工程塑料介绍PPT优秀课件

1、1 第第3章章 工程塑料工程塑料 工程塑料工程塑料是指物理力学性能及热性是指物理力学性能及热性 能比较好的、可以当作结构材料使用能比较好的、可以当作结构材料使用 的且在较宽的温度范围内可承受一定的且在较宽的温度范围内可承受一定 的机械应力和较苛刻的化学、物理环的机械应力和较苛刻的化学、物理环 境中使用的塑料材料。境中使用的塑料材料。 2 n特性：特性：优异的力学性能、化学性能、电性优异的力学性能、化学性能、电性 能、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐老能、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐老 化性能等。化性能等。 n应用：应用：电子、电器、机械、交通、航空航电子、电器、机械、交通、航空航 天等领域天等

2、领域 n分类：分类：通用工程塑料通用工程塑料和和特种工程塑料特种工程塑料 3 通用工程塑料：通用工程塑料：使用量大，长期使用使用量大，长期使用 温度在温度在100150，可作为结构材料使，可作为结构材料使 用的塑料材料用的塑料材料 例如：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯例如：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯 等等 4 主要内容主要内容 3.1 聚酰胺（聚酰胺（PA） 3.2 聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC） 3.3 聚甲醛（聚甲醛（POM） 3.4 聚苯醚（聚苯醚（PPO） 3.5 热塑性聚酯热塑性聚酯 3.6 聚苯硫醚（聚苯硫醚（PPS） n3.7 聚酰亚胺（聚酰亚胺（PI

3、） n3.8 聚砜类塑料聚砜类塑料 n3.9 聚芳醚酮类塑料聚芳醚酮类塑料 （PAEK） n3.10 氟塑料氟塑料 n3.11 氯化聚醚（氯化聚醚（CP） 5 3.1 聚酰胺（聚酰胺（polyamide，PA） 聚酰胺俗称聚酰胺俗称“尼龙尼龙”，指分子主链，指分子主链 上含有上含有酰胺基团（酰胺基团（ NHCO）的高分子化合物。的高分子化合物。 制备：制备：二元胺和二元酸通过缩聚反应或二元胺和二元酸通过缩聚反应或-氨基酸或内酰胺氨基酸或内酰胺 自聚而得自聚而得 nHOOC(CH2)4COOHnNH2(CH2)6NH2 HNH(CH2)6NHCO(CH2)4CO OH(2n-1) H2O n 聚

4、酰胺聚酰胺66 6 3.1.1 聚酰胺的结构与性能聚酰胺的结构与性能 白色至淡黄色的颗粒，制品坚硬，表面有光泽，氢键的存白色至淡黄色的颗粒，制品坚硬，表面有光泽，氢键的存 在使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性，吸水率在使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性，吸水率 比较大。比较大。 （1）力学性能力学性能 优良优良 拉伸强度、冲击强度、刚性、耐磨性较好；但易受温度和拉伸强度、冲击强度、刚性、耐磨性较好；但易受温度和 湿度的影响湿度的影响 7 n（2）电性能）电性能 n在低温和干燥条件下具有良好的电绝缘性，但在潮在低温和干燥条件下具有良好的电绝缘性，但在潮 湿的环境中，电阻率和介电强度会

5、降低，介电常数湿的环境中，电阻率和介电强度会降低，介电常数 和介质损耗明显增大。温度上升，电性能也下降和介质损耗明显增大。温度上升，电性能也下降 n（3）热性能）热性能 n存在氢键，熔融温度比较高，熔融温度范围比较窄，存在氢键，熔融温度比较高，熔融温度范围比较窄， 有明显的熔点有明显的熔点 n热导率很低热导率很低 8 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 化学稳定性良好，能耐许多化学药品化学稳定性良好，能耐许多化学药品 常温下溶于强极性溶剂以及某些盐的溶液常温下溶于强极性溶剂以及某些盐的溶液 （5）其他性能）其他性能 耐候性一般耐候性一般 无臭、无味、无毒，具有自熄性，燃烧很慢无臭、无味、无毒，具

6、有自熄性，燃烧很慢 9 3.1.2 聚酰胺的加工性能聚酰胺的加工性能 热塑性塑料的一般成型方法都适用：热塑性塑料的一般成型方法都适用：注射注射、挤压、挤压、 模压、吹塑、浇注模压、吹塑、浇注等等 （1）原料吸水性大，高温易氧化变色，加工前必）原料吸水性大，高温易氧化变色，加工前必 须干燥，须干燥，8090，1012h （2）融化物黏度低，流动性大，必须采用自锁式融化物黏度低，流动性大，必须采用自锁式 喷嘴喷嘴 （3）收缩率大，必须经过多次试加工，进行修模）收缩率大，必须经过多次试加工，进行修模 （4）热稳定性较差，易热分解而降低制品的性能）热稳定性较差，易热分解而降低制品的性能 10 3.1.

7、3 聚酰胺的应用聚酰胺的应用 由于聚酰胺优良的性能，在汽车工业、交通运输由于聚酰胺优良的性能，在汽车工业、交通运输 业、机械工业、电子电器工业、包装业、体育器业、机械工业、电子电器工业、包装业、体育器 材以及家具制造业上有广泛应用。材以及家具制造业上有广泛应用。 例如：轴承、齿轮、凸轮、磙子、辊轴、泵叶轮、例如：轴承、齿轮、凸轮、磙子、辊轴、泵叶轮、 风扇叶轮、涡轮、螺钉、螺帽、垫圈、高压密封风扇叶轮、涡轮、螺钉、螺帽、垫圈、高压密封 圈、阀座、输油管等圈、阀座、输油管等 11 3.2 聚碳酸酯（聚碳酸酯（polycarbonate,PC） 聚碳酸酯是指分子主链中含有聚碳酸酯是指分子主链中含有

8、 链节的线性高聚链节的线性高聚 物物 O ROC O 分类：分类：根据根据R基团的不同，分为脂肪族、基团的不同，分为脂肪族、 脂环族、芳香族等类型脂环族、芳香族等类型 其中，其中，芳香族聚碳酸酯芳香族聚碳酸酯最有工业价值，以最有工业价值，以 双酚双酚A型型为主，产量仅次于聚酰胺为主，产量仅次于聚酰胺 12 3.2.1 聚碳酸酯的结构与性能聚碳酸酯的结构与性能 双酚双酚A型聚碳酸酯的型聚碳酸酯的结构式：结构式： OCO CH3 CH3 C O n 分子主链中含有柔顺的碳酸酯链和刚性的苯分子主链中含有柔顺的碳酸酯链和刚性的苯 环，从而赋予了聚碳酸酯许多优异的性能。环，从而赋予了聚碳酸酯许多优异的性

9、能。 13 聚碳酸酯是一种透明、微黄色的坚韧固体，聚碳酸酯是一种透明、微黄色的坚韧固体， 密度密度1.20g/cm3 （1）力学性能）力学性能 十分优良，既刚又韧；十分优良，既刚又韧； 拉伸、弯曲、压缩强度都较高，且受温度影响小；拉伸、弯曲、压缩强度都较高，且受温度影响小； 冲击性能突出；冲击性能突出； 抗蠕变性能好抗蠕变性能好 缺点是易产生应力开裂、耐疲劳性差，缺口敏感缺点是易产生应力开裂、耐疲劳性差，缺口敏感 性高，不耐磨损性高，不耐磨损 14 （2）热性能）热性能 耐高低温性能很好；耐高低温性能很好； 热导率、比热容不高；热导率、比热容不高； 线膨胀系数较小；线膨胀系数较小； 阻燃性好，

10、具有自熄性阻燃性好，具有自熄性 （3）电性能）电性能 较好的电绝缘性较好的电绝缘性 可在宽温度范围内和潮湿的条件下保持良好的可在宽温度范围内和潮湿的条件下保持良好的 电性能；电性能； 介电常数和介电损耗在介电常数和介电损耗在10130接近常数接近常数 15 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 一定的耐化学药品性；一定的耐化学药品性； （5）其他性能）其他性能 透光率很高，约为透光率很高，约为8790%； 折射率高，可作为透镜光学材料折射率高，可作为透镜光学材料 很好的耐候性和耐热老化能力很好的耐候性和耐热老化能力 16 3.2.2 聚碳酸酯的加工性能聚碳酸酯的加工性能 采用采用注塑、挤出、吹塑注

11、塑、挤出、吹塑、真空成型、热、真空成型、热 成型等方法成型等方法 （1）成型要求较高的温度和压力）成型要求较高的温度和压力 （2）易产生内应力，应进行后处理）易产生内应力，应进行后处理 （3）吸水性不大，但高温下对微量水敏感，加工前应严格吸水性不大，但高温下对微量水敏感，加工前应严格 进行干燥进行干燥 （4）收缩率低，成型制品精度较好）收缩率低，成型制品精度较好 17 3.2.3 聚碳酸酯的应用领域聚碳酸酯的应用领域 广泛应用于交通运输、机械工业、电子电器、包广泛应用于交通运输、机械工业、电子电器、包 装材料、光学材料、医疗器械、生活日用品等方装材料、光学材料、医疗器械、生活日用品等方 面面

12、例如：可应用在大型灯罩、防护玻璃、照相器材、例如：可应用在大型灯罩、防护玻璃、照相器材、 飞机座舱玻璃、电力工具、防护安全帽、热水杯、飞机座舱玻璃、电力工具、防护安全帽、热水杯、 奶瓶、餐具；录音带、录像带、光盘、储存器等奶瓶、餐具；录音带、录像带、光盘、储存器等 18 3.3 聚甲醛聚甲醛 （polyoxymethylene,POM） 第三大通用工程塑料，产量仅次于聚酰胺和聚碳酸酯第三大通用工程塑料，产量仅次于聚酰胺和聚碳酸酯 3.3.1 聚甲醛的结构聚甲醛的结构 聚甲醛分子主链上具有聚甲醛分子主链上具有 重复单元，是一种重复单元，是一种无侧链、无侧链、 高密度、高结晶度高密度、高结晶度的线

13、性聚合物，具有优异的综合性能。的线性聚合物，具有优异的综合性能。 CH2O 19 n根据分子链化学结构的不同，分为根据分子链化学结构的不同，分为均聚甲醛均聚甲醛 和和共聚甲醛共聚甲醛 均聚甲醛均聚甲醛是以三聚甲醛为原料，以三氟化是以三聚甲醛为原料，以三氟化 硼硼-乙醚络合物为催化剂，在石油醚中聚合，乙醚络合物为催化剂，在石油醚中聚合， 然后经过端基封闭而得到的然后经过端基封闭而得到的 分子结构式：分子结构式： CH3COCH2OCCH3 OO n 20 共聚甲醛共聚甲醛是以三聚甲醛为原料与二氧五环作是以三聚甲醛为原料与二氧五环作 用，以三氟化硼用，以三氟化硼-乙醚为催化剂共聚，然后经乙醚为催化

14、剂共聚，然后经 后处理除去大分子链两端不稳定部分而成的后处理除去大分子链两端不稳定部分而成的 分子结构式：分子结构式： CH2OCH2OCH2OCH2 n xy 21 3.3.2 聚甲醛的性能聚甲醛的性能 白色粉末或颗粒，硬而质密，表面光滑有光泽，着白色粉末或颗粒，硬而质密，表面光滑有光泽，着 色性好。色性好。 （1）力学性能）力学性能 较高的弹性模量、硬度和刚性；较高的弹性模量、硬度和刚性； 耐疲劳性、耐磨性以及耐蠕变性好；耐疲劳性、耐磨性以及耐蠕变性好； 随温度变化小随温度变化小 （2）热性能）热性能 热变形温度较高，短期使用温度热变形温度较高，短期使用温度140，长期，长期 100 22

15、 n（3）电性能）电性能 n优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能 n不随温度变化不随温度变化 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 n室温下，耐化学药品性非常好；但在高温下不耐强室温下，耐化学药品性非常好；但在高温下不耐强 酸和氧化剂酸和氧化剂 n（5）其他性能）其他性能 n吸水率吸水率0.25%，尺寸稳定性好，湿度对尺寸无影，尺寸稳定性好，湿度对尺寸无影 响响 n耐候性不好，在紫外线辐射下，冲击强度下降，表耐候性不好，在紫外线辐射下，冲击强度下降，表 面粉化，力学强度下降面粉化，力学强度下降 23 3.3.3 聚甲醛的加工性能聚甲醛的加工性能 加工方法可采用加工方法可采用注塑注塑、挤出、吹塑、模压

16、、焊接等、挤出、吹塑、模压、焊接等 （1）吸水性小，一般不干燥）吸水性小，一般不干燥 （2）热稳定性差，熔体黏度对温度不敏感，加工）热稳定性差，熔体黏度对温度不敏感，加工 温度一般控制在温度一般控制在250以下以下 （3）结晶度高，成型收缩率大，壁厚制品采用保）结晶度高，成型收缩率大，壁厚制品采用保 压补料方式防止收缩压补料方式防止收缩 （4）冷凝速度快，易产生缺陷，可采用提高模具）冷凝速度快，易产生缺陷，可采用提高模具 温度的方法减小缺陷温度的方法减小缺陷 （5）制品易产生残余内应力，后收缩比较明显应）制品易产生残余内应力，后收缩比较明显应 进行后处理，温度进行后处理，温度100130，6h

17、。 24 3.3.4 聚甲醛的应用领域聚甲醛的应用领域 聚甲醛具有十分优异的综合性能，特别适合于制造耐摩聚甲醛具有十分优异的综合性能，特别适合于制造耐摩 擦、磨损及承受高载荷的零件，如齿轮、滑轮、轴承等擦、磨损及承受高载荷的零件，如齿轮、滑轮、轴承等 广泛应用于汽车工业、精密仪器、机械工业、电子电器、广泛应用于汽车工业、精密仪器、机械工业、电子电器、 建筑器材等建筑器材等 25 3.4 聚苯醚聚苯醚 （polyphenyphenyleneoxide,PPO） 结构式：结构式： 合成：合成： O CH3 CH3 n CH3 OH CH3 + n 2 O2 CH3 O CH3 n + nH2O n

18、 26 3.4.1 聚苯醚的性能聚苯醚的性能 线型、非结晶性聚合物线型、非结晶性聚合物 白色或微黄色粉末，综合性能优良白色或微黄色粉末，综合性能优良 （1）力学性能）力学性能 很高的拉伸强度、模量和抗冲击性；很高的拉伸强度、模量和抗冲击性； 硬度和刚性都比较大；硬度和刚性都比较大； 耐磨性好耐磨性好 耐疲劳性和耐应力开裂不好耐疲劳性和耐应力开裂不好 n（2）热性能）热性能 n耐热性很好；耐热性很好； 27 n热变形温度热变形温度190，玻璃化转变温度，玻璃化转变温度210，熔融温，熔融温 度度260，热分解温度，热分解温度350，脆化温度，脆化温度-70，长，长 期使用温度期使用温度-1251

19、20 n阻燃性能好，具有自熄性阻燃性能好，具有自熄性 n（3）电性能）电性能 n优异的电绝缘性；优异的电绝缘性； n电性能不受湿度影响电性能不受湿度影响 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 n 优良优良 28 3.4.2 聚苯醚的加工性能聚苯醚的加工性能 可采用可采用注塑注塑、挤出、吹塑、发泡、真空成型、焊、挤出、吹塑、发泡、真空成型、焊 接成型等方法接成型等方法 （1）熔融状态下熔体黏度很大，接近于牛顿流体，）熔融状态下熔体黏度很大，接近于牛顿流体， 但随温度升高会有所偏离，加工时应提高温度并但随温度升高会有所偏离，加工时应提高温度并 适当增加注射压力适当增加注射压力； n（2）分子链刚性较

20、大，易产生内应力，需要后处）分子链刚性较大，易产生内应力，需要后处 理，理，180的甘油中热处理的甘油中热处理4h； n（3）吸水性小，可进行干燥，吸水性小，可进行干燥，140150，3h； n（4）成型收缩率低，可重复使用成型收缩率低，可重复使用 29 3.5 热塑性聚酯热塑性聚酯 热塑性聚酯：热塑性聚酯：由由饱和二元酸饱和二元酸和和饱和饱和 二元醇二元醇缩聚缩聚得到的得到的线性高聚物线性高聚物。 常用的两种：常用的两种：聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚对苯二甲酸丁二醇聚对苯二甲酸丁二醇 酯酯 30 3.5.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 （polyethylene

21、 terephthalate,PET） 制备：制备：对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚 分子结构式：分子结构式： 分子链由刚性的苯基、极性的酯基和柔性的分子链由刚性的苯基、极性的酯基和柔性的 脂肪烃基组成，大分子链既刚又硬，有一定脂肪烃基组成，大分子链既刚又硬，有一定 的柔顺性。的柔顺性。 CCO O O CH2O 2 n 31 聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能 无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯：无色透明固体，密度无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯：无色透明固体，密度 1.31.33g/cm3，折射率折射率1.655，透光率，透光率90%；

22、结晶型聚对苯二甲酸乙二醇酯：乳白色半透明的固体，密结晶型聚对苯二甲酸乙二醇酯：乳白色半透明的固体，密 度度1.331.38g/cm3 阻隔性能好，对阻隔性能好，对O2、H2、CO2有较高的阻隔性；有较高的阻隔性； 吸水性较低，尺寸稳定性好吸水性较低，尺寸稳定性好 32 （1）力学性能）力学性能 优越的力学性能优越的力学性能 较高的拉伸强度、刚度和硬度；较高的拉伸强度、刚度和硬度； 良好的耐磨性；良好的耐磨性； 良好的耐蠕变性；良好的耐蠕变性； 力学性能随温度变化很小；力学性能随温度变化很小； 热力学性能和冲击性能差热力学性能和冲击性能差 （2）热性能）热性能 熔融温度熔融温度255260，长期

23、使用温度，长期使用温度120，短，短 期使用温度期使用温度150 33 （3）电性能）电性能 优良的电绝缘性；优良的电绝缘性； 电性能受温度、湿度影响电性能受温度、湿度影响 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 不耐强酸强碱；不耐强酸强碱； 室温下对极性溶剂较稳定；室温下对极性溶剂较稳定； 具有优良的耐候性具有优良的耐候性 34 聚对苯二甲酸乙二醇酯的加工性能聚对苯二甲酸乙二醇酯的加工性能 可采用可采用注塑、挤出、吹塑注塑、挤出、吹塑等方法等方法 （1）熔体具有较明显的假塑体特征，因而黏度）熔体具有较明显的假塑体特征，因而黏度 对剪切速率的敏感性大，对温度的敏感性小对剪切速率的敏感性大，对温度的敏

24、感性小 （2）吸水性虽小，但熔融下易水解，必须干燥）吸水性虽小，但熔融下易水解，必须干燥 n（3）成型收缩率大，可改性或后处理）成型收缩率大，可改性或后处理 n（4）结晶速度慢，可采用提高模温或加入结晶）结晶速度慢，可采用提高模温或加入结晶 促进剂改善促进剂改善 35 聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用 聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用领域主要有聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用领域主要有纤维、薄膜、聚纤维、薄膜、聚 酯瓶及工程塑料酯瓶及工程塑料等几个方面；等几个方面； 纤维的用量很大，目前世界上约有半数左右的合成前卫是纤维的用量很大，目前世界上约有半数左右的合成前卫是 有聚对苯二甲酸乙二

25、醇酯制造的；有聚对苯二甲酸乙二醇酯制造的； 没有增强改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯主要用来制作薄膜没有增强改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯主要用来制作薄膜 和聚酯瓶；和聚酯瓶； 36 n改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯可用作改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯可用作 电子器件、汽车零件、机械零件电子器件、汽车零件、机械零件 n例如变压器、电视机、连接器、集成例如变压器、电视机、连接器、集成 电路外壳、继电器、开关、阀门、排电路外壳、继电器、开关、阀门、排 气零件、齿轮、叶片等气零件、齿轮、叶片等 37 3.5.2 聚对苯二甲酸丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 （polybutylene terephthalate,PBT）

26、 制备：制备：对苯二甲酸和丁二醇缩聚，可以采用直接酯化法及对苯二甲酸和丁二醇缩聚，可以采用直接酯化法及 酯交换法酯交换法 分子结构式：分子结构式： CO O CH2OC 4 O n 脂肪链较长，分子更加柔顺脂肪链较长，分子更加柔顺 38 聚对苯二甲酸丁二醇酯的性能聚对苯二甲酸丁二醇酯的性能 乳白色结晶固体，无味、无臭、无毒，密度乳白色结晶固体，无味、无臭、无毒，密度 1.31g/cm3，吸水率吸水率0.07%，制品表面有光泽，制品表面有光泽 （1）力学性能）力学性能 一般一般 增强改性后性能大幅度提高增强改性后性能大幅度提高 （2）热性能）热性能 耐热性不高耐热性不高 玻璃化转变为度玻璃化转变

27、为度51，熔融温度，熔融温度225230 ， 热变形温度热变形温度5570 39 （3）电性能）电性能 优良的电绝缘性优良的电绝缘性 温度和湿度影响小温度和湿度影响小 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 耐弱酸、弱碱、醇类、脂肪烃类、高分子量酯类和盐类耐弱酸、弱碱、醇类、脂肪烃类、高分子量酯类和盐类 不耐强酸、强碱、苯酚类化学试剂不耐强酸、强碱、苯酚类化学试剂 热水中水解热水中水解 40 聚对苯二甲酸丁二醇酯的加工性能聚对苯二甲酸丁二醇酯的加工性能 可采用可采用注塑、注塑、挤出成型挤出成型 （1）加工流动性好，可以制备厚度较薄的制品）加工流动性好，可以制备厚度较薄的制品 （2）虽然吸水性小，但为

28、防止高温下水解，进行干燥；）虽然吸水性小，但为防止高温下水解，进行干燥； 120，35h （3）制品在不同方向上的成型收缩率差别大，不跟制品制品在不同方向上的成型收缩率差别大，不跟制品 的几何形状、成型条件、贮存时间、条件及温度有关的几何形状、成型条件、贮存时间、条件及温度有关 41 聚对苯二甲酸丁二醇酯的应用聚对苯二甲酸丁二醇酯的应用 电子、电气、汽车、机械等方面电子、电气、汽车、机械等方面 在电子、电气方面，主要利用其优良的耐热性、电绝缘在电子、电气方面，主要利用其优良的耐热性、电绝缘 性、阻燃性、成型加工性及尺寸稳定性；制作连接器、性、阻燃性、成型加工性及尺寸稳定性；制作连接器、 线圈架

29、、电机零件、开关、插座、变压器骨架；线圈架、电机零件、开关、插座、变压器骨架； 在汽车工业方面，利用其优良的耐冲击性；制作汽车保在汽车工业方面，利用其优良的耐冲击性；制作汽车保 险杠、手柄、底座等险杠、手柄、底座等 42 3.5.3 聚芳酯（聚芳酯（polyarylate,PAR） 分子结构式：分子结构式： 分子主链中带有分子主链中带有芳香环芳香环和和醚键醚键，具有更，具有更 好的耐热性和其他综合性能好的耐热性和其他综合性能 CC O OOC O CH3 CH3 n 43 （1）力学性能）力学性能 良好良好 具有良好的耐冲击性、耐蠕变性、应变回复性、耐具有良好的耐冲击性、耐蠕变性、应变回复性、

30、耐 磨性及较高的强度磨性及较高的强度 （2）热性能）热性能 由于苯环的存在，具有优异的耐高温性由于苯环的存在，具有优异的耐高温性 线膨胀系数小，尺寸稳定性好，热收缩率低线膨胀系数小，尺寸稳定性好，热收缩率低 良好的阻燃性良好的阻燃性 （3）电性能）电性能 优良的电绝缘性，电性能受温度、湿度的影响小优良的电绝缘性，电性能受温度、湿度的影响小 n性能：性能： 44 n（4）其他性能）其他性能 n优异的透明性、耐紫外线性、气候稳定性优异的透明性、耐紫外线性、气候稳定性 n（5）加工性能）加工性能 n可以采用注塑、挤出、吹塑等方法可以采用注塑、挤出、吹塑等方法 n成型前必须干燥成型前必须干燥 n应用：

31、应用： n广泛应用于电子、电气、医疗器械、汽车工业、广泛应用于电子、电气、医疗器械、汽车工业、 机械设备等各个方面机械设备等各个方面 45 3.5.4 聚苯酯（聚苯酯（aromatic polyester） 分子结构式：分子结构式： OC O n n性能：性能：优异的综合性能；热稳定性、自润滑性、优异的综合性能；热稳定性、自润滑性、 硬度、电绝缘性、硬度、电绝缘性、 。同时具有极好的介电强度、很小的。同时具有极好的介电强度、很小的 介电损耗，并且不溶于任何溶剂和酸中。介电损耗，并且不溶于任何溶剂和酸中。 46 3.6 聚苯硫醚聚苯硫醚 （polyphenyl sulfone,PPS） 分子主链

32、上含有分子主链上含有苯硫基苯硫基的结晶性热塑性工程塑料的结晶性热塑性工程塑料 分子结构式：分子结构式： 分子主链由分子主链由苯环苯环和和硫硫原子交替排列，规整性强，原子交替排列，规整性强， 苯环提供刚性，硫醚键提供柔顺性，刚柔兼备苯环提供刚性，硫醚键提供柔顺性，刚柔兼备 具有优异的综合性能具有优异的综合性能 S n 47 3.6.1 聚苯硫醚的性能聚苯硫醚的性能 白色、硬而脆白色、硬而脆 （1）力学性能）力学性能 不高；不高； 拉伸、弯曲强度中等水平，冲击强度很低拉伸、弯曲强度中等水平，冲击强度很低 刚性很高刚性很高 n（2）热性能）热性能 n优异的热稳定性优异的热稳定性 n阻燃性能突出，是一

33、种阻燃性能突出，是一种 48 n（3）电性能）电性能 n电绝缘性非常优异，介电常数和介电损耗很低，电绝缘性非常优异，介电常数和介电损耗很低， 表面电阻率和体积电阻率随温度、湿度、频率的表面电阻率和体积电阻率随温度、湿度、频率的 变化不大；变化不大； n耐电弧性好耐电弧性好 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 n耐化学腐蚀性能非常好耐化学腐蚀性能非常好 n205以下的任何溶剂都不能溶解以下的任何溶剂都不能溶解 n（5）其他性能）其他性能 n良好的耐候性良好的耐候性 n优良的耐辐射性优良的耐辐射性 49 3.6.2 聚苯硫醚的加工性能聚苯硫醚的加工性能 可采用可采用注塑、挤出、压制、喷涂注塑、挤出

34、、压制、喷涂等方法，也可采用等方法，也可采用中中 空成型空成型 n各种成型方法对于聚苯硫醚有不同的要各种成型方法对于聚苯硫醚有不同的要 求。求。P124 50 3.6.3 聚苯硫醚的应用聚苯硫醚的应用 主要应用于耐高温黏合剂、耐高温玻璃钢、耐高温绝主要应用于耐高温黏合剂、耐高温玻璃钢、耐高温绝 缘材料、防腐涂层以及模塑制品等缘材料、防腐涂层以及模塑制品等 如用作电器接插件和零件；制造医疗及齿科器材；制如用作电器接插件和零件；制造医疗及齿科器材；制 造汽车和机械零部件造汽车和机械零部件 51 3.7 聚酰亚胺聚酰亚胺（polyimide,PI） 聚酰亚胺是分子主链中含有聚酰亚胺是分子主链中含有酰

35、亚胺酰亚胺基团的一类芳杂环聚基团的一类芳杂环聚 合物合物 制备：制备：芳香族二元酸酐和芳香族二元胺经过缩聚反应芳香族二元酸酐和芳香族二元胺经过缩聚反应 生成聚酰胺酸，然后经热转化或化学转化环化脱水形成生成聚酰胺酸，然后经热转化或化学转化环化脱水形成 52 N C O C O Ar C O C O NAr/ n n分子结构式：分子结构式： n由于含氮五元杂环及芳环的存在，分子链的由于含氮五元杂环及芳环的存在，分子链的 刚性大，分子间作用力强；同时由于芳杂环刚性大，分子间作用力强；同时由于芳杂环 的共轭效应，使其具有优异的性能。的共轭效应，使其具有优异的性能。 53 3.7.1 聚酰亚胺的性能聚酰

36、亚胺的性能 具有优异的性能具有优异的性能 （1）力学性能）力学性能 优良；拉伸、弯曲、压缩强度都较高优良；拉伸、弯曲、压缩强度都较高 突出的抗蠕变性和尺寸稳定性突出的抗蠕变性和尺寸稳定性 （2）热性能）热性能 极其优异的耐热性极其优异的耐热性 很好的耐低温性很好的耐低温性 热膨胀系数很低热膨胀系数很低 54 n（3）电性能）电性能 n优良的电绝缘性优良的电绝缘性 n耐电弧晕性突出耐电弧晕性突出 n介电强度高介电强度高 n电性能随频率变化小电性能随频率变化小 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 n耐油、有机溶剂、酸耐油、有机溶剂、酸 n不耐碱不耐碱 n具有很好的耐辐射性具有很好的耐辐射性 n具有

37、自熄性，发烟率低具有自熄性，发烟率低 55 3.7.2 聚酰亚胺的品种聚酰亚胺的品种 不溶性聚酰亚胺：不溶性聚酰亚胺：聚均苯甲酰二苯醚亚胺聚均苯甲酰二苯醚亚胺 可溶性聚酰亚胺可溶性聚酰亚胺： 热固性聚酰亚胺热固性聚酰亚胺 改性聚酰亚胺改性聚酰亚胺 NA基封端基封端 乙炔基封端乙炔基封端 顺丁烯二酸酐封端顺丁烯二酸酐封端 聚醚酰亚胺聚醚酰亚胺 聚酯酰亚胺聚酯酰亚胺 聚酰胺酰亚胺聚酰胺酰亚胺 单醚酐型单醚酐型 双醚酐型双醚酐型 酮酐型酮酐型 56 1.不溶性聚酰亚胺不溶性聚酰亚胺 聚均苯甲酰二苯醚亚胺聚均苯甲酰二苯醚亚胺 分子结构式：分子结构式： 性能：性能：具有优良的力学性能、耐蠕变性、电绝缘具

38、有优良的力学性能、耐蠕变性、电绝缘 性、耐辐射性、耐磨性等；但对缺口敏感，不耐碱性、耐辐射性、耐磨性等；但对缺口敏感，不耐碱 和强酸和强酸 C O C O C O C O C O C O N N O n 57 应用：应用： 薄膜可用于电机、变压器的绝缘层、绝缘薄膜可用于电机、变压器的绝缘层、绝缘 槽衬里等；槽衬里等； 模压料可制作精密零件、耐高温自润滑轴模压料可制作精密零件、耐高温自润滑轴 承、密封圈等承、密封圈等 58 2.可溶性聚酰亚胺可溶性聚酰亚胺 （1）单醚酐型聚酰亚胺）单醚酐型聚酰亚胺 分子结构式：分子结构式： n性能：性能：耐热性稍低于均苯型，其他物理性能、力耐热性稍低于均苯型，其

39、他物理性能、力 学性能基本相同学性能基本相同； C C N O OC O C O C O C NO O O n 59 n加工性能：加工性能： n可反复加工，模压、挤出、注塑可反复加工，模压、挤出、注塑 n也可进行二次加工，如车、削、铣、刨、也可进行二次加工，如车、削、铣、刨、 磨等磨等 n应用：应用： n制得轴承、齿轮、刹车片、薄膜等制得轴承、齿轮、刹车片、薄膜等 60 （2）双醚酐型聚酰亚胺）双醚酐型聚酰亚胺 分子结构式：分子结构式： n性能：性能：综合性能良好综合性能良好 n加工：加工：可采用模压、注射、可采用模压、注射、 挤出等挤出等 n应用：应用：可用于薄膜、油漆、层压板、胶黏剂可用于

40、薄膜、油漆、层压板、胶黏剂 C C N O OOC O C O C O C NO n OO 61 （3）酮酐型聚酰亚胺）酮酐型聚酰亚胺 分子结构式：分子结构式： n性能：性能：优良的耐热性、耐磨性、阻燃性、电绝优良的耐热性、耐磨性、阻燃性、电绝 缘性、力学性能缘性、力学性能 C C O N O C O N C O C O C O C O CH3 n 62 n加工：加工：模压、层压、模压、层压、 挤出、注射、烧结挤出、注射、烧结 等等 n应用：应用：可用于薄膜、复合材料、层压制品、可用于薄膜、复合材料、层压制品、 黏合剂、涂料等；可制备飞机、火箭等的黏合剂、涂料等；可制备飞机、火箭等的 耐高温结

41、构件耐高温结构件 63 3.热固性聚酰亚胺热固性聚酰亚胺 热固性聚酰亚胺热固性聚酰亚胺是指分子两端带有可反应活性基团是指分子两端带有可反应活性基团 的低分子量聚酰亚胺，在加热或固化剂存在时依靠的低分子量聚酰亚胺，在加热或固化剂存在时依靠 活性端基交联反应形成大分子结构的聚酰亚胺活性端基交联反应形成大分子结构的聚酰亚胺。 （1）NA基封端的聚酰亚胺基封端的聚酰亚胺 化学结构通式：化学结构通式： N C O C Ar C O C N 1 O O Ar2 n C C O N O N C O C O C O C Ar O 64 （2）乙炔基封端的聚酰亚胺）乙炔基封端的聚酰亚胺 n分子结构通式：分子结构

42、通式： C C O N O C O N C O C O C O C O O HCArC C C O N O C O N C O C O C O C Ar O n CCH n性能：性能：突出的耐热性、制品空隙率低、高的强度、突出的耐热性、制品空隙率低、高的强度、 模量和硬度；但加工性差、成本高模量和硬度；但加工性差、成本高 n应用：应用：主要用于制作玻璃纤维或石墨纤维增强的主要用于制作玻璃纤维或石墨纤维增强的 复合材料和模压材料复合材料和模压材料 65 （3）顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺）顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺 常用的是常用的是4,4-双马来酰亚胺二苯甲烷（双马来酰亚胺二苯甲烷（BDM） 分子

43、结构式：分子结构式： C C N O O CH2N C C O O n性能：性能：耐高温、耐湿热、耐辐照；具有高模量、耐高温、耐湿热、耐辐照；具有高模量、 高强度、优异的电绝缘性、耐化学腐蚀性；脆性高强度、优异的电绝缘性、耐化学腐蚀性；脆性 大大 n应用：应用：应用于电子、电气、国防工业、机械工程应用于电子、电气、国防工业、机械工程 66 4. 改性聚酰亚胺改性聚酰亚胺 在分子主链上引入在分子主链上引入醚键、酯键醚键、酯键等柔性基团，改善等柔性基团，改善 加工性能加工性能 （1）聚醚酰亚胺）聚醚酰亚胺 琥珀色透明的热塑性塑料琥珀色透明的热塑性塑料 分子结构式：分子结构式： C C N O O

44、C O C O C O C N OO OC CH3 CH3 n 67 加工：加工： 注塑、挤出、热成型等注塑、挤出、热成型等 性能：性能： 良好的力学性能、热性能、耐辐射性、阻燃性能等良好的力学性能、热性能、耐辐射性、阻燃性能等 应用：应用： 可用于交通运输、航空、航天、医疗器械、电子、电气可用于交通运输、航空、航天、医疗器械、电子、电气 等领域等领域 68 （2）聚酯酰亚胺）聚酯酰亚胺 分子结构式：分子结构式： OOC O C C O N O C O N C O C O C O C O O n n性能：性能：优异的电性能、力学性能、耐热性、耐优异的电性能、力学性能、耐热性、耐 溶剂性、耐辐射

45、性；溶剂性、耐辐射性； n加工：加工：注塑、挤出、压制；尺寸稳定性好，成注塑、挤出、压制；尺寸稳定性好，成 本低；本低； n应用：应用：可用于绝缘漆、耐热薄膜、电线电缆包可用于绝缘漆、耐热薄膜、电线电缆包 皮以及纤维等皮以及纤维等 69 （3）聚酰胺酰亚胺）聚酰胺酰亚胺 分子结构式：分子结构式： C C C O C C N O O NH CH2 n C C C O C C N O O NH n O 70 性能：性能： 优良的综合性能，抗拉强度高、抗蠕变性能优异、优良的综合性能，抗拉强度高、抗蠕变性能优异、 阻燃性能好、具有自熄性、耐化学药品性优良、阻燃性能好、具有自熄性、耐化学药品性优良、 耐

46、辐射性好；耐辐射性好； 加工：加工： 注塑、挤出、流延、模压等注塑、挤出、流延、模压等 应用：应用： 可制作飞机的结构件、罩壳、薄膜、层压板、齿可制作飞机的结构件、罩壳、薄膜、层压板、齿 轮、轴承、透波材料、发动机零部件等。轮、轴承、透波材料、发动机零部件等。 71 聚砜的性能聚砜的性能 （1）力学性能）力学性能 优异优异 拉伸强度和弯曲强度高拉伸强度和弯曲强度高 抗疲劳性差，易产生内应力开裂抗疲劳性差，易产生内应力开裂 n（2）热性能）热性能 n优异的耐热性优异的耐热性 n优良的耐氧老化性优良的耐氧老化性 n自熄性自熄性 72 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 化学稳定性较好化学稳定性较好

47、（5）其他性能）其他性能 优良的耐辐射性能优良的耐辐射性能 尺寸稳定性好尺寸稳定性好 耐候性和耐紫外线性较差耐候性和耐紫外线性较差 n（3）电性能）电性能 n优异，在水及潮湿的空气中变化很小优异，在水及潮湿的空气中变化很小 73 聚砜的加工性能聚砜的加工性能 成型可采用热塑性塑料的加工方法，如成型可采用热塑性塑料的加工方法，如注塑、挤出、注塑、挤出、 吹塑、热成型及二次加工吹塑、热成型及二次加工 （1）熔体黏度大，接近牛顿流体，黏度对温度敏感）熔体黏度大，接近牛顿流体，黏度对温度敏感 n（2）水的存在会促使产生应力开裂，制品表面产生）水的存在会促使产生应力开裂，制品表面产生 表面银纹和水泡，所

48、以加工前必须干燥表面银纹和水泡，所以加工前必须干燥 n（3）刚性大，冷凝温度高，易产生内应力，需要后）刚性大，冷凝温度高，易产生内应力，需要后 处理处理 n（4）成型收缩率低，制品的尺寸精度高）成型收缩率低，制品的尺寸精度高 74 聚砜的应用聚砜的应用 可应用于电子、电气、精密仪器、交通运输、医疗器可应用于电子、电气、精密仪器、交通运输、医疗器 械等方面械等方面 如制备需蒸煮的医疗设备、食品加工设备；电池盒、如制备需蒸煮的医疗设备、食品加工设备；电池盒、 衬板、接触器、印刷线路板；仪表盘、汽车防护罩、衬板、接触器、印刷线路板；仪表盘、汽车防护罩、 电动齿轮等电动齿轮等 75 3.8.2 聚芳砜

49、（聚芳砜（polyarylsulphone,PAS ） 非双酚非双酚A型聚芳砜型聚芳砜 分子结构式分子结构式： 具有更为突出的耐热性和耐氧化降解性能，具有更为突出的耐热性和耐氧化降解性能， 但加工困难但加工困难 OS O O S O O n 76 3.8.3聚醚砜（聚醚砜（polyether sulfone,PES） 分子结构式：分子结构式： 高耐热性、高抗冲击强度、优良的成型加工性、高耐热性、高抗冲击强度、优良的成型加工性、 极其优异的抗蠕变性能极其优异的抗蠕变性能 广泛应用于电子、电气、机械、医疗以及航空广泛应用于电子、电气、机械、医疗以及航空 航天领域航天领域 S O O O n 77

50、3.9 聚芳醚酮类塑料聚芳醚酮类塑料 （polyarylether ketones,PAEK） PAEK是一类是一类耐高温、结晶性耐高温、结晶性的聚合物的聚合物； 强度和刚性高于其他工程塑料，在很宽的温度范强度和刚性高于其他工程塑料，在很宽的温度范 围内具有较好的韧性及疲劳强度、热氧化稳定性围内具有较好的韧性及疲劳强度、热氧化稳定性 好；好； 具有优良的高温力学性能、阻燃性、耐化学腐蚀具有优良的高温力学性能、阻燃性、耐化学腐蚀 性、耐辐射性；性、耐辐射性； 在航空航天、汽车、电子、电气等领域有广泛的在航空航天、汽车、电子、电气等领域有广泛的 应用应用 78 聚醚醚酮聚醚醚酮 （polyethe

51、retherketone ,PEEK） 分子结构式：分子结构式： n性能：性能： n（1）热性能）热性能 n优异的耐热性；热稳定性良好；优异的耐热性；热稳定性良好； n（2）力学性能）力学性能 n优异的耐蠕变性和耐疲劳性优异的耐蠕变性和耐疲劳性 OO C O n 79 （3）电性能）电性能 优异的电绝缘性优异的电绝缘性 介电常数小，介电损耗低介电常数小，介电损耗低 （4）耐化学药品性）耐化学药品性 化学稳定性好；化学稳定性好； 极佳的耐热水性和耐蒸汽性极佳的耐热水性和耐蒸汽性 （5）其他性能）其他性能 具有很好的阻燃性；具有很好的阻燃性； 80 加工性能：加工性能： 可采用注塑、挤出、吹塑、层

52、压等，可纺丝、制膜可采用注塑、挤出、吹塑、层压等，可纺丝、制膜 应用：应用： 在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业 和宇航领域得到广泛应用和宇航领域得到广泛应用 81 3.10 氟塑料氟塑料 含氟塑料的总称含氟塑料的总称 具有更优越的具有更优越的耐高温、低温、耐腐蚀、耐候性、电绝缘耐高温、低温、耐腐蚀、耐候性、电绝缘 性，不吸水、摩擦系数低性，不吸水、摩擦系数低等特性等特性 氟塑料成为现代尖端科学技术、国防、航空、军工生产氟塑料成为现代尖端科学技术、国防、航空、军工生产 和各工业部门所不能缺少的新型材料和各工业部门所不能缺少的新型材料

53、 82 3.10.1 聚四氟乙烯聚四氟乙烯 （polytetrafluroethylene,PTFE） 聚四氟乙烯具有聚四氟乙烯具有优良的耐腐蚀性、自润滑性、耐优良的耐腐蚀性、自润滑性、耐 热性、电绝缘性以及极低的摩擦系数；热性、电绝缘性以及极低的摩擦系数； 广泛应用于化学工业的防腐材料、机械工业的摩广泛应用于化学工业的防腐材料、机械工业的摩 擦材料、电气工业的绝缘材料以及防黏结材料、擦材料、电气工业的绝缘材料以及防黏结材料、 分离材料和医用高分子材料分离材料和医用高分子材料 CC F F FF n n分子结构式：分子结构式： 83 聚四氟乙烯的性能：聚四氟乙烯的性能： 白色不透明的蜡状粉体，

54、密度白色不透明的蜡状粉体，密度2.142.20g/cm3， 是塑料中密度最大的品种，结晶聚合物是塑料中密度最大的品种，结晶聚合物 （1）力学性能力学性能 ，动、静，动、静 摩擦系数相等摩擦系数相等 极好的自润滑性；极好的自润滑性； 耐磨损性不好；耐磨损性不好； 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性、硬度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性、硬度、 耐疲劳性较低耐疲劳性较低 易产生蠕变现象易产生蠕变现象 84 n（2）热性能）热性能 n优异的耐热性和耐寒性优异的耐热性和耐寒性 n线膨胀系数较大，随温度升高而明显增加线膨胀系数较大，随温度升高而明显增加 n（3）电性能）电性能 n十分优异十分优异 n

55、介电性能和电绝缘性基本不受温度、湿度、频率介电性能和电绝缘性基本不受温度、湿度、频率 变化的影响；变化的影响； n耐电晕性能不好耐电晕性能不好 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 85 （5）其他性能）其他性能 耐候性优良耐候性优良 对光和臭氧的作用很稳定，具有很好的耐大气老化性能对光和臭氧的作用很稳定，具有很好的耐大气老化性能 耐辐射性不好耐辐射性不好 表面自由能很低，几乎与所有材料都无法黏附表面自由能很低，几乎与所有材料都无法黏附 86 聚四氟乙烯的成型加工性能：聚四氟乙烯的成型加工性能： 聚四氟乙烯不能采用热塑性塑料熔融加工方法，只能聚四氟乙烯不能采用热塑性塑料熔融加工方法，只能 采用类

56、似于粉末冶金的加工方法，即采用类似于粉末冶金的加工方法，即冷压成坯后烧结冷压成坯后烧结 烧结采用烧结采用模压烧结、挤压烧结、推压烧结模压烧结、挤压烧结、推压烧结 87 聚四氟乙烯的应用：聚四氟乙烯的应用： 广泛应用于密封材料、滑动材料、绝缘材料、防腐广泛应用于密封材料、滑动材料、绝缘材料、防腐 材料、医用材料等材料、医用材料等 防腐材料方面：防腐材料方面：各种化工容器和零件，如蒸馏塔、各种化工容器和零件，如蒸馏塔、 反应器、阀门、阀座、隔膜、反应釜、过滤材料和反应器、阀门、阀座、隔膜、反应釜、过滤材料和 分离材料；分离材料； 摩擦、磨损方面：摩擦、磨损方面：各种活塞环、动密封环、静密封各种活塞

57、环、动密封环、静密封 环、垫圈、轴承、轴瓦、支撑块、导向环等；环、垫圈、轴承、轴瓦、支撑块、导向环等； 绝缘材料方面：绝缘材料方面：耐高温、耐电弧、高频电绝缘制品，耐高温、耐电弧、高频电绝缘制品， 如高频电缆、耐潮湿电缆、电容器线圈等；如高频电缆、耐潮湿电缆、电容器线圈等； 医药材料方面：医药材料方面：人工心脏、人工食道、人工腹膜等人工心脏、人工食道、人工腹膜等 88 89 3.10.2 聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯 （polychlorotrifluroethylene,PCTFE） 结构与性能：结构与性能： 与聚四氟乙烯相比，分子结构的几何对称性降低，规整性与聚四氟乙烯相比，分子结构的几何对称

58、性降低，规整性 降低降低 拉伸强度、模量、硬度等优于聚四氟乙烯拉伸强度、模量、硬度等优于聚四氟乙烯 （1）力学性能）力学性能 优于聚四氟乙烯，冷流性降低优于聚四氟乙烯，冷流性降低 90 n（2）热性能）热性能 n十分突出的耐寒性十分突出的耐寒性 n（3）电性能）电性能 n较好的电绝缘性较好的电绝缘性 n介电常数和介电损耗介电常数和介电损耗 增大增大 n（4）耐化学药品性）耐化学药品性 n优良的化学稳定性优良的化学稳定性 n（5）其他性能）其他性能 n很好的耐候性很好的耐候性 n优良的阻气性、阻水性优良的阻气性、阻水性 n优异的阻燃性能优异的阻燃性能 91 成型加工性：成型加工性： 一般热塑性塑料的加工方法，如注塑、压铸、压缩、模一般热塑性