氫鍵比例數(shù)對(duì)材料性能的影響(yngxing)： 由于不同品種的PA其單體所含碳原子數(shù)不同，使分子鏈之間所能形成的氫鍵比例數(shù)及氫鍵沿分子鏈分布的疏密程度不同，影響到不同PA的結(jié)晶能力和熔點(diǎn)有明顯的差別。氫鍵比例數(shù)越大，PA的結(jié)晶能力增強(qiáng)，熔點(diǎn)愈高。氫鍵比例數(shù) PA的結(jié)晶能力、熔點(diǎn)P型PA：?jiǎn)误w中含有奇數(shù)個(gè)碳原子，分子鏈上的酰胺基可以 100%形成氫鍵，

20、偶數(shù)則只有50%可以形成氫鍵。mp型PA：兩種單體上都含有偶數(shù)碳原子，100%形成氫鍵， 只有一種或沒有偶數(shù)碳原子，50%形成氫鍵。共九十頁脂肪(zhfng)族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能脂 肪 族 PA主要性能力學(xué)性能熱性能電性能光學(xué)(gungxu)性能耐化學(xué)性能其他性能共九十頁脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)(jigu)與性能力學(xué)性能：具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結(jié)晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。 典型的強(qiáng)而韌聚合物，綜合性能優(yōu)于一般的通用(tngyng)塑料。熱性能： 具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點(diǎn)。 PA是半結(jié)晶聚合物，結(jié)晶度一般小

21、于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結(jié)晶度聚合度。共九十頁脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)(jigu)與性能電性能： 聚酰胺鏈中極性的酰胺基團(tuán)，影響其電絕緣性。 室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時(shí)候，電絕緣性減小。同時(shí)(tngsh)，溫度升高，也會(huì)使電絕緣性降低光學(xué)性能： 大多數(shù)結(jié)晶脂肪族PA超過2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時(shí)為半透明。 加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結(jié)晶度、球晶數(shù)量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區(qū)增加。共九十頁脂肪(zhfng)族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能耐化學(xué)性能：由于(yuy)其高的內(nèi)聚能和結(jié)晶性，

22、使其具有良好的 化學(xué)穩(wěn)定性。1、不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類）；2、耐許多化學(xué)藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響；3、對(duì)鹽水、細(xì)菌和霉菌都很穩(wěn)定；4、常溫下，溶于強(qiáng)極性的溶劑（硫酸、甲酸等）。其他性能： 室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長(zhǎng)時(shí)間保持性能不變。 具有相對(duì)優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會(huì)使PA發(fā)脆，力學(xué)性能下降，表面產(chǎn)生變化。 具有自燃性，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈９簿攀撝咀寰埘０返募庸?ji gng)與應(yīng)用 PA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要(zhyo)的是注塑和擠出成形。 另外，PA吸水率高，應(yīng)該在成形前對(duì)樹脂進(jìn)行干燥。 PA的應(yīng)用：

23、1、機(jī)械零件：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等2、汽車工業(yè)：主要采用玻纖增強(qiáng)PA，用在皮帶輪、吸附 罐、刮水器等等3、電子電器：機(jī)罩、集成線路板、旋扭、電器線圈4、化工設(shè)備：耐腐耐油管道、輸油管、過濾器5、建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等等共九十頁芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺 分子主鏈上含有芳香環(huán)的聚酰胺。 芳香族聚酰胺是20世紀(jì)60年代首先(shuxin)由美國(guó)杜邦公司開發(fā)成功的耐高溫、耐輻射、耐腐蝕尼龍新品種。 目前投入實(shí)際應(yīng)用的主要有兩種：聚間苯二甲酰間苯二胺商品名：Nomex(諾梅克斯 芳綸1313)全對(duì)位聚芳酰胺：商品名：Kevlar(凱夫拉 芳綸1414)共九十頁Nomex的結(jié)構(gòu)(j

24、igu)特性諾梅克斯（間位芳綸或芳綸1313）：人造纖維(rnzoxinwi)，化學(xué)名稱：為聚間苯二甲酰間苯二胺（MPIA）。結(jié)構(gòu)特性：1、分子鏈中交替排列的苯環(huán)，使分子鏈 不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)。2、極性酰胺基在分子鏈之間形成氫鍵， 增大分子主鏈之間的作用力。3、苯環(huán)與酰胺基之間形成共軛體系。 以上三點(diǎn)賦予了材料有很優(yōu)異的耐熱性、突出的強(qiáng)度、剛度、高熔點(diǎn)、高黏度。 NOMEX飛行服NOMEX防火服共九十頁聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）的制備(zhbi)制備方法：以間苯二甲酰氯和間苯二胺為單體進(jìn)行界面縮聚 或低溫溶液縮聚。界面縮聚是將間苯二甲酰氯溶 于環(huán)己酮中成為有機(jī)相，間苯二胺溶在碳酸鈉水 溶液中成

25、為水相，在快速(kui s)攪拌下將水相倒入有機(jī) 相，兩相在界面進(jìn)行縮聚。共九十頁Nomex的性能(xngnng)和應(yīng)用 Nomex具有遠(yuǎn)高于脂肪族PA的力學(xué)性能和耐熱性能，1、壽命長(zhǎng)：作為纖維織物，是脂肪族PA纖維布的8倍，棉 布的20倍；2、良好的耐熱老化性：250oC經(jīng)2000h熱老化后，表面電 阻率和體積電阻保持不變；3、較好的電性能：在較高溫度(wnd)或潮濕的環(huán)境下仍可保持較 好的電性能。主要用于 H級(jí)電絕緣材料 和制備高性能纖維（HT-1纖維） 耐熱性能測(cè)試：在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行耐熱測(cè)試。必須能夠經(jīng)受距離為3厘米，攝氏300到400度的明火，如果在10秒內(nèi)沒有點(diǎn)著，才可用于制造賽服。車

26、手和車隊(duì)人員的內(nèi)衣、頭罩、襪子和手套都是用諾梅克斯制造的。共九十頁全對(duì)位(du wi)聚芳酰胺 全對(duì)位聚芳酰胺是酰胺基位于苯環(huán)對(duì)位的一種(y zhn)聚芳酰胺，制備方法有兩種。1、對(duì)苯二胺與對(duì)苯二甲酰氯縮聚縮聚產(chǎn)物稱聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA），又稱芳綸1414樹脂主要用于制備凱夫拉（Kevlar）纖維共九十頁全對(duì)位(du wi)聚芳酰胺2、對(duì)氨基(nj)苯甲酸自縮聚縮聚產(chǎn)物為聚對(duì)苯甲酰胺（PBA），又稱芳綸14，也用于制纖維，稱為B纖維共九十頁全對(duì)位聚芳酰胺的性能(xngnng)與應(yīng)用 這是一種芳綸復(fù)合材料，全對(duì)位聚芳酰胺具有超高強(qiáng)度、超高模量、耐高溫、耐腐蝕、阻燃、膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)

27、異性能。 “凱夫拉”新型材料的特點(diǎn)：密度低、強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫、易于(yy)加工和成型，而受到人們的重視。1、Kevlar纖維的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到直徑相同的鋼絲的5倍。2、Kevlar樹脂具有極優(yōu)異的耐熱性（分解溫度500） 主要用于超高強(qiáng)度超高模量纖維，也可作為高強(qiáng)度、高模量復(fù)合塑料增強(qiáng)材料，用于航天器、導(dǎo)彈殼體等。 由于“凱夫拉”材料堅(jiān)韌耐磨、剛?cè)嵯酀?jì)，具有刀搶不入的特殊本領(lǐng)，在軍事上被稱之為“裝甲衛(wèi)士”。共九十頁半芳香(fngxing)聚酰胺為了克服常規(guī)PA的耐熱性差，吸水率引起的尺寸變化等性能缺陷，開發(fā)具有較好的物理機(jī)械性能、尺寸相對(duì)穩(wěn)定的聚酰胺，人們嘗試(chngsh)在脂肪族PA分

28、子主鏈中引入含有苯環(huán)的半芳香族聚酰胺鏈段，由此制得的聚酰胺稱為半芳香族聚酰胺。OHHO對(duì)-苯二甲酸HH脂肪族二胺+nn 對(duì)-苯二胺HH脂肪族二元酸HOOH+*共九十頁半芳香(fngxing)聚酰胺的結(jié)構(gòu)與制備 目前研究的半芳香聚酰胺的主鏈上大都是具有 或結(jié)構(gòu)單元的均聚和共聚物，其中(qzhng)-R為脂肪族鏈。 一般用芳香族的二酸或二胺代替脂肪族的二酸或二胺進(jìn)行合成半芳香聚酰胺。共九十頁半芳香(fngxing)聚酰胺的產(chǎn)品 均 聚 半 芳 香 聚 酰 胺 產(chǎn) 品 品 種 原 料尼龍MXD6間苯二甲胺和己二酸為原料（聚己二酰間苯二甲胺）尼龍6T己二胺與芳香族二酸合成尼龍9T壬二胺和對(duì)苯二甲酸熔融

29、縮聚尼龍12T 共 聚 半 芳 香 聚 酰 胺 產(chǎn) 品 品 種 研 發(fā) 地半芳香族共聚酰胺模塑料德國(guó)（BASF）半芳香族共聚酰胺日本（三井化學(xué)） PA9M-T日本（可東麗）高度耐化學(xué)試劑的透明尼龍法國(guó)（埃勒夫阿托）尼龍12T/12中國(guó)（鄭州大學(xué)）共九十頁半芳香聚酰胺MXD6的特點(diǎn)(tdin)及應(yīng)用 PA/MXD6 6001，6007 （ 聚己二酰間苯二甲胺），一般簡(jiǎn)稱“尼龍MXD6”，是一種特殊的高阻隔性尼龍材料，其阻隔性不受溫度及濕度的影響，這尤其適合于高溫和潮濕場(chǎng)合(chng h)使用。在當(dāng)今阻隔性包裝以及以塑代鋼的大趨勢(shì)中，MXD6成為引人注目的塑料新品種之一。 主要用于包裝材料，包括食

30、品與飲料的包裝、儀器設(shè)備包裝（防潮、消振的軟墊和發(fā)泡材料）等。 SMT基板(surface Mount Technology) 尼龍6T主要用于汽車內(nèi)燃機(jī)部件、耐熱電器部件、傳動(dòng)部件和電子裝配件等共九十頁半芳香聚酰胺RENY的特點(diǎn)(tdin)及應(yīng)用目前，Reny已廣泛用于汽車(qch)，電器，電子，機(jī)械，建筑等。 特點(diǎn)： 1. 在較大溫度范圍內(nèi)具有高強(qiáng)度高模數(shù)的優(yōu)越性 ；2. 成型尺寸穩(wěn)定性高于聚酰胺，低吸水率使其具有高強(qiáng)度 的優(yōu)越性；3. 熱膨脹系數(shù)低，與合金相當(dāng)；4. 對(duì)油類和有機(jī)溶劑有較高抵抗性； 5. 收縮率小，不易變形 ；6. 玻纖強(qiáng)化的情況下表面仍保持光澤。RENY樹脂接頭RENY

31、樹脂齒輪 RENY是聚酰胺MXD6作為基聚合物，用50%玻璃纖維強(qiáng)化的結(jié)晶性工程塑料。 Reny系列樹脂包括高耐熱品RenyMXD6/PPO的合金、抗振級(jí)Reny等。比其它工程塑料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和彈性，并具有出色的耐油性和耐高溫， 因此它用途廣泛，可用作金屬的代替品，特別是需要承受重壓的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的部件。RENY六角螺母共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)Polycarbonate( PC)共九十頁生活(shnghu)中的聚碳酸酯共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)聚碳酸酯是指分子鏈中含有碳酸酯基的聚合物，可以看作是由二羥基化合物與碳酸的縮聚產(chǎn)物，通式為： -R-代表生成聚碳酸

32、酯的二羥基化合物的主體部分，根據(jù)-R-基團(tuán)(j tun)的不同，聚碳酸酯可分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族以及脂肪-芳香族等幾類型。沒有特別加以說明的情況下，通常所說的聚碳酸酯都是指雙酚A型聚碳酸酯及其改性品種化學(xué)名：2,2-雙（4-羥基苯基） 丙烷聚碳酸酯 共九十頁工程塑料之一聚碳酸酯(j tn sun zh)（PC）的發(fā)展1953年：拜耳公司首次獲得聚碳酸酯(j tn sun zh)（PC）。1958年：拜耳公司以熔融酯交換法進(jìn)行PC的中規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。1960年：美國(guó)通用公司半工業(yè)化投產(chǎn)我國(guó)在1958年著手研發(fā)，1965年工業(yè)化建廠。80年代后，PC的應(yīng)用需求迅速地增長(zhǎng)，80年代的增長(zhǎng)速度接近

33、13%，90年代保持在89%真空聚碳酸脂干燥箱共九十頁聚碳酸酯（PC）的特點(diǎn)(tdin)及用途 聚碳酸酯（PC）既具有類似有色金屬的強(qiáng)度，同時(shí)又兼?zhèn)?jinbi)延展性及強(qiáng)韌性，它的沖擊強(qiáng)度極高，用鐵錘敲擊不能被破壞，能經(jīng)受住電視機(jī)熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好，并可施以任何著色。 由于聚碳酸酯的上述優(yōu)良性能，已被廣泛用于各種安全燈罩、信號(hào)燈，體育館、體育場(chǎng)的透明防護(hù)板，采光玻璃，高層建筑玻璃，汽車反射鏡、擋風(fēng)玻璃板，飛機(jī)座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。 用量最大的市場(chǎng)是計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)備、汽車、替代玻璃和片材，CD和DVD光盤是最有潛力的市場(chǎng)之一。聚碳酸脂隔聲板聚碳酸酯防護(hù)鏡DVD光盤共九十

34、頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的制備 由于(yuy)自由狀態(tài)的碳酸并不存在，因此雙酚A型聚碳酸酯的制備通常采用酯交換或光氣法來實(shí)現(xiàn)。酯交換法： 在堿性催化劑、高溫、高真空的條件下，使雙酚A與碳酸二苯酯進(jìn)行酯交換，脫出苯酚，縮聚成聚碳酸酯。碳酸二苯酯雙酚A苯酚聚碳酸酯共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的制備（光氣法）鈉鹽與光氣(un q)反應(yīng)光氣法： 將雙酚A先轉(zhuǎn)變成鈉鹽，以雙酚A鈉鹽的NaOH水溶液為一相，以通入光氣的二氯甲烷為另一相，在常溫常壓下進(jìn)行界面縮聚。雙酚A轉(zhuǎn)換成鈉鹽共九十頁聚碳酸酯的制備(zhbi)（光氣法）共九十頁聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)(jigu)與性能龐大的剛硬基團(tuán)(j

35、tun)，限制了分子鏈段的內(nèi)旋強(qiáng)極性基團(tuán)，提供較大的分子間力，使分子鏈互相束縛，削弱分子鏈柔性決定了聚碳酸酯屬性剛性較強(qiáng)的大分子。因此，聚合物的玻璃化溫度和熔融溫度較高、熔體黏度高，分子鏈在外力作用下不易滑移，抗變形能力強(qiáng)，力學(xué)強(qiáng)度高，耐溶劑性和耐水性共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的性能 聚碳酸酯是透明的無色或微黃色強(qiáng)韌固體，透明性僅次于PMMA和PS，透光率可達(dá)89%，無味、無毒，著色性好，可制成各種色彩鮮艷的制品。熱性能： 良好的耐熱性和耐寒性：熱變形(bin xng)溫度高達(dá)130oC,且受負(fù)荷大小影響不大，可在-100130oC長(zhǎng)期使用 較好的熱導(dǎo)率及比熱容：塑料中居中等水

36、平，但與金屬材料相比，仍不失為良好的絕熱材料。共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的性能力學(xué)性能： 典型的強(qiáng)韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能，能在廣闊的溫度范圍內(nèi)保持較高的機(jī)械強(qiáng)度。其突出的特點(diǎn)是具有優(yōu)異的抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性，但耐疲勞(plo)性和耐磨性較差，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂?？谷渥冃院?，使PC尺寸穩(wěn)定性非常好。沖擊強(qiáng)度：比PS高18倍，比HDPE高78倍，是ABS的2倍，可與玻璃鋼相比共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的性能光學(xué)性能及耐旋光性： 通常呈非晶結(jié)構(gòu)，無色(w s)透明，具有良好透光性。但材料表面硬度較低，耐磨性也不太好，表面容易磨毛而影響其透光率。PC對(duì)紅外光、可見

37、光和紫外光等低能長(zhǎng)波光線一般都有良好的穩(wěn)定性。電性能： 弱極性聚合物，使其電性能低于PE、PS等非極性塑料，但也不失為電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的電性能。共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的性能耐化學(xué)試劑及耐溶劑性： 聚碳酸酯是無定形聚合物，它的內(nèi)聚能在塑料中居中等水平，具有一定的抗化學(xué)(huxu)腐蝕能力和耐溶劑性。共九十頁聚碳酸酯(j tn sun zh)的加工及應(yīng)用注塑成形：PC最重要的成形方法(fngf)。 制品廣泛用于汽車、建筑、紡織、醫(yī)療器械等各種領(lǐng)域。產(chǎn)中主要以設(shè)備零部件為主，也用于光盤，光安帽，防護(hù)玻璃等。擠出成形：

38、擠出制品主要用于絕緣材料、防震玻璃以及二次加工和冷加工原料。中空吹塑 生產(chǎn)熱水杯、包裝容器等中空制品。共九十頁聚醚類工程塑料(n chn s lio)聚甲醛（POM) 聚苯醚（PPO)共九十頁聚醚類工程塑料(n chn s lio)聚醚類工程塑料分子(fnz)主鏈上含有醚鍵（ O）和硫醚鍵（S）的聚合物統(tǒng)稱聚醚塑料。聚醚類結(jié)構(gòu)通式： 聚硫醚類結(jié)構(gòu)通式： 共九十頁聚甲醛聚甲醛學(xué)名(xumng)聚氧亞甲基，結(jié)構(gòu)式： 聚甲醛是一種表面光滑，有光澤，硬而致密的材料，外觀為淡黃或白色。聚甲醛具有(jyu)高力學(xué)性能，優(yōu)良的電絕緣性，耐溶劑性和加工性，可在-40-100C溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。是繼聚酰胺之后

39、一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，是五大通用工程塑料之一。CH2n名 稱 品 種 商品名 發(fā) 明 者年 代 聚 甲 醛均聚甲醛Delrin美國(guó)杜邦（Dupont）公司1959年共聚甲醛Celcon美國(guó)塞拉尼斯（Celanese）公司1962年共九十頁聚甲醛的性能(xngnng)及應(yīng)用1、性能優(yōu)良：聚甲醛（pom）是一種(y zhn)性能優(yōu)良的工程塑料，在國(guó)外有“奪鋼”、“ 超鋼”之稱，在熱塑性樹脂中是最堅(jiān)韌的。具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度、鋼性和良好的耐疲勞性；具有很好的自潤(rùn)滑性，富于彈性；電性能優(yōu)良；吸水率低（0.200.27%），尺寸穩(wěn)定，較好的耐化學(xué)品性；2、成本低：低于其他許多工程塑料的成本，替

40、代一些金屬（如替代鋅、黃銅、鋁和鋼），廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。共九十頁聚甲醛的制備(zhbi)均聚甲醛的制備(zhbi)：共聚甲醛的制備：共九十頁聚甲醛的結(jié)構(gòu)(jigu)與密度的關(guān)系聚甲醛沒有側(cè)鏈；CO鍵的鍵長(zhǎng)比CC鍵的鍵長(zhǎng)短；C和O原子是螺旋構(gòu)型，分子(fnz)鏈間距小，密度大；如：均聚甲醛密度1.4251.430g/cm3聚乙烯0.960g/cm3高密度的線性聚合物高結(jié)晶度線性聚合物聚甲醛結(jié)構(gòu)與結(jié)晶度的關(guān)系聚甲醛沒有側(cè)鏈；分子鏈柔順性大；鏈的結(jié)構(gòu)規(guī)整性高；如：均聚甲醛結(jié)晶度7585%，共聚甲醛7075%； 結(jié)晶速度快，即使快速猝火，結(jié)晶度仍達(dá)到65

41、%以上共九十頁聚甲醛的物理(wl)力學(xué)性能均聚甲醛的力學(xué)(l xu)強(qiáng)度略高1020%共九十頁聚甲醛的熱性能(xngnng)共九十頁聚甲醛的電性能共九十頁聚甲醛的化學(xué)(huxu)性能 聚甲醛是一種沒有沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。 耐非極性溶劑，又有良好的耐油、耐過氧化物性能； 不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、酚類、有機(jī)(yuj)鹵化物及強(qiáng)極性有機(jī)(yuj)溶劑。 不耐太陽光紫外線的輻射。 共九十頁聚甲醛的改性玻璃纖維(b lixinwi)增強(qiáng)聚甲醛共九十頁耐磨(nai m)聚甲醛共九十頁聚甲醛合成(hchng)工藝1. 單體精制： 加入惰性溶劑聚乙烯醇二甲醚(PEGD

42、ME)，使得甲醛和水共沸點(diǎn)消失(xiosh)，可以用精餾的方法，餾出高純度的甲醛.惰性溶劑甲醛水溶液萃取精餾高純度精甲醛斧液稀醛,溶劑共九十頁聚甲醛合成(hchng)工藝2. 聚合反應(yīng) 共聚甲醛亦屬離子聚合，常用BF3及其絡(luò)合物作引發(fā)(yn f)劑，在雙螺桿反應(yīng)器中進(jìn)行，可以獲得預(yù)期的聚合物。 聚甲醛的端基是活性的羥基，必須封端，不然會(huì)自動(dòng)降解。 均聚甲醛用乙酐封端,共聚甲醛以分子量調(diào)節(jié)劑形式加入，一般端基為甲氧基醚,羥基乙基醚或丁氧基醚，封端后，摻混助劑即進(jìn)行造粒。共九十頁聚甲醛的成型(chngxng)工藝性1. 聚甲醛結(jié)晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y(jié)晶型凝固體的體 積收縮率大約17%，因此采用

43、保壓補(bǔ)料方式防止收縮。2. 聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超 過250，熔體在料筒中停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)。在保證物 料充分(chngfn)塑化條件下應(yīng)盡量降低溫度，并采用提高注射壓 力和速度增加熔料沖模能力。3. 聚甲醛熔體凝固速率快，會(huì)造成沖模困難，制品表面褶 皺，毛斑等，因此模溫宜控制在80130來消除。4. 聚甲醛吸濕性小，一般可不干燥，也可在110下干燥2h。5. 聚甲醛加工時(shí)應(yīng)選用突變螺桿，噴嘴宜用直通式，模具的 澆注系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)為流線型，澆口盡可能大.共九十頁聚甲醛的應(yīng)用(yngyng)耐有機(jī)溶劑，耐磨(nai m)，抗蠕變，耐疲勞等共九十頁聚苯醚（PPO）聚苯醚（PPO

44、）結(jié)構(gòu)式：1957年：聚苯醚由美國(guó)通用電器公司采用氧化偶合方法合成；1964年：美國(guó)通用電氣公司首先(shuxin)用2,6-二甲基苯酚為原料實(shí)現(xiàn) 聚苯醚工業(yè)化生產(chǎn)。1966年，通用電氣公司又生產(chǎn)了改性聚苯醚（MPPO）。1984年，世界聚苯醚的消費(fèi)量為163kt。2010年及2015年我國(guó)聚苯醚的消費(fèi)量將分別達(dá)到8萬噸和12萬噸，改性PPO(MPPO)綜合性能好，成為五大通用(tngyng)工程塑料之一。共九十頁聚苯醚的性能(xngnng)及應(yīng)用 聚苯醚（PPO）一般呈土黃色粉末狀。 聚苯醚最大的特點(diǎn)：1、在長(zhǎng)期負(fù)荷下，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良和突出的電絕緣性；2、使用溫度范圍廣，可在127121范圍

45、內(nèi)長(zhǎng)期使用；3、優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能（Tg為210，熱變形溫度為 190）；4、制品具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)度；5、較好的抗蠕變性、耐磨性和電性能。6、但熔體(rn t)流動(dòng)性差，加工困難。主要用途：1、代替不銹鋼制造外科醫(yī)療器械。2、機(jī)電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風(fēng)機(jī)葉片、管道、閥門、螺釘 及其他緊固件和連接件等3、用于制作電子、電氣工業(yè)中的零部件，如線圈骨架及印刷 電路板等。共九十頁改性PPO(MPPO)的用途(yngt)1）MPPO密度小，尺寸穩(wěn)定性好，易加工，熱變形溫度在90 175，適用制造辦公設(shè)備、家用電器、計(jì)算機(jī)箱體、底盤及精密部件等。 2）MPPO的介電常數(shù)及介質(zhì)損耗角正切在五大通用工程塑料中最低，絕緣性最好，且耐熱性好，不受溫度及周波數(shù)影響，適用于電氣工業(yè)。宜于制作用在潮濕而有載荷條件(tiojin)下的電絕緣部件，如線圈骨架、管座、控制軸、變壓器屏蔽套、繼電器盒、絕緣支柱等。 3）MPPO的耐水及耐熱水性好，適用于制造水表、水泵。紡織廠用的紗管需耐蒸煮，用MPPO制的紗管使用壽命長(zhǎng)。4）鋰離子電池市場(chǎng)大有發(fā)展前景，最近國(guó)外開發(fā)出的MPPO鋰離子電池用有機(jī)電解液的包裝材料性能優(yōu)于過去用的ABS或PC， 5）MPPO制作汽車儀表盤、防護(hù)杠等，PPO與PA合金，尤其是高耐沖擊性能的規(guī)格品種用于外裝部件發(fā)展比較快。6）MPPO可用來制造耐腐蝕設(shè)備，其耐水