特种工程塑料市公开课一等奖省赛课获奖课件

*1第十三章特种工程塑料

普通双酚A型聚砜聚砜（PSU）改性聚砜（双酚A与PMMA及ABS共聚物）非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜）聚醚砜（又称聚芳醚）聚酰亚胺（PI）聚苯醚（PPO）聚苯硫醚（PPS）聚醚酮PEK聚芳醚酮聚醚酮铜（PEKK）聚醚醚酮（PEEK）聚四氟乙烯(PTFE)液晶聚合物（LCP）特种工程塑料第1页*21、介绍：聚酰亚胺是由美国杜邦企业首先工业化生产，1961年实现PI薄膜和绝缘漆工业化生产，以后出现了模塑制品。世界各国广泛开展研究工作，以满足宇航等工业部门对高温、耐辐射材料需要。

PI是一类分子中含有酰亚胺基团杂环聚合物。分子主链上含有-C-N-C-聚合物统称PI，是由二元酸酐和二元胺缩聚而成，按结构可分三大类：不熔性、可熔性和改性聚酰亚胺；按生产方法分为缩聚性和加成型两大类。主要品种有均苯型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚双马来酰亚胺。第一节聚酰亚胺（PI）Polyimide特种工程塑料第2页*31）耐辐射性为塑料之冠。耐低温性也非常优异，在-110℃条件下，强度和电性能不变。2）密度1.4-1.43。吸水率0.32%-1.3%，高温真空下透气性很小；琥珀色半透明；成型收缩率0.5-1%；难燃，自熄。3）玻璃化温度270-280℃

，分解温度570-590℃

，耐低温可达-193℃

，可在-193-230℃环境中长久使用。2.PI性能特点特种工程塑料第3页

4）力学性能：拉伸强度74-95Mpa,弯曲强度〉100Mpa。5）电性能，温度和频率改变对PI介电常数影响较小，体积电阻率1017Ωcm。6）耐药品性，耐大多数溶剂，易受强碱、强酸侵蚀、在水蒸气和高温水中，其强度下降较快。7）性脆、对缺口敏感，成本高、加工困难。特种工程塑料第4页*5PI应用领域

用在耐高温、低摩擦、低透气和高辐射地方，应用于原子能、航空航天、特殊电子电器领域。

特种工程塑料第5页*6第二节

聚砜（PSF）Polysulfone1、介绍：聚砜（Polysufone）是60年代出现一个新奇热塑性工程塑料，分子主链上含有砜基及芳环高分子化合物。非结晶性高分子。普通双酚A型聚砜,聚砜（PSF）种类:改性聚砜（双酚A与PMMA及ABS共聚物）非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜）聚醚砜（又称聚芳醚）特种工程塑料第6页*72.PSF性能特点因为PSF（聚砜）主链为苯环，经过醚、砜、异丙基等基团“铰链”连接而成，兼有聚芳砜刚性、耐热性及聚芳醚柔性。1）透明淡琥珀色，密度1.24-1.4，成型收缩率小，可做精密零件。2）力学性能优异、高强度、高抗冲。3）热性能：热稳定性好、-100-150℃长久使用。4）尺寸稳定性好，抗蠕变性能优异。5）耐燃、耐磨。6）含有突出长久耐蠕变性，在长时间使用过程中力学性能仍能保持不变。特种工程塑料第7页*87）在150℃下长时间热老化时，其物理性能和电性能改变很小，且耐蒸汽性能优良，经连续2年曝露表明，它寿命在145℃蒸汽下最少为12年。同时在宽温度和频率范围内保持良好电性能，其耐燃性能满足更严格安全要求，在耐辐射性方面为塑料最正确品种。缺点：易开裂、耐侯、耐紫外线差，加工成型困难。

特种工程塑料第8页*93.PSF应用3.1.电子领域：可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱、集电环、印刷电路板、集成电路载体、轴套、罩、TV系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。3.2.汽车、航天领域：适于制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发怒装置元件、灯具部件、飞机内部配件如开启指示板、边壁、顶壁指示板和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等。特种工程塑料第9页*10

3.3厨房用具：在厨房用具市场中，PSF产品有蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器、蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等，可代替玻璃及不锈钢制品，用于厨房设备。PSF为FDA确认无毒制品，可制成重复与食物接触用具。PSF作为透明新材料，当用于烹调和清洁时，耐热水，水解稳定性优于其它任何一个热塑性塑料，故可用于制作咖啡壶等。利用其透微波性好特点，可用于制作微波器皿。3.4医疗器械:PSF适合用于制作医疗器械，如外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科和外科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和试验室器械。

特种工程塑料第10页*113.5日用具用PSF可制作耐热、耐水解产品有：加湿器、头发吹风机、衣服汽蒸器、摄影机盒、放映机元器件等3.6德国Frensenios企业使用PSF制作多孔中空纤维膜用于血液渗析。国内已开发出PSF功效膜，如超滤膜、反渗透膜制品等特种工程塑料第11页*124.1介绍：英国ICI企业1972开发成功，1981以后德国和美国开始少许生产。我国吉林大学在70年代开始研究，当前已完成年产500吨中试。结构式：4聚醚砜PES特种工程塑料第12页*13

1.耐热等级高。PES在180℃下可连续使用20年，在200℃下可使用2-3年，其它热塑性工程塑料无法与之相比；2抗蠕变性能优异.PES在常温20MPa负荷下，三年后蠕变性能仅为1%与PA66相当。PES.随温度改变小，在200℃高温下其弯曲模量和线膨胀系数几乎不变；3尺寸稳定性好。20%玻纤增强品级成型收缩率为0.2-0.5%，无异向性，并因湿度改变小，吸水率为2%，体积改变率为0.14%；聚醚砜(PES)性能特点特种工程塑料第13页

4阻燃性好。PES.含有本身阻燃性，低烟雾扩散性，不需加氯等无机阻燃剂，能到达美国UL-94V-0标准；5电性能优异。PES.含有介电损耗小、介电强度高优点。在高温下仍能控制电阻，而且电性能随温度改变极小，本身绝缘性好；6耐化学性好。PES.耐化学药品性好，耐酸、碱腐蚀；轻易加工成型。PES易于加工成型，脱模性好，生产周期短，而且能保持原有力学性能和热性能特种工程塑料第14页*15性能PSFPES密度（g/cm3）1.241.37拉伸强度MPa）7286弯曲强度(MPa)110130体积电阻率(Ωcm)1014

1013热变形温度(℃)0.45MPa180200Tg190225连续使用温度1501804PSF、PES性能比较特种工程塑料第15页*16聚醚砜PES应用4.1电子电器：PES主要用于集成电路片载体、电连接器、二维板、三维板，用于取代环氧树脂。还用于微波炉配件及热空气炉。作为绝缘材料，PES可用于通风或充气电缆外包覆层，替换聚四氟乙烯，可制作电缆夹、扁平电线、电动机防护罩、微调电位器、开关零件、灯架、灯座、电容器薄膜、透明电极、吹干器、可控硅绝缘体、熔丝匣、连接器等4.2汽车、航空PES耐溶剂洗涤，不燃，可用于客机舱内装饰品。利用其特有难燃性，用做机舱内结构材料，如高温内部接插件、密封接插件、舱内热风管道、窗框、卫生间等。特种工程塑料第16页*17

在航空航天领域，开发飞机用内装材料、支架、门窗，并已广泛用于仪器盒、插件、前锥体、雷达天线罩、空气导管等。在照明方面，PES可制作灯反光镜和投射器、汽车前灯，并可取代黄铜用于自动装置、汽车水箱部件，可用于制作固定器、轴承保持架、绝缘体活塞环、齿轮、保险座、汽化器部件、轴承罩、制动轴轴衬、点火消声器、自动变速器部件、齿轮箱、轴承座等。

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4.3机械制造,有复印机、印刷机各种无油润滑元件，导轨和齿轮及放映机、相机、手表等用零部件，耐热辊、电弧焊手柄、工业用干燥机罩、光机窥视窗用零件，各种机械外壳、水泵、座架、窗、油泵、面罩等，耐热水装置；热水泵零件、热水阀门及接头、蒸汽及热水计量表、热水测温计套、热敏电池、防腐蚀电极绝缘材料等。特种工程塑料第18页*194.4医疗器械方面：可制造各种各样医用器械，如仪器外壳、齿科及外科仪器、液体容器、注射器、接触透镜杀菌器，外科手术室用钳、罩、照明设施，各种手术器械手柄、抢救设备部件、呼吸器部件，齿科用反光镜和投射器、齿用钻头柄、血液检验装置部件，食品生产设备管道、阀门、泵、冰淇淋容器、民航食具等。将PES用于医用消毒盘，取代不锈钢盘，耐热可消毒，不会跌碎破裂。PES用于镶牙，有与聚砜相同性能，粘接强度高于丙烯酸一倍。聚醚砜PES应用特种工程塑料第19页*201介绍：聚苯醚又称聚苯撑氧（PolyenyleneOxide），是以2，6-二甲基苯酚为原料，苯或甲醇为溶剂，铜氨铬合物为催化剂，通入氧气，用氧气偶合方法缩聚而成聚合物。PPO1967年由美国通用电器企业投入商品化生产，普通呈琥珀色透明体，颗粒状或粉状，玻璃化温度较高210度，吸水率较低，为0.1%。难燃烧。火焰为浓黑烟，熔融并发出花果臭味。第三节聚苯醚(PPO)和聚苯硫醚(PPS)特种工程塑料第20页*212.PPO性能特点1)耐热水和耐蒸汽煮性在热塑性塑料最优。2)机械强度高，综合性能好。3)抗应力松弛、弹性疲劳、抗蠕变性能突出。4）热变形温度150左右，可在-190-150长久使用。5）吸水性小，不水解，尺寸稳定性好。特种工程塑料第21页

因为PPO玻璃化温度高，材料加工困难、价格较高，易产生应力开裂、在一定程度上限制了它应用，1967年还是美国通用电器企业又成功经过与苯乙烯共混、共聚方法研制出了改性聚苯醚，性能与PPO相差不大，价格显著降低，加工性得到了大幅度改进。特种工程塑料第22页*23聚苯硫醚，是一个分子主链上带有苯硫基热塑性工程塑料，是一类含有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物，交联前是线性结构，呈热塑性，交联后，成热固性，充分加热后还能软化到一定程度，所以并非真正热固性塑料。聚苯硫醚是硫化纳与二氯苯在强极性溶剂（六甲基磷酸胺）中，在220-220下缩聚而成。

聚苯硫醚(PPS)(PolyphnylensSulfide)特种工程塑料第23页*24（一）耐热性PPS耐热性能优良，在高温下含有极好刚性、强度及耐疲劳性，连续使用温度范围为180-240℃。经玻纤增强或经无机填料填充PPS，热变形温度高于260℃，在500℃以下损失热极少，且力学性能不降低，是使用温度最高热塑性工程塑料之一。（二）耐化学药品性PPS含有优异耐腐蚀性能，其耐腐蚀性与有“塑料之王”之称聚四氟乙烯相近。它能抵抗酸、碱、氯烃等各种化学侵蚀，在200℃以下不溶于任何有机溶剂，除强氧化性酸和发烟硝酸、氯磺酸、氟酸外，几乎不受全部没有机介质侵蚀。在250℃以上仅溶于联苯、联苯醚和它们卤代物。在高温下即使最好溶剂氯化联苯也仅能溶解10%。在沸腾浓盐酸中，不发生任何改变。

PPS性能特点特种工程塑料第24页*25（三）阻燃性树脂含有优异阻燃性能，树脂原粉氧指数为46-53。在火焰上能燃烧，但不滴落，离火后自熄，发烟率低于卤化聚合物，不需添加阻燃剂即可达UL94U-D级标准。（四）电性能PPS含有优良电性能。介电常数3.9，电感应率小，介电强度（击穿电压强度）高达19KV/mm，电阻率高达1016Ω。在高湿、高温、变频等条件下仍能保持良好电绝缘性。PPS

耐电弧性优良，用无机材料改性PPS耐电弧性为185s，可取代热固性塑料。

PPS性能特点特种工程塑料第25页*26

PPS性能特点（五）粘合性pps含有极好粘结性能，对金属与非金属，均可粘接。抗冲击性能极好，粘接强度高。粘结玻璃，其粘接强度大于玻璃本身内聚力。（六）尺寸稳定性PPS含有优良尺寸稳定性，成型收缩率为0.0015-0.003.%，最低可达0.0001%，吸水率仅为0.05%，所以它含有较高热稳定性。PPS在300℃以下不熔融，呈高弹状态，加热到400-500℃稳定而不分解，交联PPS

可耐600℃以上温度。PPS在高湿状态下不变形，尽管熔融温度高，但熔体粘度低，流动性好，适于制作精密制件或薄壁制品。特种工程塑料第26页*27

PPS性能特点（七）力学性能PPS因为耐热性优良，可在宽温度范围内使用，其拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量均列在工程塑料前列。增强型PPS在耐冲击性、强度、硬度及绝大多数力学、物理性能上取得改进，所以，PPS模塑混合料几乎都是玻纤或矿物增强型。另外，PPS抗蠕变性和耐疲劳性优良。特种工程塑料第27页

（八）PPS改性、共混与合金PPS改性主要是在PPS主链或苯环上引入改性基团，其改性产品有聚苯硫醚酮（PP-SK），聚苯硫醚砜（PPSF）、聚苯硫醚酰胺（PPSA）、