第三章工程塑料1課件

第三章工程塑料

工程塑料(Engineeringplastics)是二十世紀50年代以后，隨著電子電器、汽車、航天太空、通訊及國防工業(yè)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在以通用塑料為基礎(chǔ)之下，崛起的新類型的高分子材料。工程塑料一般而言是指【在較寬的溫度范圍和較長期的使用時間，能夠保持優(yōu)良性能，并能承受機械應(yīng)力做為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料】。因此，工程塑料不僅可以代替金屬作為結(jié)構(gòu)性的材料，隨著高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工程塑料的發(fā)展將成為未來不可缺少的高分子材料。工程塑料的分類工程塑料的分類如同其他的高分子材料一樣，有很多種方法，例如耐熱特性、化學(xué)組成、結(jié)晶特性、應(yīng)用領(lǐng)域或是特殊用途；但是最常用的是以耐熱性作為分類，簡單敘述如下: 依耐熱性分類，一般以長期使用溫度(以美國UL相對溫度指數(shù)(RTI)表示): RTI在100℃～150℃以下，稱為通用工程塑料。 RTI在150℃以上稱為高性能工程塑料或稱特種工程塑料。另外也有人以熱變形溫度(HDT)來分類。依化學(xué)組成分類，工程塑料可以分類為

聚酰胺類(俗稱尼龍):為目前使用數(shù)量最多、種類最多的工程塑膠材料。常用的尼龍材料有—尼龍6、尼龍66、尼龍46、尼龍11、尼龍12、尼龍6T、尼龍9T、尼龍610等超過二十幾種尼龍。 聚酯類:聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、液晶聚合物(LCP)、聚苯酯(PHB)、聚芳酯(PAR)。 聚醚類:聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。芳香族雜環(huán)聚合物:聚酰亞胺(PI)、聚醚亞胺(PEI)、聚苯駢咪唑(PBI)等。含氟聚合物:聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。就聚合物的形態(tài)，工程塑料可分為半結(jié)晶性(semi-crystalline)和非結(jié)晶或稱無定形(Amorphous)兩大類。 半結(jié)晶型:聚酰胺(PA,Nylon)、聚甲醛(POM)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、氟樹脂、對稱性聚苯乙烯(sPS)等 非晶性:聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜類(PSU)、聚芳酯(PAR)最后以下面三角形的圖說明，通用塑料、通用工程塑料與特種工程塑料的分類。工程塑料發(fā)展的歷史工程塑料做為塑膠工業(yè)的重要分支在于30年代高分子理論中的高分子結(jié)構(gòu)與性能關(guān)係研究開始。最先提出來的是美國杜邦公司的卡洛斯(W.H.Carothers)于1931年發(fā)明尼龍66，堪稱為二十世紀百大科學(xué)發(fā)明之一。自尼龍66開發(fā)來之后，許多的工程塑料陸續(xù)被研究及商業(yè)化。 自從尼龍66開發(fā)出來后，杜邦公司于1959年商業(yè)化聚甲醛(POM)，由于其高剛性、高硬度與機械強度，使得其逐漸取代金屬，因此常被人稱為塑料鋼。1958年德國拜耳公司發(fā)展了聚酸酯(PC)進一步擴展結(jié)構(gòu)性材料的應(yīng)用，加強了工程塑膠的市場展有率。1964年美國奇異公司發(fā)展了聚苯醚，熱性質(zhì)與電氣性質(zhì)相當(dāng)優(yōu)異，但是加工性不佳，后了添加了耐沖擊苯乙烯之后，成功了開拓該原料的市場，也開啟了工程塑膠共溷改質(zhì)(alloy)的應(yīng)用。1970年美國賽拉尼斯公司發(fā)展聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，成為五大泛用工程塑膠最后發(fā)展成功但是卻是成長率最快的工程塑膠材料。聚酰胺類(PA6、PA66)、聚熱塑酯類(PBT、PET)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)等五大類工程塑膠因為其使用量大且應(yīng)用面非常廣，因此被稱為五大通用工程塑膠。1964年美國杜邦公司成功開發(fā)出聚酰亞胺(PI)為迄今耐熱性最佳的高分子材料，PI的出現(xiàn)更推動了高性能工程塑料的發(fā)展。之后發(fā)展出聚砜類樹脂(PSU)、聚苯硫醚(PPS)等耐高溫材料。1980年英國卜內(nèi)門公司開發(fā)成功融點336℃的聚醚醚酮(PEEK)進而開闊了聚醚酮類系列的高性能樹脂新領(lǐng)域。 另外自1976年柯達公司發(fā)表p-羥基安息香酸改性的液晶性聚酯后開啟了液晶聚酯的研發(fā)，在半結(jié)晶與非晶性塑膠之外另外有液晶行為的高分子材料，由于其特殊的自我補強、特殊配向行為與耐高溫特性，在航天太空與電子電器用途用量越來越高。以下列出主要工程塑膠工業(yè)化的年代與首家商品化的公司名稱。工程塑膠名稱

工

業(yè)化年代

首家商業(yè)化的公司尼龍661939(美國)杜邦E.I.DuPont尼龍61942(美國)I.G.FarbenIndustry聚四氟乙烯(PTFE)1945(美國)杜邦E.I.DuPont尼龍111955(法國)Atochem聚碳酸酯(PC)(酯交換法)1958(德國)拜耳Bayer聚甲醛(POM)(單聚)1959(美國)杜邦E.I.DuPont聚碳酸酯(PC)(光氣法)1960(美國)奇異電器GE聚甲醛(POM)(共聚)1961(美國)賽拉尼斯Celanese聚醯亞胺(PI)1964(美國)杜邦E.I.DuPont聚苯醚(PPO)1964(美國)奇異電器GE聚砜(PSU)1965(美國)聯(lián)合碳化物UnionCarbideCorp.尼龍121966(德國)Hüls聚苯硫醚(PPS)1968(美國)菲利浦Philips聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)1970(美國)賽拉尼斯Celanese聚醯胺醯亞胺(PAI)1971(美國)阿莫科Amoco聚醚砜(PES)1972(英國)卜內(nèi)門ICI聚醚醚酮(PEEK)1980(英國)卜內(nèi)門ICI聚醚亞胺(PEI)1981(美國)奇異電器GE尼龍461992(荷蘭)帝斯恩DSM聚對苯二甲酸醯胺(PPA)1995(美國)阿莫科Amoco尼龍6T1989(日本)三井Mitsui對稱型聚苯乙烯(sPS)1999(美國)陶氏Dow尼龍9T2000(日本)Kuraray3.1聚酰胺（polyamide）尼龍（nylon）尼龍是最早發(fā)展而且是數(shù)量最多的工程塑料，常常有人會問為什麼要稱為尼龍呢?最早是追溯到1931年美國杜邦公司卡洛斯發(fā)現(xiàn)尼龍材料，在當(dāng)時為一創(chuàng)世紀的發(fā)明，尼龍即為其商品名。正確的說法，尼龍類塑料是表示塑膠分子式內(nèi)具有酰胺基(amidegroup—NHCO—)。尼龍的種類非常多，大致上分為三大類；內(nèi)酰胺開環(huán)聚合、二元胺和二元酸聚縮合反應(yīng)、與對苯二甲酸聚縮合反應(yīng)而得。其中以尼龍66和尼龍6為最大量約佔92%，尼龍11和尼龍12次之約佔6%，其余尼龍類約佔2%。但是因為電子業(yè)耐熱溫度的要求越來越高，所以近年來高溫尼龍的用料量逐年持續(xù)增加。所謂高溫尼龍有尼龍46、聚對苯芳香族尼龍(尼龍6T、尼龍9T、MXD尼龍)等先介紹最常使用的尼龍6和尼龍66，至于高溫尼龍歸類為特種工程塑料，留待特種工程塑料再行介紹:一、結(jié)構(gòu)1、酰胺基團－－極性－－氫鍵（結(jié)晶性）－－分子間作用力大－－較高的力學(xué)強度和高的熔點、耐油性、耐溶劑性2、酰胺基團－－親水性－－吸水性2、亞甲基－－分子鏈比較柔順－－較高的韌性二、性能P102－103三、加工性能:P103~104四、應(yīng)用領(lǐng)域P106五、主要品種1、PA66(Polyamide6,6聚酰胺66)

為目前用料量最多的尼龍類材料。特性:Tg:65℃，Tm:255℃。優(yōu)點:1.耐磨耗，具自滑性。2. 耐酸鹼、耐油污、耐腐蝕。3.耐高溫(HDT=240℃)4. 韌性佳，耐低溫。5.抗蠕變，機械強度高。6. 具自熄性(UL94V-2)。7.電氣性質(zhì)，抗絕緣強度高。8.氧氣透過率小。缺點:1. 吸水性高(吸水率為1.3%)，機械強度與電氣性質(zhì)受吸濕影響。2. 易氧化，容易變黃。3. 耐酸性差。 應(yīng)用:1. 民生用品:紡織、漁具齒輪2. 汽機車:水箱蓋、濾油網(wǎng)、引擎室內(nèi)連接器、輸油管、拉桿3. 電子電氣:連接器、捲線軸4. 工業(yè)用:齒輪、薄膜、電動工具、集線束帶2、PA6(Polyamide6,聚酰胺6)特性:Tg:50℃，Tm:220℃。黏度范圍在102～104poise,是屬于比較低的塑料，黏度對剪變速率的依存性較大，非牛頓流體的特性強。結(jié)晶度雖然不大，約為35%，但是結(jié)晶化速率非?？?。優(yōu)點:與尼龍66相似，但其耐熱度較差，沖擊強度較佳。因此較常使用于運動器材。尼龍66較常用于汽機車、電子/電氣產(chǎn)業(yè)。缺點:與尼龍66相似，吸水性較高(吸水率約為1.8%)應(yīng)用:1. 民生用品:紡織、熘冰鞋、網(wǎng)球拍2. 汽機車:汽車后視鏡外殼。3. 電子電氣:連接器4. 工業(yè)用:齒輪、薄膜3、PA46(Polyamide46)尼龍46尼龍46為杜邦公司卡洛斯首先發(fā)明，但因發(fā)明時的分子量較低無法商商業(yè)化，因此到1984年荷蘭DSM公司改善制備工藝及固相聚合的方式將分子量提高并商業(yè)化，尼龍46是目前高溫尼龍中唯一不是以芳香族改善的，因此其流動性、結(jié)晶速率、低模溫與高韌性是其他芳香族尼龍所不及的，但是吸水率卻是高溫尼龍中最高的，連帶影響其使用。 特性:Tg=80℃，Tm=295℃。分子結(jié)構(gòu)非常對稱，因此氫鍵的數(shù)量較多，使的材料的耐熱性非常好，加工性優(yōu)異，在285℃時就有結(jié)晶的產(chǎn)生。另外因為分子結(jié)構(gòu)為脂肪族結(jié)構(gòu)，所以不需高模溫。優(yōu)點:1. 分子結(jié)構(gòu)非常具對稱性，單位酰胺基(amide)的密度高，氫鍵濃度高，因此機械強度與耐熱性高。2. 因為較高的氨基化合物/亞甲基比率，融熔溫度為295°C熔點高(295℃)具高耐熱性，不加纖維HDT=180℃，添加30%玻璃纖維HDT=290。3. 結(jié)晶速度快，結(jié)晶度高(可達80%)，低毛邊。4. 耐油性與耐化學(xué)性優(yōu)于PA66；耐化學(xué)藥品、油類及耐水解，耐腐蝕與抗氧化性佳，使用安全。5. PA46的熱含量小于PA66，成型周期比PA66短20%。6. 良好的耐磨耗性質(zhì)及耐磨擦特性。7. 在100℃環(huán)境下使用，非常低的蠕變。8. 在高溫時具有良好的抗疲勞特性，良好的長期耐熱性質(zhì)(5000小時的連續(xù)使用溫度為170℃)。9. 流動性非常好適合薄壁產(chǎn)品(0.2-0.3mm)，耐燃厚度0.35mmV-0。缺點:1. 吸水率大，常造成成品的尺寸變化、電氣性質(zhì)下降。在電子產(chǎn)業(yè)需高溫焊錫時發(fā)生水泡問題。2. 加工范圍較窄，常會因滯留問題，造成材料裂解。應(yīng)用:1. 民生用品:紡織。2. 汽機車:汽車零件引擎室零件3. 電子電氣:連接器、開關(guān)、繼電器、捲線軸4. 工業(yè)用:齒輪、軸承4、PA6T(Polyamide6T)尼龍6T尼龍6T是日本三井石油化學(xué)獨自發(fā)展，因為其耐熱度非常高，吸水率較尼龍66低，三井公司積極的想導(dǎo)入市場。但是因為純PA6T的熔點在370℃，而一般尼龍(聚酰胺)的分解溫度在350℃附近，所以加工溫度將設(shè)定于320℃左右，因此純的PA6T必需與其他尼龍共聚后，將加工溫度降到320℃，方能應(yīng)用于工業(yè)上注射成形使用。以下說明不同廠商對于PA6T改性的商品名與成分。三井化學(xué)Mitsui(Arlen):PA6T/PA66(Ctype)、PA6T/PA6I(Atype)--Amoco(Amodel):PA6T/PA6I/PA66--DuPont(ZytelHTN):PA6T/PA66,PA6T/M-5T特性:Tg=85℃，Tm=310℃， 優(yōu)點:1.熔點310℃，熱變形溫度290℃，玻璃轉(zhuǎn)移溫度85℃。2. 耐化學(xué)性。3. 低吸水率(0.9%)為尼龍66的一半，尺寸安定性較穩(wěn)定。4. 室溫時剛性強。缺點:1. 由于其加工性不佳，常加入尼龍66等材料改質(zhì)，致使其加工范圍變得比較窄。常會因耐燃劑熱裂解造成生成HBr而造成模具與螺桿的腐蝕。2. 韌性較差，伸長率低，回收料添加物性下降。3. 需高模溫(＞130℃)，流動較差。4. 融合線的強度較差。 應(yīng)用:電子/電氣:連接器、捲線軸、開關(guān)5、PA9T(Polyamide9T)尼龍9T尼龍9T是日本Kuraray獨自發(fā)展，商品名Genestar。特性:Tg=125℃，Tm=308℃。優(yōu)點:1.低吸水率(0.17%)比PA6T更低。2.結(jié)晶速率快，結(jié)晶度高。3. 耐摺動性比起其他尼龍高(PV值可達850kgf/cm3.cm/sec)。4.尺寸安定性較佳5.電氣性質(zhì)(體積阻抗、絕緣破壞強度)較其他高溫尼龍佳。缺點:1.韌性較差。2. 長期耐熱性較差。應(yīng)用:對于電子/電器產(chǎn)業(yè)用量最大，尤其以須過SMT(表面貼裝技術(shù))的連接器最適合。另外汽車軸承、齒輪也正積極推廣中。6、PPTA芳香族聚酰胺(AromaticAmide,AramidFiber)芳香族聚酰胺又稱為全芳香族聚酰胺，從美國杜邦公司生產(chǎn)商品名為Kevlar(凱夫拉纖維)而聲名大噪。因為這種原料所制成的纖維強度非常高可作為防彈背心與填充材使用。特性:本纖維不易熔融或助燃，但于427℃時開始碳化，冷卻到-196℃時，仍無脆化或裂解之現(xiàn)象。優(yōu)點:

1.最高比抗張強度，抗張比強度為E玻璃纖維的2.5倍，鋼材的5倍。2.高彈性模數(shù)。3.抗化學(xué)性好。4.耐溼度，溼度對于物理性質(zhì)的影響性小。5.熱安定性佳，在185℃下測試，仍保持很好的機械強度。6.尺寸安定性佳，熱膨脹係數(shù)為-2×10-6/℃。7.用于複合材料時，其阻尼(damping)較玻璃纖維或碳纖維低。缺點:1.對于紫外線較易受影響，不能直接暴露于陽光下。應(yīng)用:汽車:橡膠補強材、煞車皮、汽車車體、石棉替代物、輪胎強化材電子電器:電纜航太工業(yè):飛機機身、機翼蒙皮、行李架塑膠工業(yè):復(fù)合料料的強化材料一般工業(yè):繩索、動力輸送帶、腐蝕材料的高壓軟管軍事工業(yè):防彈背心、防彈頭盔。7、其它聚酰胺P1043.2聚碳酸酯（Polycarbonate）聚碳酸酯自60年代發(fā)展之后，利用其優(yōu)異的機械強度、高耐擊強度、耐熱性與尺寸安定性，首先應(yīng)用于電子電氣、機械和汽車產(chǎn)業(yè)。進入70年代利用其高透明度、耐沖擊、質(zhì)輕、阻燃與尺寸安定性，因此適合做為采光板的使用。自1980年代美國GE和德國Bayer公司發(fā)展出光碟級PC，從而將PC應(yīng)用于CD、VCD、DVD等用途，用料量大增，年增率達11%以上，成為通用工程塑料內(nèi)成長最快速的原料。目前作為工程塑料的聚碳酸酯產(chǎn)品僅指芳香族聚碳酸酯，并且主要是指雙酚A型聚碳酸酯。一、結(jié)構(gòu)柔性的碳酸酯鏈和剛性的苯環(huán)剛性的苯環(huán)－－很好的力學(xué)性能、剛性、耐熱性能；結(jié)晶能力差－－無定形的聚合物－－優(yōu)良的透明性碳酸酯鏈－－柔性－－賦予韌性；酯鍵－－對水敏感－－高溫水解二、制備：原料：雙酚A、光氣方法：酯交換法和光氣法a酯交換法反應(yīng)分兩步；首先雙酚A和碳酸二苯酯(摩爾比1：1．05)于180～200℃、壓力為2．5～4kPa下進行酯交換反應(yīng)，蒸餾脫除苯酚，當(dāng)苯酚蒸出量為理論量的80％～90％時．溫度升高至290～300℃，壓力降低至0．1kPa下進行縮聚反應(yīng)，至達到一定分子量為止，出料、切粒。本法僅能生產(chǎn)低、中粘度的樹脂。

b.光氣法是由雙酚A、氫氧化鈉堿液、催化劑、分子量調(diào)節(jié)劑和溶劑(二氯甲烷或二氯乙烷)，在常溫常壓下進行光氣化和縮聚反應(yīng)，可制得任意分子量的雙酚A聚碳酸酯，其反應(yīng)式如下：三、性能：P107特性:Tg:140℃，優(yōu)點:1. 耐沖擊性高(一般級沖擊強度可達70kgcm/cm)。2.透明高(透光率可達89%，僅次于壓克力樹脂)。3. 尺寸安定性佳。4. 可制成食品級原料，符合美國FDA標準。5.具自熄性(符合UL94V-2)。6.在環(huán)境溫度-170℃～130℃的各個物性很安定。7. 機械強度高，抗蠕變性高。缺點：1. 有吸濕性，加工干躁要求較高。加工熔融時很易因含水分造成成品內(nèi)部氣泡和銀紋等缺陷。2. 不耐溶劑與油類。3. 容易產(chǎn)生殘留應(yīng)變。4.受缺口效應(yīng)，產(chǎn)品設(shè)計非常重要。5.耐摩擦與耐磨耗性差。四、加工性能：P108PC為非結(jié)晶性材料，黏度對剪變速率的依存性小，近似牛頓流體的特性，尤其是在低剪變速率范圍幾乎是牛頓流體；黏度與溫度的依存性大，在注射成型對于溫度敏感度高，對注射壓力的敏感度小。黏度因等級的分子量多寡而定，約為104～105，屬于高黏度的塑料。五、其它聚碳酸酯品種：P109六、應(yīng)用：p1101. 民生用品:光碟片、相機、奶瓶、儀器外殼、安全帽、安全鏡片。2. 汽機車:3. 電子電氣:繼電器、插座、4. 工業(yè)用:電動工具5. 建筑:采光板、裝飾條3.3聚甲醛（Polyoxymethylene，PolyacetalPOM）杜邦公司于1956年推出”Derlin”聚甲醛樹脂，宣稱其能夠取代金屬，也從此開始有【工程塑料】的名稱出現(xiàn)。聚甲醛分為均聚甲醛與共聚聚甲醛。共聚聚甲醛是甲醛與環(huán)氧乙烯(ethyleneoxide)共聚合而成。亞洲地區(qū)是全球聚甲醛使用量成長最快速的地區(qū)。電子電氣與汽機車產(chǎn)業(yè)約占65%以上的市場。近年來聚甲醛為克服其韌性差與阻燃性不佳的問題，陸續(xù)開發(fā)出各種改性產(chǎn)品的應(yīng)用。均聚甲醛與共聚聚甲醛的物性比較如下:1. 均聚優(yōu)點—熔點約高10℃、抗張強度、彎曲強度以及熱變形溫度。2. 共聚優(yōu)點—伸長率、抗蠕變、耐熱劣化、耐鹼、成型加工的熱安定性、成型范圍等。一、聚甲醛樹脂的制備a．均聚甲醛首先由37％工業(yè)甲醛以硫酸為催化劑、以苯及二氯甲烷為脫水劑和萃取劑，制成聚合級的三聚甲醛，再以三氟化硼乙醚絡(luò)合物為催化劑，于55～60℃下進行陽離于聚合，制得固體粉狀POM，然后在150～170℃下用醋酐進行酯化反應(yīng)，所得POM中加入助劑如抗氧劑、uv吸收劑，經(jīng)造粒即得成品。b共聚甲醛用三聚甲醛和少量(2％～5％)二氧五環(huán)為單體，以三氟化硼乙醚絡(luò)合物為催化劑進行溶液或本體聚合，制得白色粉末的共聚甲醛樹脂，其反應(yīng)式如下：鏈節(jié)中存在-CH2-CH2-結(jié)構(gòu)，可以起到封鎖端基的作用。二、結(jié)構(gòu)高密度、高結(jié)晶度三、性能p111特性:Tg=-50℃,Tm=165℃(共聚)175℃(均聚)；一般POM在190～230℃范圍內(nèi)有適當(dāng)?shù)酿ざ?103～104poise)。 優(yōu)點:1. 高結(jié)晶性。(結(jié)晶度:單聚POM75～85%，共聚POM70～75%)2. 耐磨耗、耐疲勞性佳。3. 耐藥品性佳。4. 機械強度好，尤其是剛性、抗蠕變與高彈性回復(fù)率。缺點:1. 比重高，居五大通用工程塑膠之冠。2. 結(jié)晶度高，相對的尺寸收縮率較大，精度較差。3. 韌性較差，必須以共聚、共混等方式改善。4. 易燃燒，不易製成阻燃級規(guī)格。5. 接著性與印刷性差。6. 材料加工范圍窄，如果加工條件不適，有臭味發(fā)生。四、加工性能：p112POM的流動近似牛頓流體，擠出式吹塑成型容易發(fā)生垂下(drawdown)問題，所以在擠出成型的精度保持不易，因此以注射成型為主。五、其它聚甲醛品種P113六、應(yīng)用1.民生用品:拉鍊、扣具。2. 汽機車:汽車門鎖、電動窗零件、3. 電子電氣:轉(zhuǎn)動件、結(jié)構(gòu)件。4. 工業(yè)用:齒輪、滑輪3.4聚苯醚聚苯醚是1915年開始研發(fā)，于1965年美國GE公司開始生產(chǎn)，機械性與耐熱性非常優(yōu)異，但是加工性不佳。后來GE公司添加聚苯乙烯改善其加工性，自此以Noryl的商品名暢銷于市場。聚苯醚屬于非結(jié)晶性塑膠，具有優(yōu)異的綜合性能。全世界生產(chǎn)聚苯醚的公司并不多，主要是專利問題，形成獨占市場。一、制備1、PPO的制備：單體2，6—二甲基苯酚是由苯酚和甲醇在氧化鎂催化下反應(yīng)而生成單體2，6—二甲基苯酚，以氯化亞銅和二甲胺制成的銅—氨絡(luò)合物為催化劑，與氧進行氧化偶合反應(yīng)而縮聚成聚苯醚樹脂。反應(yīng)式如下：2、MPPO的制備、MPPO的制備一般是選擇特性粘度為0.5~0.55的PPO與PS或HIPS按配比7：3進行共混，共混料中可根據(jù)需要適量加入穩(wěn)定劑、增塑劑、阻燃劑、潤滑劑、顏料等。共混前需將PPO粉末在120℃下干燥2～3h，HIPS或PS在80～90℃下干燥3h，經(jīng)混合機攪拌15min后進入雙螺桿擠出機中造粒，擠出機的溫度控制在240～280℃為宜。制備出來的MPPO可加入25％的短玻纖再經(jīng)雙螺桿擠出機造粒制備玻纖增強MPPO二、結(jié)構(gòu)p114聚苯醚的主鏈中含有大量的酚基芳香環(huán)，并且由于二個甲基封閉了酚基上兩個鄰位的活性點，造成分子鏈本身具有較高的剛性和分子間有高的凝聚力。氧原子與苯環(huán)處于p-π共軛狀態(tài)，使氧原子提供的柔順性受帶二個甲基的苯環(huán)影響而大大降低，因此聚苯醚有較高的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性。由于鏈的剛性大，分子鏈間作用力強，使聚苯醚在受力時的形變減小，尺寸穩(wěn)定，并阻礙了大分子的結(jié)晶和取向。而當(dāng)受外力強迫取向后，又不易松馳，制品中殘余的內(nèi)應(yīng)力難以自行消除，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。

聚苯醚的分子結(jié)構(gòu)中無任何可水解的基團，使其具有十分突出的耐水性，即使將它放入沸水中7200h后其拉伸強度、伸長率和沖擊強度都沒有明顯下降。聚苯醚大分子鏈的端基為酚羥基受熱時易從端基處氧化，如其Tg為210℃，而長期使用溫度卻為120℃。為此常需將端基封閉（用異氰酸酯封端）處理，或者加入抗氧劑、防老劑等提高熱氧穩(wěn)定性。三、性能P114～115優(yōu)點:1.比重為五大通用工程塑料中最輕的(約為1.06)。2.電氣絕緣性佳。3.尺寸安定性佳。4.耐水性與耐蒸煮性佳。5.機械強度好，尤其是拉伸強度與抗?jié)撟冃苑浅Ｍ怀觥?.低溫耐沖擊強度。7.無毒、具自熄性(UL94V-2以上)。8.吸水率低，約為0.07%(為PC的一半)，一般而言不需特殊干燥。缺點:1. 加工性較差，通常需以合膠的型態(tài)生產(chǎn)。2. 價格較貴。3. 耐熱氧化性較差。四、加工性能p115Tg=210℃，PPO為非結(jié)晶性的材料，黏度與PC相近約為104～105，屬于高黏度的塑料；同樣，黏度與剪變速率、溫度的依存性比較大。五、改性聚苯醚P116六、應(yīng)用1. 民生用品:照相機零件。2. 汽機車:汽車輪圈蓋、汽車儀表板3. 電子電氣:機械外殼、連接器、開關(guān)4. 工業(yè)用:馬達蓋、水量計3.5熱塑性聚酯由飽和二元羧酸和二元醇縮聚得到的線型高聚物。目前使用最多的：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯。3.5.1聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚對苯二甲酸乙二醇酯，英文名polyethyleneterephthalate(簡稱PET)PET是1948年由美國杜邦公司首先工業(yè)化生產(chǎn)的，其商品名為Ducron（滌綸），接著ICI公司生產(chǎn)出特麗綸（Terylene），它們都是纖維級的，1953開發(fā)出薄膜級的PET。1966年用玻璃纖維增強改性后，開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域，用作工程塑料，20世紀80年代開發(fā)了吹塑中空制品（聚酯瓶），使PET產(chǎn)量劇增。

一、制備PET樹脂的制備:直接酯化法和酯交換法只有高純度的對苯二甲酸，才能與乙醇直接酯化縮聚制得PET。由于對苯二甲酸熔點很高，300℃升華，在溶劑中溶解度小，難以用精溜、結(jié)晶等方法精制。在原料純度不很高的情況下，很難控制摩爾比，此外，聚酯反應(yīng)的平衡常數(shù)小，很難排除微量水，不易很高分子量樹脂。因此目前工業(yè)上比較成熟的工藝為酯交換法。首先對苯二甲酸與甲醇反應(yīng)，制成易于精制的對苯二甲酸二甲酯。

然后與乙二醇在乙酸鎘和三氧化銻催化下進行酯交換，形成二乙二(醇)酯，然后再在高溫下以三氧化銻為催化劑進行縮聚反應(yīng)，其反應(yīng)式如下：二、結(jié)構(gòu)聚對苯二甲酸乙二醇酯分子鏈可以看作是由三部分組成，柔性的脂肪烴基，剛性的苯撐基，極性酯基。苯撐基是剛性結(jié)構(gòu)單元，阻礙分子鏈自由旋轉(zhuǎn)，又可以與極性酯基形成大共軛體系，更增大了分子鏈的剛性。脂肪烴基又賦予分子鏈一定的柔性，但它的影響小于前兩者，所以該聚合物總體上表現(xiàn)出較大的剛性，使其具有較高的玻璃化溫度和較高的熔融溫度，也可預(yù)料材料具有較優(yōu)異的力學(xué)性能。極性酯基可以增大分子鏈之間的引力，但苯撐基的存在卻會使分子鏈間引力減小。聚合物的內(nèi)聚能密度在聚合物中屬于中等或中等略偏高的水平。聚對苯二甲酸乙二醇酯分子鏈上各基團排列整齊，大分子鏈規(guī)整，分子鏈上所有苯環(huán)幾乎處在同一平面，微微呈平面起伏狀。不同分子鏈凹凸部分相嵌，使聚合物的斂集密度較高。規(guī)整的分子鏈使聚合物可以結(jié)晶，但較剛的分子鏈又妨礙結(jié)晶過程。因此，聚合物從熔體冷卻凝固時結(jié)晶速率較小，只能得到不太高的結(jié)晶度。有資料介紹，在一般的制品中該聚合物僅可達到40%的最大結(jié)晶度。如果對熔體快速冷卻，可得到無定形結(jié)構(gòu)。三、性能聚對苯二甲酸乙二醇酯是無色透明（薄膜，無定形）或乳白色不透明（結(jié)晶型）固體，密度變化范圍較大，前者為1.33g/cm3，后者為1.33~1.38g/cm3，而在特殊條件下得到的全晶型密度為1.45g/cm3。透明型聚合物折射率為1.655，對波長400nm以上光線透光率為90%,不能透過波長為315nm以下的光線。1、力學(xué)性能：聚對苯二甲酸乙二醇酯具有較突出的強韌性，未增強的聚合物的主要應(yīng)用形式是薄膜，其薄膜的拉伸強度3倍于聚碳酸酯薄膜，9倍于聚乙烯薄膜，可以與鋁膜媲美，拉伸強度可達到175～176Mp，模量可達3870Mp。如果經(jīng)過拉伸定向，拉伸強度可進一步增大到280Mp，模量增大到6630Mp，該聚合物薄膜的沖擊強度是其它塑料薄膜的3～5倍。玻纖增強后的PET呈米黃色，玻纖含量一般在25～45％，主要以注塑、擠出等制品形式應(yīng)用，力學(xué)性能相當(dāng)或略高于增強聚酰胺6、增強聚碳酸酯等。玻纖增強后的PET具有突出的強度和剛性，承載能力較大。2、熱性能熔融溫度：255～260℃，長期使用溫度為120℃，短期使用溫度150℃，熱變形溫度85℃，玻璃纖維增強后可達220～240℃，而且力學(xué)性能隨溫度的變化很小。3、電性能：雖含有酯基，仍優(yōu)良的電絕緣性。4、耐化學(xué)藥品性：聚對苯二甲酸乙二醇酯具有酯基，強酸強堿會引起分解，濃堿在室溫即會引起水解，水蒸氣亦可引起水解，稀堿溶液在較高溫度下亦可引起水解，氨水對它的破壞更甚。該聚合物對氫氟酸、有機酸穩(wěn)定。聚對苯二甲酸乙二醇酯對非極性溶劑如烴類、汽油、煤油、滑油等都很穩(wěn)定，對極性溶劑在室溫下也較穩(wěn)定，例如室溫下不受丙酮、氯仿、三氯乙烯、乙酸、甲醇、乙酸乙酯等的影響。苯甲醇、硝基苯、三甲酚可以使該聚合物溶解。四氯乙烷－甲酚（或苯酚）混合液，苯酚－四氯化碳混合液、苯酚－氯苯混合液也可以使它溶解。5、其它性能聚對苯二甲酸乙二醇酯具有優(yōu)良的耐候性，室外暴露6年，拉伸、彎曲等力學(xué)性能可保持初始值的80％。該聚合物具有緩慢的燃燒性，必須加入阻燃劑才能防止燃燒。四、加工性能1、熔體具有明顯的假塑性流體的特征，粘度對剪切速度的敏感性大，對溫度的敏感性??；2、吸水性小，但是熔融態(tài)如果水含量超過0.03%就會水解，必須干燥。干燥的條件：130～140℃，2～4h。3、成型收縮率大，不同方向差別大。4、結(jié)晶慢。為促進結(jié)晶：高模溫；加入結(jié)晶促進劑（石墨、炭黑、高嶺土、安息酸鈉等）五、改性品種1、纖維增強

玻璃纖維、硼纖維、碳纖維－－改善高溫力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性2、合金聚碳酸酯－－提高沖擊強度聚酰胺－－尺寸穩(wěn)定性、沖擊強度聚四氟乙烯－－耐磨性能六、應(yīng)用P118纖維、薄膜、聚酯瓶、工程塑料3.5.2聚對苯二甲酸丁二醇酯聚對苯二甲酸丁二醇酯的縮寫代號是PBT，是對苯二甲酸與丁二醇的縮聚產(chǎn)物。一、制備方法：聚對苯二甲酸丁二醇酯的制備也可以采用直接酯化法和酯交換法兩種方法。用這兩種方法都是先制得對苯二甲酸雙羥丁酯，再使后者進行縮聚。直接酯化法：酯交換法以上兩種方法中所生成的對苯二甲酸雙羥丁酯再在高度真空和熔融狀態(tài)下縮聚。二、結(jié)構(gòu)聚對苯二甲酸丁二醇酯的分子鏈結(jié)構(gòu)與聚對苯二甲酸乙二醇酯分子鏈結(jié)構(gòu)極為相似，亦是由柔性的脂肪烴基、剛性苯撐基、極性酯基組成，酯基與苯撐基相連亦組成大共軛體系，所不同的是與PET相比，脂肪烴基長度較大，故PBT中柔性因素的影響比PET中柔性因素影響大一些，這便帶來兩個結(jié)果，其一是PBT比PET分子鏈總體上剛性要小些，會使材料玻璃化溫度、熔融溫度都會低；其二是從熔體冷卻到凝固狀態(tài)時，結(jié)晶速率要大些，因此聚合物所可能達到的結(jié)晶度會高一些。三、性能聚對苯二甲酸丁二醇酯是乳白色結(jié)晶型固體，密度可在1.31~1.55g/cm3之間的很大范圍內(nèi)變化，與結(jié)晶度大小有關(guān)。由于結(jié)晶速率快，除薄膜制品外，很難取得完全的無定形制品。1、力學(xué)性能未增強的聚對苯二甲酸丁二醇酯的力學(xué)性能在工程塑料中并無什么明顯的優(yōu)越性，只是摩擦因數(shù)較低，磨耗性較小。但經(jīng)過玻璃纖維增強后力學(xué)性能提高幅度很大，增強效果超過許多工程塑料。例如30％玻纖增強綜合力學(xué)性能已超過30％玻纖增強聚苯醚。（P119－表3－12）2、熱性能聚對苯二甲酸丁二醇酯由于分子鏈比PET分子鏈剛性小，玻璃化溫度比PET更低，據(jù)資料報道不超過50℃，熔融溫度也低于PET在225～230℃之間，與雙酚型聚碳酸酯相似。未增強的PBT熱變形溫度在55～70℃，經(jīng)玻纖增強后的PBT熱變形溫度大幅度提高，可達210～220℃之間。但最高連續(xù)使用溫度增強與未增強的之間并未明顯改變。由此可知，玻纖增強后只是明顯改善了的短時耐熱性。增強的PBT的線脹系數(shù)在熱塑性工程塑料中是最小的。3、電性能PBT分子鏈中含有極性酯基，但酯基在分子鏈中分布密度比PET小些，故對電性能的不利影響應(yīng)比對PET的影響稍小些，宏觀上該材料表現(xiàn)出良好的電性能。未增強的PBT介電常數(shù)在3.1~3.3之間，增強后的PBT介電常數(shù)在3.3~3.7之間，增強和未增強的介質(zhì)損耗因數(shù)都在10-2數(shù)量級，體積電阻率都在1014Ω.m數(shù)量級。溫度升高對PBT電性能有一定不利影響。電場頻率改變對介電性能影響很小，隨頻率增大，tanδ略有下降。溫度改變對電性能影響也較小。4、耐化學(xué)藥品性PBT對脂肪烴類、醇類、醚類、大部分酯類、弱酸、弱堿、鹽類都具有穩(wěn)定性，但可在芳烴、醋酸、醋酸乙酯中溶脹，在二氯乙烷中溶脹更明顯。對一般的有機溶劑都具有很好的耐溶劑應(yīng)力開裂性。強酸、強堿和苯酚等可以使PBT破壞。在50℃以下的熱水中，PBT基本上不受影響，但水溫進一步提高，可引起水解而使力學(xué)性能下降。5、其它性能PBT具有良好的耐老化性，在120℃下經(jīng)4×104h老化（約4年7個月）后，彎曲強度可保持初始值的50％。具有緩慢燃燒性，欲得到阻燃的制品，必須加入阻燃劑。四、成型加工性1、熔體具有明顯的假塑性流體的特征，粘度對剪切速度的敏感性大，對溫度的敏感性小；2、吸水性小，但是熔融態(tài)如果水含量超過0.03%就會水解，必須干燥。干燥的條件：120～130℃，3～5h。必須是含水量降到0.02%以下。3、成型收縮率大，不同方向差別大。4、加工方法：注塑、擠出五、改性1、增強玻璃纖維2、合金PET－－改善制品的翹曲性及增加表面光澤性PS－－改善制品的翹曲性、提高熱變形溫度PC－－熱變形溫度聚氨酯－－提高沖擊強度六、應(yīng)用電子、電器、汽車、機械最后我們將五大工程塑膠的特性做下表的比較，以供各位同學(xué)們以后在選用五大工程塑料時的參考。

●:優(yōu)異○:良△:普通×:差1、Geniusonlymeanshard-workingallone'slife.(Mendeleyer,RussianChemist)

天才只意味著終身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:032、Ourdestinyoffersnotonlythecupofdespair,butthechaliceofopportunity.(RichardNixon,AmericanPresident)命運給予我們的不是失望之酒，而是機會之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5日星期三3、Patienceisbitter,butitsfruitissweet.(JeanJacquesRousseau,Frenchthinker)忍耐是痛苦的，但它的果實是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.20204、Allthatyoudo,dowithyourmight;thingsdonebyhalvesareneverdoneright.----R.H.Stoddard,Americanpoet做一切事都應(yīng)盡力而為，半途而廢永遠不行8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:105、Youhavetobelieveinyourself.That'sthesecretofsuccess.----CharlesChaplin人必須相信自己，這是成功的秘訣。-Wednesday,August5,2020August20Wednesday,August5,20208/5/20206、Almostanysituation---goodorbad---isaffectedbytheattitudewebringto.----LuciusAnnausSeneca差不多任何一種處境---無論是好是壞---都受到我們對待處境態(tài)度的影響。11時3分11時3分5-Aug-208.5.20207、Althoughtheworldisfullofsuffering,itisfullalsooftheovercomingofit.----HellenKeller,Americanwriter雖然世界多苦難，但是苦難總是能戰(zhàn)勝的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二〇二〇年八月五日8、Formanismanandmasterofhisfate.----Tennyson人就是人，是自己命運的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday,August5,20209、Whensuccesscomesinthedoor,itseems,loveoftengoesoutthewindow.-----JoyceBrothers成功來到門前時，愛情往往就走出了窗外。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.202010、Lifeismeasuredbythoughtandaction,notbytime.——Lubbock