热塑性工程塑料资料

1、热塑性工程塑料随着科学进步、工业技术的发展、尖端技术的需要，一系列工程塑料相继投入了工 业生产。近几十年来，工程塑料发展迅速。工程塑料由于其独特的性能，嬴得了科技界 与工业领域的广泛重视。它与工业陶瓷、超导材料一起被称为科学技术的三大支柱。尤 其是特种工程塑料的出现并成功地应用，引起了许多重要领域的技术革命。随着机械制 造、仪器仪表、机电一体化产品的轻、薄、精、微型化的要求，工程塑料将更充分地显 示它的作用，倍受人们重视。工程塑料将真正成为尖端技术的承担者。高科技产业与工 程塑料，尤其是特种工程塑料互相依存，互相促进，协同发展。工程塑料是一个特定的名称。其广义泛指具有高性能又可代替金属材料的塑

2、料；狭 义指比通用塑料的强度与耐热性优异，可作为工业用的结构材料并具有功能作用的高性 能塑料。与通用塑料相比，工程塑料的显著特点是：比强度（强度密度）高；优异的电绝 缘性；良好的耐化学性；耐高温，且高温机械强度高；低蠕变，高温尺寸稳定性好；低 热膨胀系数。工程塑料又可分为通用工程塑料和特种工程塑料。UL长通用工程塑料是指拉伸强度 Pa，拉伸模量 Pa，耐热性 期使用温度）。通用工程塑料通常在汽车、机械、电气、电子等领域 中作为结构部件。其吨位大、品级多、用途广。特种工程塑料的耐热性比通用工程塑料更高，可在以上高温下长期使用。 特种工程塑料又称为高性能工程塑料，性能优异，价格昂贵。大都用于高技术

3、领域、尖 端技术方面。工程塑料的品种很多，常用的工程塑料类型和品种如下： PA6聚酰胺 PA66 PA1010结晶性聚合物聚甲醛（ POM）通用工程聚对苯二甲酸丁二醇酯（ PBT）塑料增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（聚苯醚（ PPO）PET）热非晶聚合物聚碳酸酯（ PC）塑聚苯硫醚（聚苯硫醚）工聚醚醚酮（ PEEK）程型塑液晶聚合物（ LCP）型料结晶性聚合物 ylon MXD6 （ PA MXD6）型 PTFE PFA热塑性氟塑料ETFE特种工程PVDF塑料聚芳酯（ PAR）聚砜（ PSU）其它非晶聚合物聚醚砜（聚醚砜）聚醚酰亚胺（ PEI） 聚酰胺酰亚胺（ PAI ） 通用工程塑料1、聚酰胺（尼

4、龙） 聚酰胺是最先发现的能承受载荷的热塑性塑料，也是目前机械行业中应用较为广泛 的一类工程塑料。聚酰胺的英文缩写为 PA，俗称尼龙 （Nylon ）。尼龙可分为脂肪族尼龙、芳香族尼龙、 脂肪族芳香族尼龙等几类。 芳香族尼龙是高耐热性的特种工程塑料 （使用温度达 250 以上），属于特种工程塑料； 脂肪族芳香族尼龙的主要品种有聚对苯二酰三甲基已二胺， 它具有良好的透明性（透光率可达90）。脂肪族尼龙是使用最多的一大类尼龙品种。它又可分为尼龙 n，尼龙 mn，尼龙共聚物等几类。尼龙 n 是由环内酰胺开环聚合或 由 w氨基酸自身缩聚而得（如已内酰胺开环聚合得尼龙6）；尼龙 mn是由二元酸和二元胺缩聚

5、而得（如尼龙 66 由已二酸与已二胺缩聚反应而得） ；共缩聚尼龙则是由几 种尼龙单体按一定比例配备后缩聚反应而得，或者将两种或多种尼龙共熔制备共缩聚尼 龙。常见的共缩聚尼龙品种有尼龙 66/6 、尼龙 66/6/610 、尼龙 1010/66/610 、尼龙 1010/66/6 等品种。此外，还有单体浇注尼龙（又叫MC尼龙）及一些改性的尼龙品 种，如纤维增强尼龙，含油尼龙，超高抗冲尼龙等。尼龙分子链中由于含有大量的酰胺基团，故有较强的吸水性。尼龙的品种不同，酰 胺基的密度不同， 吸水率也有较大的差别。 一般地， 酰胺基的密度起低， 其吸水率起低， 吸水速度也起慢。尼龙具有良好的结晶性，其熔点随

6、品种有所差异。如在尼龙 n 系列中，尼龙 6 的 熔点为 210215，尼龙 12 为 178；在尼龙 mn 系列中，尼龙 66 的熔点为 255 264，尼龙 610 为 215 223 ，尼龙 1010 为 200 ；共缩聚尼龙品种由于分子链 的规整性较差， 结晶性和熔点一般较低， 如尼龙 666 1010 的熔点仅为 155175， 但其有较好的透明性和弹性。尼龙的玻璃化温度受吸水量的影响很大。 严格干燥的尼龙， 玻璃化温度在 50左右； 当吸收了水分后，玻璃化温度下降到室温以下。脂肪族尼龙的热变形温度一般并不高，但经 30 玻璃纤维增强后的尼龙，热变形温 度可接近尼龙的熔点。 如未经增

7、强的尼龙 6 热变形温度为 66，而用 30短玻璃纤维 增强的尼龙 6 的热变形温度高达 190。尼龙分子链上的酰胺基团具有很强的极性，且相互间能形成氢键，从而提供了强大 的分子间力，加上尼龙的高结晶性，使其有优异的机械强度。尼龙分子链中的亚甲基部 分则提供了良好的柔性。因此，尼龙质坚而又韧，抗冲击性突出。不同品种的脂肪族尼 龙，其拉伸强度在 40 到 80MPa之间，而经 30玻璃纤维增强后，拉伸强度提高约一倍。 同时，经增强的尼龙，弯曲强度、模量、冲击强度也都成倍提高。另外，由于多数尼龙 有较高的吸水率，吸收的水分能起到增塑剂的作用。因此，尼龙的机械性能受吸水率的 影响较大，尤其是冲击强度

8、。干态的尼龙冲击强度较低，而达到吸湿平衡后，冲击强度 大幅度提高。不过，经玻璃纤维增强后，吸水率对尼龙的机械性能影响就较小。尼龙具有低的摩擦系数，突出的耐磨、减摩特性。尼龙的摩擦系数在干态时一般为0.1 0.3 ，为巴氏合金的 1/3 ，具有自润滑性。在极限 PV值不高时，可在无油状态下使 用。特别适用于纺织、食品、日用等机械。尼龙的自润滑性及其坚韧的材质，使其有优 异的耐磨耗性。如尼龙 1010 的耐磨耗性是铜的八倍。尼龙的高结晶度与分子链的强极性，赋予其对气体（氧气、二氧化碳、氮气、非极 性液体的蒸汽）良好的阻隔性，但水蒸汽透过性却较大。因此，工业上，常常将尼龙与 聚烯烃制成复合薄膜、容器

9、，用于食品、药物包装。尼龙十分耐碱和大多数盐溶液，但强酸和氧化性酸能侵蚀尼龙，浓硫酸、硝酸及盐 酸会使尼龙发生水解。尼龙极耐脂肪烃类，对芳香烃化合物也是惰性的。因此，尼龙常 被用来包装润滑油、燃料油、油脂等。醇类化合物能为尼龙所吸收，它们有增塑尼龙的 倾向而使其溶胀。尼龙在常温下能溶解于苯酚、甲酚、二甲基甲酰胺、氯化钙饱和的甲醇溶液、浓甲 酸。在高温下，尼龙溶解于乙二醇、冰醋酸等。由于尼龙吸湿性大，且酰胺基易于高温水解，因此尼龙的干燥是成型加工前的重要 环节。水分含量大时，成型中引起熔体下降，制品表面出现气泡、银丝、斑纹等缺陷， 机械强度也会大幅度降低。为保证顺利成型加工，将物料干燥至含水量低

10、于0.1 是必须的。干燥尼龙时还应防止氧化变色，最好考虑真空干燥，因为酰胺基对氧敏感，容易发生氧化降解。尼龙的熔体粘度低，流动性大，注射成型时喷嘴处的流涎现象突出，注射时螺杆与 料筒间的回流严重，易导致注射压力下降，注射量不准。所以，尼龙注射成型时，应自 锁式喷嘴，螺杆端部必须安装止逆环。此外，由于尼龙的熔点高，熔化范围窄，若不注 意对注射喷嘴加热保温，熔体容易冷凝以至堵塞喷嘴。由于尼龙的高结晶性，成型收缩率大，一般为1.8 3.2 。结晶度越大，收缩率越大；在成型过程中，模具温度越低，结晶度有所降低，成型收缩率也随之降低。此外， 尼龙的成型收缩率明显随制品的厚度增大而增加。成型后的尼龙制品会

11、因缓慢吸湿而引起尺寸精度的变化。为保证制品在使用过程中 尺寸稳定，可对制品进行调湿处理，把制品浸在规定温度、规定水质的热水中，使其达 到所要求的平衡吸湿率。2、聚甲醛聚甲醛的英文缩写为 POM。按聚合所用单体可分为均聚甲醛和共聚甲醛两大类。均聚甲醛由环状的三聚甲醛在三氟化硼催化剂作用下聚合并经封端处理而成；共聚甲醛则由 三聚甲醛与少量的二氧五环共聚并经封端处理而成。 为进一步改善性能和扩大使用范围， 还开发了纤维增强聚甲醛、含油聚甲醛等新品种。聚甲醛是一种熔点、结晶性较高的通用热塑性工程塑料。其熔点175，结晶度 70 85，共聚甲醛由于受共聚组分的影响，熔点和结晶度稍低。其熔点为165，结晶

12、度为 70 75。聚甲醛的分子堆积紧密， 因而密度较高。 均聚甲醛的密度为 1.43 ，共聚 甲醛则为 1.41 。聚甲醛有较高的热变形温度。 均聚甲醛为 124，共聚甲醛为 110。不受力或低负 荷时的短期使用温度分别可达 160 和 145。但由于共聚甲醛的耐热老化性能比均聚甲醛 要好，故高温长期连续使用温度却以共聚甲醛为高。均聚甲醛的高温长期使用温度极限 100，而共聚甲醛可达 114。聚甲醛有优异的机械性能。高强度、高弹性模量、高硬度、良好的冲击强度、优异 的耐蠕变、耐磨耗性和耐疲劳性相结合，使其成为良好的工程材料。典型均聚聚甲醛的 拉伸强度 70MPa，弯曲强度 90 MPa，模量约

13、为 3000 MPa，洛氏硬度为 M94。经纤维增强 的聚甲醛拉伸强度可达 130MPa，模量成倍提高。 温度升高时， 聚甲醛的刚性虽有所下降， 但比较平缓。 在 100以下能保持良好的刚性。 100时的聚甲醛可以与 30时的聚丙烯 相比拟。聚甲醛有较好的冲击强度。既有高刚性、高硬度，又有良好的冲击韧性，是聚 甲醛的一大突出优点。聚甲醛有优异的耐疲劳性，耐扭变，耐曲折。在热塑性工程塑料 中，它具有最大的疲劳极限强度。经受107 次的交变应力作用，聚甲醛的疲劳强度仍高达 35MPa。聚甲醛的回弹性良好，耐蠕变性突出，即使在较高的温度下保持了较好的耐 蠕变性。聚甲醛有良好的自润滑性，摩擦系数与磨耗

14、量小。与通常的聚甲醛相比，含油聚甲 醛有更好的耐摩擦性和耐磨耗性，但机械强度有所下降。添加化学润滑剂的高润滑聚甲 醛，则不仅具有低磨耗量和低摩擦系数，而且在相当程度上保持了聚甲醛的机械性能。聚甲醛的电绝缘性能良好，且介电损耗和介电常数在很宽频率、温度范围内变化很 小，即使浸在水中或在很高温度下，仍保持良好电性能及耐电弧性。聚甲醛作为典型的结晶高聚物，在室温下，具有很突出的耐有机溶剂性。在70以下，几乎没有有效的溶剂。在较高的温度下，某些酚类和卤代酚类是有效的溶剂。聚甲 醛能耐醛、酯、醚、醇及烃类，对汽油和润滑油的耐受性很好。即使在高温下，聚甲醛 在上述药品中仍能保持较高的机械强度。然而，聚甲醛

15、耐无机试剂性较差。它们不耐强 酸、强碱和强氧化剂。聚甲醛长期在热水中使用也会产生一定的湿热老化。此外，易燃 也是聚甲醛的一大缺点。聚甲醛长期暴露在紫外光下，将导致表面粉化，分子量降低，而逐步呈现脆性，机 械强度下降。为改善其耐光，耐候性，常在聚甲醛中加入适量光稳定剂。聚甲醛的热稳定性较差，加之熔点明显，因而合适的加工温度范围较为狭窄。熔料 温度应控制在 190 220间。即使是热稳定性较好的共聚甲醛，在料温为230时就有少量分解并引起变色。在成型过程中，当物料超过正常成型温度上限，或在允许温度下 停留时间较长，均会大量分解逸出强烈刺激眼睛的甲醛气体。鉴于这点，加工过程中必 须严格控制成型温度，

16、在保证流动性的前提下，尽量避免料温过高（如注射成型时，控 制料筒温度 170 190），避免受热时间太长，采用尽可能短的成型周期。此外，还应 避免混入酸性杂质。聚甲醛的熔体粘度对温度的依赖性较小。提高温度对增加熔体的流动性影响不大。 如果用提高温度的办法来增加聚甲醛的流动性，不仅效果差，而且有可能导致其降解。 因此，应优先考虑采用提高剪切速率的办法，来提高熔体流动性。如注射成型时，采用 较高的注射压力、注射速度来保证良好的充模。由于聚甲醛的高结晶性， 从熔体冷却时凝固速率快， 收缩率高 （22.8 ），加之成 型温度范围窄，因此在成型过程中易发生过早凝固而导致成型缺陷。在聚甲醛的注射成 型时，

17、模具温度应控制在 80以上，一方面避免熔料过早凝固，另一方面使制品内外的 冷却速度尽量接近，以防止产生熔接痕、凹痕等。此外，注射成型聚甲醛时，喷嘴也应 安装电热圈并可单独控制，避免成型温度控制不当造成物料凝固。聚甲醛吸湿性较小，且水分对成型加工性能的影响大。故对外观要求不高的制品， 在成型前可不干燥或进行短时间的干燥。3、聚碳酸酯聚碳酸酯是在分子链中含有碳酸酯结构的一类高分子化合物的总称。根据组成的不 同，可以是脂肪族、脂环族、芳香族或脂肪族芳香族的聚碳酸酯。作为工程塑料用的 都是芳香族聚碳酸酯， 其中产量最大、 用途最广的是双酚 A 型聚碳酸酯（英文缩写为 PC）。聚碳酸酯的密度为 1.20

18、 。聚碳酸酯是非结晶性的，具有良好的透明性，2mm厚的薄膜透光率达 90。折光指数为 1.586 ，比丙烯酸酯类塑料的折光指数高，更适宜于用作 透镜材料。但聚碳酸酯的表面硬度比较低，耐磨性也较差，表面容易发毛。为提高表面 硬度，可辅以硬质的表面涂层。2聚碳酸酯重要的机械特性是韧而刚。它具有优异的冲击强度（40kJ/mm2 以上）和高的弯曲弹性模量（达 2100 MPa），在热塑性塑料中名列前茅。接近玻璃纤维增强的不饱 和聚酯。典型聚碳酸酯的拉伸强度为6570 MPa，弯曲强度为 100 110 MPa。聚碳酸酯在载荷作用下的抗蠕变性和抗热变形性显著高于聚甲醛和尼龙类塑料。在较高温度、较 高载荷

19、作用下，蠕变量小。因此，聚碳酸酯尺寸稳定性很好。但聚碳酸酯不耐疲劳，易于应力开裂，对缺口敏感，作为工程材料时应当注意。聚碳酸酯的热变形温度为 135143，若用玻璃纤维增强后可达 150 160。长 期使用温度为 130，脆化温度 100。有与其它塑料相比，它的热膨胀系数很低，加 入玻璃纤维增强后更能降低约三分之二。在100以上作长时间热处理，它的刚硬性增加，内应力降低。由于双酚 A 型聚碳酸酯的偶极化效应较小，玻璃化温度高（150左右），因此具有优良的电性能。体积电阻达 4 1016，介电常数略高于聚乙烯，介电损耗低至104，介电强度在 40kV/mm。聚碳酸酯在室温下能耐水、稀酸、氧化剂、

20、还原剂、盐、油、脂肪烃，不耐碱、胺、 酮、脂、芳香烃、卤代烃等。能在很多有机液体或蒸汽中溶胀，并导致应力开裂。聚碳 酸酯能溶解在二氯甲烷、二氯乙烷、四氯忆烷、三氯甲烷、甲酚、四氢呋喃等有机溶剂 中。聚碳酸酯的耐紫外光的能力较差。在潮湿而强烈的阳光作用下，表面会变黄发脆， 逐渐失去透明性，甚至出现龟裂。薄膜比厚制品更易变脆。聚碳酸酯的粘流温度为 230左右，分解温度 340。为使其有良好的成型加工性， 通常应使熔料温度保持在 280 300。聚碳酸酯的吸水性较小，在室温下，聚碳酸酯的吸水率为 0.2 左右。但尽管如此， 由于聚碳酸酯中的酯基对水分比较敏感，只要有微量水分的存在，加工温度下会发生水

21、 解，分子量迅速降低，制品的机械强度严重破坏，外观质量下降。因此，成型前应将聚 碳酸酯严格干燥， 使水分含量降至 0.02 以下， 并且应当充分注意防止干燥过的物料再 吸湿。聚碳酸酯熔体粘度很高， 注射成型时应当采用较高的注射压力 （一般为 80 160MPa）。 应当提出的是， 聚碳酸酯的熔体粘度对温度较为敏感， 而剪切速率对其影响较小。 因此， 在适宜的成型加工温度范围内，提高温度能有效地降低熔体粘度，增大熔体流动性。聚碳酸酯分子链的刚硬性，高的粘流温度和熔体粘度，加之粘度的温度敏感性大， 温度降低熔体粘度会迅速增大，构成了成型加工不利的方面。如注射成型时，冷却固化 快，流动取向的分子链来

22、不及得到松弛，从而造成较大的内应力，易引起应力开裂或影 响制品的尺寸稳定性。为此，可对制品进行热处理，或在成型时采取适当提高熔料的温 度和模具温度以及嵌件预热等措施，充分降低模塑应力。4、聚苯醚及改性聚苯醚 以铜一胺络合物为催化剂， 以苯一乙醇混合剂作反应介质， 2，6 二甲酚单体和氧在 30 下聚合反应即可生成聚苯醚（ PPO）。聚苯醚具有很高的玻璃化温度（ T210），脆点 170，分解温度 350以上， 马丁耐热 160。具有最小的吸水性（室温下饱和吸水率 0 1%），在沸水中煮沸仍具有尺寸稳定性。聚苯醚硬而韧。硬度较尼龙、聚甲醛、聚碳酯为高，蠕变量却比它们为小。聚苯醚 有很高的机械强度

23、，并且随着温度上升下降缓慢，在167时仍具延展性，在 149以上仍有良好的强度及刚度。聚苯醚及改性聚苯醚制品介电性能良好，在很宽的频率、温度湿度范围内，它的介电常数和介质损耗角正切低而恒定，高温下有高而稳定的体积和表面电阻。在 93 水中用 10000 小时的水解稳定性试验后，聚苯醚、改性聚苯醚及玻璃纤维 增强的聚苯醚，它们的拉伸强度、伸长率、抗冲强度都没有明显的下降。23水中 24小时吸水率 006%， 100水中平衡吸水率 03%，是所有热塑性工程塑料中吸水性最 小的一种。用聚苯醚制成的医疗器械经反复蒸汽消毒处理后，其性能无显著变化。加压 下进行 200 次（每次 15 分钟）水蒸汽加热（

24、 120）试验也看不出有变劣。聚苯醚制品 吸水后相应的尺寸增加是其吸水率的1/10。聚苯醚能耐稀酸，稀碱，合成洗涤剂，皂液，一些浓酸，但在浓盐酸中于 85、 12 MPa作用下会开裂。在受力情况下浸于矿物油、酮类、酯类溶中，会产生应力开裂。 卤代脂肪烃（如氯仿） 、芳香烃（如甲苯）能溶解聚苯醚，因此这类溶剂也有粘合剂之功 用。聚苯醚中由于酚氧基的存在，容易受热氧化老化，可以添加六甲基磷酰三胺，亚磷 酸酯及炭黑等改进之。改进聚苯醚 NORYI一般是聚苯醚用苯乙烯系树脂共混或接枝共聚而成的。PPO与 PS 可以完全相互熔融，合多的玻璃化转变温度与聚苯乙烯共聚物玻璃化温 度间的直线关系相似。可利用它

25、制造各种各样的耐热性牌号，而冲出强度（悬臂梁式） 只 PPO的 40%，苯加入橡胶成分右提高其耐冲击性。苯乙烯系弹性体为苯乙烯 丁二烯橡胶（ SBR）等共聚物，它们都有苯乙烯基团，和 PPO相溶，所以与 PPO/ PS合金相溶性好。 所需共聚物可以根据需要进行配方设计使其具 有所需要的性能如耐冲击性、可挠性等。改性 PPO的热变形温度在高荷重下可达 170 ，纤维增强改性的 PPO，其热变形温 度可达 200左右，难燃性达 UL94VO 级。5、饱和热塑性聚酯 饱和热塑性聚酯是工程塑料的一大类。主要品种有聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯 二甲酸丁二醇酯。（1）、聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚对苯二甲酸乙

26、二醇酯是饱和聚酯型热塑性工程塑料（英文缩写为PET），它是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行酯交换后进一步缩聚反应而得。在塑料工业中，聚对苯二 甲酸乙二醇酯主要用于生产聚酯瓶、聚酯薄膜，注射成型各种制品则通常采用经增强改 性、结晶改性、抗冲改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸乙二醇酯是具有结晶性的材料，但它的结晶速率较慢，从熔融态迅速 冷却到玻璃化温度（ 80）以下，可得到高透明的成型品。在高弹态经双向拉伸的制品 （如双向拉伸薄膜、 双轴定向瓶） ，由于形成细微的结晶而具有高透明性。 其透光率可达 90。处于非晶态（或结晶度很低）的聚对苯二甲酸乙二醇酯（如二步法生产聚酯瓶过 程中瓶坯），在玻璃

27、化温度以上，缓慢结晶而失去透明性。聚对苯二甲酸乙二醇酯对气体具有良好的阻隔性，氧气透过率稍高于聚偏氯乙烯， 但仍属优良的阻隔性材料。因此，在包装领域它有着广泛的用途。聚对苯二甲酸乙二醇酯的机械性能优良。其薄膜的拉伸强度是聚乙烯薄膜的 9 倍， 聚碳酸酯薄膜和尼龙薄膜的 3 倍。可与铝膜匹敌。当然，这还与薄膜受拉伸与否、拉伸的倍数、最终的取向程度有关。 经 30玻璃纤维增强改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料， 拉伸强度可达 160 190MPa，弯曲强度大于 200MPa，模量超过 9103MPa，悬臂梁冲击 强度在 100J/m 以上。 增强后的聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料有良好的耐摩擦磨耗性，在长期

28、负荷作用下有优异的耐蠕变特性，在循环应力作用下有极好的耐疲劳性能。聚对苯二甲酸乙二醇酯有很高的耐热性。经双轴定向的纯聚对苯二甲酸乙二醇酯制 品，长期使用温度为 120。经玻璃纤维增强后，热变形温度高达220， 180长期使用机械性能超过比酚醛层压板。聚对苯二甲酸乙二醇酯电绝缘性优良，并且受频率影响小，即使在较高温度的环境 下也仍然如此。要注意的是，它在高电压下的耐电晕性较差。聚对苯二甲酸乙二醇酯对各种有机溶剂及油类具有良好的化学稳定性， 但不耐强酸、 强碱及长期的水蒸汽作用。户外使用时，它有优良的耐候性。室外暴露六年，机械强度 下降不大。由于聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点为260，分解温度 304

29、，故成型温度高，温度范围比较窄， 料筒温度一般控制在 280。 左右， 熔料温度应控制在 300以下。 为避免 热分解，注射成型的周期也应尽量缩短。聚对苯二甲酸乙二醇酯在成型温度下有良好的流动性， 故注射成型所需的压力较低。 但在高的成型温度下，水分易引起聚对苯二甲酸乙二醇酯的水解，造成制品性能的下降 和外观质量的低劣。因此在成型前应经过严格干燥，使水分含量低于 0.03 。聚对苯二甲酸乙二醇酯的高熔点易导致注射喷嘴内熔料冷凝而堵塞，故注射喷嘴应 安装电热圈。由于其结晶特性，熔料会因冷却过快而结晶不足。为此，可加入结晶成核 剂，并提高模具温度。在双向拉伸薄膜和双轴定向聚酯瓶的生产过程中，初坯则

30、应尽可 能快速冷却通过玻璃化温度，以尽量降低结晶度；在拉伸前的加热过程中，应使其均匀 而充分进入高弹态，同时又要保证在此过程中尽量少地形成结晶。（2）聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯是由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与过量的1， 4丁二醇通过酯交换或直接酯化制得对苯二甲酸双羟丁酯后，进一步进行缩聚而成，其英文缩写 为 PBT。聚对苯二甲酸丁二醇酯一般都经玻璃纤维增强改性后才用作工程塑料。若未经增强 改性，除长期使用温度较高外，机械性能大都不如其它工程塑料。经增强改性后，拉伸 强度、弯曲强度、冲击强度、模量等都成倍提高。用30玻璃纤维增强的聚对苯二甲酸丁二醇酯的综合性能优于 30玻璃纤维增

31、强改性的聚苯醚。此外，它耐蠕变，在长时间 高负荷下形变量小，尺寸稳定性好。纯聚对苯二甲酸丁二醇酯的热变形温度通常只有60左右，比其它工程塑料低。经30 玻璃纤维增强后， 热变形温度达 210左右， 长期使用温度为 140，短期使用温度 可达 200，超过用 30玻璃纤维增强的聚苯醚、聚碳酸酯、聚甲醛、尼龙6 等工程塑料。聚对苯二甲酸丁二醇酯具有优良的电性能， 其体积电阻率为 1016 cm，介电强度高 （ 23kv/mm），耐电弧性好，并且这些性能在宽广的温度、湿度、时间范围内，基本保持 不变。因此可以用于苛刻的工作条件。聚对苯二甲酸丁二醇酯的化学性能与聚对苯二甲酸乙二醇酯相似，对有机溶剂有很

32、 强的耐受性，但不耐强酸、强碱、酚类化学药品，不耐长期的沸水和高温水蒸汽作用。聚对苯二甲酸丁二醇酯是典型的结晶性塑料， 结晶能力强于聚对苯二甲酸乙二醇酯， 但其熔点较聚对苯二甲酸乙二醇酯低，约为224。注射成型时，最适宜的料筒温度为230270。在此温度范围内，具有较低的熔融粘度，良好的成型流动性。聚对苯二甲酸丁二醇酯的玻璃化温度在室温附近。由熔体冷却时的结晶速度远高于 聚对苯二甲酸乙二醇酯，这使其比聚对苯二甲酸乙二醇酯有更好的成型加工性。由于在 冷却过程中，结晶化能充分快速地进行，因此可采用较低的模温，较短的成型周期。聚对苯二甲酸丁二醇酯的吸水率很低， 一般情况下可不经干燥而直接用于成型加工

33、。 但为了保证质量， 适当地进行干燥仍是重要的。 干燥条件可控制在： 温度为 120 150， 时间为 1 3 小时。二、特种工程塑料从化学结构及其特点看， 酰胺基、酰亚胺基等组成。1聚酰胺系列聚酰亚胺系列特种工程塑料的聚合物分子主链大多由苯环、 具体分如下五类： 如芳香族聚酰胺（ PA MXD6） CO 主链中为酰亚胺结合（ N CO醚键、酯基、砜、在聚醚系列PSU等。主链中带有醚结合（ O?）的高分子， ?这类有 ?PEEK、聚醚主链中带有酯结构（ CO O）的高分子，如 PAR等。 如 PTFE、 F46、 ETFE、PVDF等。聚酯系列含氟聚烯烃系列 总的说来，这类塑料的特点是：多为芳

34、香族，含有多个苯环； Tg 大多在 左右； Tm大多在左右或以上； UL 温度在以上， 不少品种是 以上； 大多难燃； 拉伸强度大多在 MPa以上； ?成型加工温度高， 难度大。最重要的特种工程塑料有如下一些品种：1、聚砜（ PSF）以双酚 A 与 NaO（H或 KOH）在二甲基亚砜 （DMSO）溶剂中生成双 A钠盐，然后再与 44 氯二苯基砜缩聚，即成聚砜（英文缩写PSF）。聚砜是一种很好的工程材料。具有高模量、高强度。 脆化温度为 101，在 183MPa（186kgf cm 2）下热变形温度为 174。 实际考核在 150下使用 2 年性能无显著变化。聚砜使用温度范围、频率范围都很宽，介

35、电常数稳定，介电损耗小，适于制作印刷 电路板、片状电容器、接插件等电子电气产品零部件。聚砜可在苛刻环境下工作。适宜用作设备的防腐衬里。可耐碱、无机盐溶液侵蚀。 在高温下耐洗涤与烃类。但对极性有机溶剂要注意。聚砜可长期耐沸水和蒸汽。用它制造的各种零部件无毒，可反复用蒸汽水消毒，反 复进行自动洗涤，其物理性能与表面光泽都不会因此降低。利用以上特性可代替玻璃、 金属制造医疗器械、食品加工机械等。聚砜在高温下也同样具有高的耐蠕变性。聚砜的难燃性达到 UL94的 V0 级。2、聚苯醚砜（聚醚砜）聚苯醚砜也称聚醚砜 （英文缩写为 PES）。聚醚砜的耐热性高， Tg为 225。在200 下机械性能基本不变。

36、 聚醚砜在高温下有优良的抗蠕变性和尺寸稳定性。 在加入 30玻 璃纤维增强后， 200高负荷下 4 个月的变形小于 0 005%。由此推断：按拉伸强度下 降一半计，聚醚砜在 180下可使用 20 年，在 200下可使用 5 年。故称聚醚砜的长期 使用温度为 180，若加 30玻纤增强则为 200。此外聚醚砜制品在 150低温下仍 不脆裂。聚醚砜的机械性能在热塑性塑料中属于高者。如拉伸强度为84 3MPa，弯曲模量为2 65GPa断裂伸长率为 80，缺口冲击强度为 091J/ cm。聚醚砜对酸、碱等无机药品及溶剂有优良的耐药品性，但对极强的有机溶剂如二氯 乙烷、 N甲基吡咯烷使用时需要注意。聚醚

37、砜使用，在超过200时会引起破裂。在高温下，化学药品会促使残留应力引起应力开裂，故在这种环境中应采用玻纤增强的聚醚 砜。聚醚砜具有优异的电性能，在 200下绝缘性能稳定。3、聚芳酯（ PAR）聚芳酯 （英文缩写为 PAR）是芳香族二元酸与芳香族二元酚的缩聚酯。其常用的原料是含对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合苯二甲酸与双酚A。聚芳酯具有优异的耐热性。工业化最早的聚芳酯是日本 UNITIKA 公司的 U聚合物（商品名） ，牌号为 U100。聚芳酯在主链中含有高密度的芳香环，因而具有高耐热性。这种聚合物结晶度很低， 故透明度很好，且抗紫外线老化，耐气候性优异。由于聚芳酯主链含高密度芳环，用玻璃纤维增强后

38、耐热性很高，在重负荷下热变形 温度为 175，若以 10/的速率升温，到 443时失重仅为 5%。聚芳酯的机械强度优异，耐蠕变、抗冲击，屈服伸长大，弹性回复好，表面硬度高。 聚芳酯性自熄性材料， 难燃。 聚芳酯的氧指数达 368，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剂的塑料的氧指数均要高。聚芳酯的电性能类似聚碳酸酯和聚甲醛。它吸湿性小，其电性能在潮湿环境中也是 十分稳定的。 聚芳酯的电性能受温度的影响也较小， 其体积电阻率即使在 160高温下， 仍能保持 1014 cm以上的水平。聚芳酯的耐化学药性与聚碳酸酯类似，对油类介质及稀酸稳定，但易受浓硫酸、碱、 热水

39、、氨水等侵蚀，易溶于氯代烃及酚类。4、聚苯硫醚（ PPS）聚苯硫醚（英文缩写为 PPS）是结晶性热塑性聚合物。其软化点为277 282， Tg为 85 93。过去制得的聚苯硫醚聚合物度极低，需在软化点以下使分子部分交联方能满足使用 需要。近年来，采用新型触媒已开发了高分子量的直链聚苯硫醚。这类触媒通常是各种 金属的碳酸盐、磺酸盐、磷酸盐等。根据制造方法不同，聚苯硫醚分为交联型与直链型两种。直链型有优良的韧性和延 伸性；而交联型又有其独特性能；在氧气存在下能加热固化，超过200热处理熔融指 数急剧下降，利用该性能可将聚合终了的低粘度聚苯硫醚通过热处理制造适合注射、挤 出的任意粘度的聚合物。聚苯硫

40、醚具有突出的热稳定性， 长期使用温度在 180以上， 耐化学药品性优异。 还 具有良好的刚性、尺寸稳定性和抗蠕变性。对玻璃、陶瓷、钢材等基础材料都有很好的 粘接力。此外，它与各种填料及高分子材料具有良好的共混性。聚苯硫醚可用一般热塑 性塑料加工方法成型。用玻璃纤维增强后，其冲击强度显著提高，其它力学性能也有提 高。聚苯硫醚无论在长期负荷下还是在热负荷下，都具有较好的耐蠕变性，即使是在较 高的温度下，其蠕变也是很小的。聚苯硫醚的突出特点是具有优异的热稳定性特别是经玻璃纤维增强的聚苯硫醚，即 使在较高的温度下，也具有优良的机械性能。聚苯硫醚的阻燃性也很好。由于其主链由密集的苯环构成，遇火成焦倾向大

41、，故本 身即具有阻燃作用，因此无须加入阻燃剂就可以过到 UL94V 0 级。聚苯硫醚与其它工程塑料相比，介电常数较小，介电损耗相当低，并且在宽广的频 率、温度和湿度范围内变化很小，能保持良好的电性能。5、聚醚醚酮（ PEEK）聚醚醚铜可采用 44二氟苯酮、 对苯二酚和碳酸钠或碳酸钾为原料， 以苯砜为溶剂 制得。聚醚醚酮（英文缩写为PEEK）。聚醚醚酮在受热熔融时加入玻璃纤维或碳纤维制得相应增强的聚醚醚酮塑料。聚醚醚酮是一种具有热固性树脂特性的热塑性树脂，它是 一种结晶性聚合物， 熔点 334，其制品具有良好的机械性能和耐热性， 可在 220连续 使用，最高使用温度为 240。加入 30%玻璃纤

42、维后，可在 310连续使用。聚醚醚酮 有优良的耐辐射性和耐化学药品性，除浓硫酸外，可耐所有的化学试剂。此外具有优异 的电绝缘性能，良好的韧性，在高温下仍保持优良的耐磨性。聚醚醚酮在火焰中燃烧性 低，且只发出低量的烟气，其燃烧性属于UL94V 0 级。5、 聚酰胺 酰亚胺（ PAI）聚酰胺 酰亚胺通常是由苯基三甲酸酐和二异氰酸酯在DMF溶液中缩聚面成。 聚酰胺酰亚胺（英文缩写为 PAI）是一种新型的耐高温、耐辐射绝缘材料和结构材料。它在可 以注射成型的热塑性工程塑料中具有最好的机械性能。不仅在室温下，而且在高温下， 聚酰胺 酰亚胺均有优良的机械性能。聚酰胺 酰亚胺的摩擦系数较低，在高温下也具有较

43、好的耐摩擦、磨耗性能。为进一 步提高其耐磨性和减小摩擦系数，可采用添加石墨方法。添加石墨后，随石墨含量的增 加，聚酰胺酰亚胺的弯曲模量有所提高，而冲击强度则有所下降。聚酰胺 酰亚胺具有优异的耐热性，其热变形温度为274，长期使用温度 220。在 220经 1500 小时热老化后，拉伸强度仍保持在 80 %以上。聚酰胺 酰亚胺的电性能也非常好，它的体积电阻可高达1017 . cm 。它的耐辐射性也很好，在 1017GY辐射下，拉伸强度仅下 7%。6、聚醚酰亚胺（ PEI ） 聚醚酰亚胺又称聚醚亚胺（英文缩写为PEI），是一种非结晶性的热塑性聚酰亚胺。 它由双酚 A 醚酐和芳香烃二胺缩聚而成。聚醚

44、亚胺把聚酰亚胺的高性能与通用热塑性工 程塑料的良好成型加性能结合在一起，使它既具有优良的机械性能、耐热性、电性能和 阻燃性，又可以方便地用注射、挤出、吹塑等方法成型加工。聚醚亚胺在非结晶性工程塑料中，显示了最好的耐药品性。能耐几乎所有的脂肪族 烃类，对酸也有良好的耐受性。聚醚亚胺即使在沸水中经104h 老化后，还能保持拉伸强度的 85%，显示了优良的耐水性和耐沸水水解性。聚醚亚胺的电性能优异，而且介电性能随温度的变化甚微。7、聚四氟乙烯（ PTFE）聚四氟乙烯是单体四氟乙烯的均聚物 （英文缩写为 PTFE）。它是一种没有支化的线性 聚合物，化学结构简单，分子链高度规整。因而，在适当的条件下，可

45、以达到很高的结 晶度。其结晶熔点很高，约为 327。聚四氟乙烯的力学强度较低。因此，作为工程塑料使用，力学强度不是其长处。聚 四氟乙烯的拉伸强度，一般约为 15 30 MPa，对定向薄膜可达 100 MPa；断裂伸长率 50 400（取决于加工） ；弯曲强度、 压缩强度、 弹性模量都较低， 硬度仅为邵氏 55 70D， 制品在长时间的连续载荷作用下蠕变量大。它的突出优点是在270 260的广泛范围内，有韧性及延性。聚四氟乙烯具有极好的热稳定性，分解温度大约在390以上。加热到 415时，聚四氟乙烯产生明显的分解，放出有剧毒的全氟异丁烯气体。由于聚四氟乙烯的高熔点、 高的热稳定性以及低温下的韧性

46、，使其适应宽广的使用温度范围。它在液态空气中不会 发脆，在沸水中不会变软，从 270的低温到 250的高温，都可使用。无载荷时至少 到 250时，仍保持尺寸稳定性，连续在210 以上使用达一万小时，其性能基本不变。聚四氟乙烯具有良好的耐候性。 0.1mm厚的薄膜经室外暴露六年， 其外观和机械性能 均无显著变化。然而，聚四氟乙烯在高辐射下会降解，分子量降低，性能变劣。聚四氟乙烯在很宽的温度和频率范围内是一种优良的绝缘体。体积电阻率大于1018 cm，介电强度 20kv/mm，耐电弧性在 300s 以上。聚四氟乙烯的介电常数和介电损耗 都很小。介电常数值为 2.1 ，介电损耗小于 2 104，且基

47、本不受频率的影响，是最优良 的介电材料之一。聚四氟乙烯具有极低的摩擦系数，且通常条件不受有否润滑剂存在的影响。它对金 属的摩擦系数在 0.07 左右，自摩擦系数低至 0.01 。因此，它具有优异的自润滑性，是 一种优良的减摩耐磨材料。聚四氟乙烯分子链是非极性的，分子间相互作用很小。由于其高结晶度和无特殊的 相互作用，所以它在一般温度下不溶于所有溶剂。聚四氟乙烯有卓越的耐腐蚀性，能耐强酸、浓碱、强氧化剂，如硫酸、盐酸、硝酸、 王水、烧碱、重铬酸钾、高锰酸钾、油脂、去污剂、有机溶剂等化学药品对它均不起作 用。只有熔融的碱金属、碱金属的萘化物或氨化物才能侵蚀聚四氟乙烯。聚四氟乙烯是表面能最低的塑料，

48、它极疏水，对水的接触角为114 115，水蒸汽透过率低于聚乙烯。此外，它属于难粘材料，必须经过表面处理才能用其它粘合剂进 行粘合。表面处理的方法有多种。最常用的方法是用萘钠络合液化学腐蚀处理和表面 辐射接枝处理，使其带上极性表面，然后用环氧树脂等一般粘合剂粘合。工业聚四氟乙烯通常其分子量很大， 在熔点以上， 具有 10111012 泊的极高熔融粘度， 呈弹性状态， 难以流动成型。 因而聚四氟乙烯虽然从分子结构看是直链状热塑性聚合物， 但难以用通常的热塑性塑料的加工方法进行，而要采用采用类似于“粉末冶金”的那种 冷压与烧结相结合的加工方法。聚四氟乙烯具有较低的结晶速率，可以方便地通过调节温度来调

49、节结晶速率，从而 调节结晶度。慢慢冷却得到高结晶度，快速冷却则得到相反的结果。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 （英文缩写为 PVDF）。聚偏二氟乙烯是透明或半 透明的结晶性聚合物，结晶度 68%左右，氟含量为 59% ，分子量 25100 万。聚偏二氟 乙烯冲击强度高，耐磨耗，耐蠕变，韧性好，是氟塑料中韧性最好的品种。聚偏二氟乙 烯具有较高的耐热性， 长期使用温度为 40150，有突出耐气候老化性、 耐臭氧、 耐 辐照、耐紫外光。聚偏二氟乙烯介电性能优异，耐腐蚀性优良，室温下能耐酸、碱、 、强 氧化剂、卤素、脂肪烃、芳烃、醇、醛等有机溶剂。但易受发烟硫酸、强碱性

50、伯胺、酮、 醚等少数化学品侵蚀，可被二甲基甲酰胺和二甲基亚砜溶解。与其它氟塑料相似，聚偏 二氟乙烯为难燃性塑料，具有自熄性。9、聚全氟乙丙烯（ PFA）聚全氟乙丙烯（英文缩写为 PFA）为四氟乙烯 六氟丙烯共聚物（ F46），也常被称为 可熔性聚四氟乙烯。 F46 的机械性能、化学稳定性、电绝缘性、润滑性、耐大气老化性 以及不燃性均与聚四氟乙烯相仿，但耐热性略低于聚四氟乙烯，长期使用温度为85205。它的突出优点是加工性能较聚四氟乙烯好， 可用一般热塑性塑料的加工法， 如采 用挤出、注射、传递模塑等方法加工。 F46 耐蠕变性在室温时比聚四氟乙烯好，但在高 温下却不及聚四氟乙烯，温度越高，变形

51、也越大。F 46 也和聚四氟乙烯一样，具有光滑的蜡状表面，极低的摩擦系数。它的静摩擦系 数比动摩擦系要小，且摩擦系数随滑动速度增大而增加，随负荷增大而降低。与聚四氟 乙烯相比， F 46 具有冲击强度高，气密性好，耐辐照，低温柔性好，与金属、玻璃粘 结力强等优点。此外， F 46 能耐所有酸、碱、溶剂和氧化剂，但在高温下，不耐熔融 碱金属。萘钠类的试剂能腐蚀 F46 。10、乙烯 四氟乙烯聚物（ ETFE）乙烯四氟乙烯聚物（英文缩写为 ETFE）基本是乙烯与四氟乙烯以 1：1 摩尔比进行 共聚制得的，具有乙烯和四氟乙烯交替链节的聚合物。乙烯 四氟乙烯聚物是半结晶性、 半透明聚合物，结晶度约 5

52、0 60%。具有优异的综合性能。不仅基本保持了氟塑料的某 些特性， 又可用普通热塑性塑料成型方法加工。 与聚四氟乙烯相比， 乙烯 四氟乙烯聚物 相对密度较小，表面自润滑性较差，摩擦系数较大，粘接性和印刷性稍好。乙烯四氟乙烯聚物机械性能优异，耐冲击、抗蠕变性和压缩强度优于聚四氟乙烯， 低温冲击强度是现有氟塑料中最好的品种；乙烯 四氟乙烯聚物有优异的耐热性， 长期使用温度为 60180，短时达 230；乙烯 四氟乙烯聚物的其它性能与聚四氟乙烯相当， 介电性能优良，介电常数低，耐辐照性能优异，耐候性、耐腐蚀，性能接近全氟聚合物。 经玻璃纤维增强后，热稳定性、尺寸稳定性和机械强度等均有所提高。11、液

53、晶聚合物（ LCP）受热熔融或被溶剂溶解之后，虽然失去固态物质的刚性，而获得液态物质的流动性， 却仍然部分地保存着晶态物质分子的有序排列。这类聚合物称为液晶态聚合物，或称液 晶聚合物（英文缩写为 LCP）。液晶聚合物具有刚性的高分子形态。在熔融状态或溶液状态下，其分子也不柔曲， 呈棒状。材料流动时，分子沿流动方向取向。当冷却时，分子按取向状态固化。因此保 持有序排列。液晶聚合物分为溶致液晶聚合物（ LLCP）和热致液晶聚合（ TLCP）两大类。溶致液晶聚合物是在合适的溶剂和一定的浓度范围内能形成液晶态的聚合物。 溶致液 晶聚合物因需特殊溶剂，故给工业化生产和注射成型带来困难，目前仅用于纺丝。芳香 族聚酰胺纤维是一类主要的 LLCP，国内统称为芳纶。芳纶又可分为两类：一类为耐热芳 纶，以聚间苯二酰间苯二胺 （PMTA）为代表，在 253可长期使用。 另一类为高强度 （ 3Gpa）、 高模量（ 100Gpa）芳纶，主要有聚对甲苯酰胺（ PBA）和聚对苯二甲酰对苯二胺（ PPTA） 两种。热致液晶聚合物（ TLCP）是指在一临界温度区间，即在Ti Tm温度区间（ Tm为固转变为液晶态的温度， Ti 为液晶态转变为普通液体的温度即清亮点）形成液晶态的聚合物。 在液晶态温度范围（ T