第七章特種工程塑料

第七章特種工程塑料第1頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)聚砜一、定義：聚砜是主鏈中含有砜基及芳香環(huán)（苯環(huán)）的一類高聚物的統(tǒng)稱。英文名Polysalfone（簡稱PSF或PSU）。聚砜一般為塑性樹脂。其通式為：SOORR'二、聚砜的種類：雙酚A型聚砜（PSF,簡稱聚砜）

聚芳砜（PAS）

聚醚砜（PES)第2頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月三、PSF（雙酚A型聚砜）的結(jié)構(gòu)亞異丙基

醚基

砜基把苯乙基連接成線性大分子的聚合物。亞異丙基

使具有耐水解穩(wěn)定性醚基賦予韌性和加工性砜基苯基

共軛，熱穩(wěn)定性砜基硫原子處于最高氧化狀態(tài)，抗氧化能力砜基、醚基、苯基三種結(jié)構(gòu)相連綜合了高熱形變溫度、高沖擊強(qiáng)度和優(yōu)良的成型性能的工程材料。CH3CH3CSOOOO()n第3頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月五、PSF（雙酚A型聚砜）的性能1、力學(xué)性能：拉伸彎曲強(qiáng)度優(yōu)于POM，PA，PC，高溫仍能保持室溫時(shí)的力學(xué)強(qiáng)度。2、電性能優(yōu)良的電絕緣性，與高溫、水、潮濕環(huán)境無關(guān)。3、化學(xué)性能：良好三種聚砜最大特點(diǎn)：寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定的保持其機(jī)械強(qiáng)度高的耐蠕變性和好的耐熱性有優(yōu)異的電性能加工性能、耐氣候性、耐紫外線性及耐有機(jī)溶劑性等性能都較差，在沸水中也不宜長期使用。四、聚砜的合成原理及生產(chǎn)方法主要原料：雙酚A、4,4’-二氯二苯砜合成步驟：成鹽、縮聚生產(chǎn)方法：工業(yè)上主要采用常壓法第4頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月

六、聚砜的應(yīng)用

聚砜（PSF）因具有優(yōu)異的物理機(jī)械和熱性能、耐高蠕變、耐水解、無毒、電絕緣性好及耐紫外線，并且其產(chǎn)品質(zhì)輕、成本低，不但能取代各種塑料，也可代替金屬，能用注射、擠出、模壓等通用的方法進(jìn)行加工，在電子、機(jī)械、儀表、醫(yī)療器械、航空、汽車等領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，并保持穩(wěn)定的增長勢頭。電子領(lǐng)域：由于質(zhì)量輕、耐高溫，可用于制作各種接觸器、接觸件、壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱變和電環(huán)等電氣零件、印刷電路板、軸套、罩、影視系統(tǒng)零件、電容器薄膜、電刷座、堿性蓄電池盒等。汽車、航空領(lǐng)域：在航空航天和汽車制造領(lǐng)域，PSF適用于制作防護(hù)罩元件、電動(dòng)齒輪、蓄電池蓋、雷管、電子發(fā)火裝置元件、燈具部件、飛機(jī)內(nèi)部配件和飛機(jī)外部零件、宇航器外部防護(hù)罩等。。第5頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月PSF還可以制作照明器擋板、電傳動(dòng)裝置、傳感器。在世界范圍內(nèi)，用來制作機(jī)艙部件的聚砜類聚合物需求在不斷增長，主要是由于這類聚合物燃燒時(shí)釋放的熱量少，產(chǎn)生的煙霧少，有毒氣體擴(kuò)散量少，完全符合安全的使用要求。炊具、食品加工機(jī)械PSF為美國：FDA確認(rèn)的無毒制品，可制成反復(fù)與食物接觸的用具。PSF作為透明新材料，耐熱水、水解穩(wěn)定性優(yōu)于其他熱塑性塑料，可代替玻璃及不銹鋼制品，能達(dá)到需要的性能標(biāo)準(zhǔn)。在廚房用品市場上，PSF產(chǎn)品有蒸汽餐盤、咖啡盛器、微波烹調(diào)器、牛奶及農(nóng)產(chǎn)品盛器、蛋炊具及擠奶器部件、飲料和食品分配器等。

第二節(jié)聚苯硫醚（PPS）1、分子結(jié)構(gòu)S]n[突出特點(diǎn)：耐化學(xué)穩(wěn)定性，與PTFE相近。第6頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月分子主鏈由苯環(huán)和硫原子交替構(gòu)成，穩(wěn)定性高硫醚鍵柔順性分子鏈簡單、規(guī)整、結(jié)晶。2、性能：聚苯硫醚是一種結(jié)晶型、硬而脆的白色聚合物。相對(duì)密度1.3，結(jié)晶熔點(diǎn)287℃。熱穩(wěn)定性能優(yōu)良，空氣中700℃分解，350℃下長期熱穩(wěn)定性好。特點(diǎn)：耐化學(xué)性能好；對(duì)玻璃、陶瓷及鋼、鋁、鎳等金屬皆有極好的粘接性；PPS中含硫量極高，本身具有阻燃能力；3、應(yīng)用：由于聚苯硫醚具有較優(yōu)異的電絕緣性能，其注射品在電氣工業(yè)中應(yīng)用較廣，如小型精密電氣，電子制品，插頭和開關(guān)等。因耐化學(xué)藥品性能好，可以做各種各種耐化學(xué)藥品的油泵組件、閥座、各種齒輪等。又因耐熱性好，可以做耐熱170℃下各種溶劑的防腐涂層和200℃以下的各種耐酸、堿、鹽的防腐層。第7頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)、聚芳酯1、定義：聚芳酯是主鏈上帶有芳香環(huán)和酯鍵這類聚合物的統(tǒng)稱，但通常是指雙酚A型聚芳酯。英文名為Polyarylate，簡稱PAR，是一種耐熱性好，阻燃性良好的熱塑性工程材料。2、性能：聚芳酯的性能隨對(duì)位和間位苯二甲酸配比的不同而改變，通常對(duì)位間位之比為50/50或70/30。聚芳酯主鏈中苯環(huán)的密度較高，故耐熱性較高，使用溫度范圍較廣，可在-70~+180℃下長期使用。3、應(yīng)用:因聚芳酯的耐熱性與電性能好，因此主要用于耐高溫電氣、電子和汽車工業(yè)方面的原件和零部件，也通常用作醫(yī)療器械。它可在溶液中成膜和紡絲，制成薄膜及纖維，前者用于B級(jí)的電氣絕緣，后者用于耐高溫纖維?？蓴D出成型制版和管材，也可應(yīng)用于生活品方面。采用用玻璃纖維增強(qiáng)以提高聚芳酯的耐熱性，用碳纖維改性第8頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月改進(jìn)其耐藥品性，與聚四氟乙烯共混提高其耐磨耗性，以特殊的無機(jī)填料填充可制得高反射遮光的聚芳酯，使它的應(yīng)用范圍更為擴(kuò)大。近年來還開發(fā)了高屏蔽和高透明的聚芳酯新品種，供不同用途之需。

第四節(jié)、聚醚醚酮一、聚醚醚酮是一種線性結(jié)構(gòu)的芳香族聚合物。英文名Polyetheretherketone,簡稱PEEK。它具有類似熱固性塑料的耐熱和耐化學(xué)穩(wěn)定性能，卻具有熱塑料性塑料的成型加工性能。二、性能：常溫下PEEK的機(jī)械強(qiáng)度、耐蠕變性和抗疲勞性均優(yōu)于聚醚砜，但因其玻璃化溫度較低，升溫至100~150℃下，機(jī)械強(qiáng)度會(huì)急速下降。它的電性能較優(yōu)異。PEEK的熔點(diǎn)較高，但在溫度超過熔點(diǎn)后，其熔融流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性都很好，因此具有較好的成型性能?？刹捎脭D出、模壓、注射、吹塑、傳遞及靜電涂覆等方法加工。

第9頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月三、應(yīng)用

PEEK耐熱、耐化學(xué)藥品、熱水及水蒸氣。加上大分子鏈柔性較好，故多用于電線電纜的包覆層、電子計(jì)算機(jī)的包封導(dǎo)線，飛機(jī)等交通運(yùn)輸方面耐汽油和潤滑線的導(dǎo)線，以及油田、發(fā)電站等方面耐高溫水的導(dǎo)線。在機(jī)械方面可用作活塞環(huán)、軸承保持器等零件。另外，采用擠壓成型方法?？芍瞥筛邚?qiáng)度單絲，用來制造化工設(shè)備中的過濾器部件，甚至可以吹塑成型，用作裝運(yùn)核廢料的容器。第六節(jié)、聚砜類物質(zhì)發(fā)展前景聚砜超濾膜材料：是目前工業(yè)上應(yīng)用極其廣泛的超濾膜材料,它具有價(jià)廉易得,機(jī)械強(qiáng)度、抗壓密性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性良好及寬的pH使用范圍(pH值為2～12)等優(yōu)點(diǎn),但它的憎水性也是人所皆知的,其危害主要表現(xiàn)在疏水溶質(zhì)易在膜表面產(chǎn)生吸附和沉積,使膜孔受阻,造成膜污染,使膜的性能降低,使用壽命縮短。聚砜類膜的制備多采用浸入沉淀相轉(zhuǎn)

第10頁，課件共12頁，創(chuàng)作于2023年2月聚砜膜血液透析儀：借助膜兩側(cè)的溶質(zhì)梯度、滲透梯度和水壓梯度,以達(dá)到清除毒素和體內(nèi)過多的水分。在汽車行業(yè)的應(yīng)用就是體現(xiàn)其優(yōu)異性能很好的例子。首先，采用工程塑料能降低汽車傳動(dòng)件之間的摩擦力，增加耐磨性，提高密封性，使汽車在安全性，舒適度和燃油效率等方面獲得更大的突破。其次，工程塑料以其重量輕、可塑性強(qiáng)、制造成本低的特點(diǎn)，大幅提高了汽車的零部件集成度和內(nèi)外型設(shè)計(jì)空間，同時(shí)降低了整車重量和制造成本。工程塑料不僅應(yīng)用在汽車保險(xiǎn)杠、儀