第3章工程塑料

1第3章工程塑料工程塑料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、物理环境中使用的塑料材料。2特性：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、耐老化性能等。应用：电子、电器、机械、交通、航空航天等领域分类：通用工程塑料和特种工程塑料3通用工程塑料：使用量大，长期使用温度在100~150℃，可作为结构材料使用的塑料材料例如：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯等4特种工程塑料：使用量较小、价格高、长期使用温度在150℃以上的塑料材料例如：聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚芳酯等。具体分类如表所示：56工程塑料作为新型的化工材料，以其独特的优异性能，成为其他材料所无法替代的材料。虽然工程塑料发展时间不长，但其增长速度很快。73.1聚酰胺（PA）3.2聚碳酸酯（PC）3.3聚甲醛（POM）3.4聚苯醚（PPO）3.5热塑性聚酯3.6聚苯硫醚（PPS）3.7聚酰亚胺（PI）3.8聚砜类塑料3.9聚芳醚酮类塑料（PAEK）3.10氟塑料3.11氯化聚醚（CP）主要内容83.1聚酰胺（polyamide，PA）聚酰胺俗称“尼龙”，指分子主链上含有酰胺基团（—NHCO—）的高分子化合物。制备：二元胺和二元酸通过缩聚反应或ω-氨基酸或内酰胺自聚而得聚酰胺669聚酰胺的命名聚酰胺的命名是由二元胺和二元酸的碳原子数来决定的。例如：己二胺和己二酸反应制得的缩聚物称为聚酰胺66。聚酰胺6610聚酰胺分子链段中重复出现的酰胺基是一个极性基团，这个集团上的氢能够和另一个分子的酰胺基团链段上的羰基上的氧结合形成牢固的氢键。11氢键的形成使得聚酰胺的结构易结晶化，而且分子间作用力较大，因而使得聚酰胺具有较高的力学强度和高熔点。由于聚酰胺分子中亚甲基（-CH2-）的存在，使得分子链比较柔顺，因而具有较高的韧性。12近些年来，聚酰胺的发展十分迅速，改性和新品种不断出现，像透明聚酰胺、芳香族聚酰胺、高冲击聚酰胺和碳纤维、玻璃纤维增强聚酰胺等。133.1.1聚酰胺的结构与性能聚酰胺是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。缺点是聚酰胺吸水率比较大，吸水后尺寸稳定性差。14（1）力学性能优良拉伸强度、冲击强度、刚性、耐磨性较好；但易受温度和湿度的影响。它的硬度、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度随温度和湿度的增加而减小；冲击强度则随之增加而上升。15聚酰胺具有很好的耐磨耗性能，是一种自润滑材料，做成的轴承、齿轮等摩擦零件，可以在无润滑的状态下使用。聚酰胺的结晶度越高，材料硬度越大，耐磨性越好，还可以通过加入二硫化钼、石墨等填料进一步改善。16（2）电性能由于聚酰胺分子链中含有极性酰胺基团，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。（3）热性能氢键的存在，使得熔融温度比较高，熔融温度范围比较窄，有明显的熔点。热变形温度不高，80℃，玻璃纤维增强后200℃。17聚酰胺导热率很低，相当于金属的几百分之一。聚酰胺的线膨胀系数比较大，约为金属的5-7倍，而且会随温度的升高而增大。（4）耐化学药品性化学稳定性良好，能耐许多化学药品因其高内聚能和结晶性，聚酰胺不溶于普通溶剂，耐许多化学药品，对盐水、细菌、霉菌都很稳定。18常温下溶于强极性溶剂以及某些盐的溶液。高温下溶解于乙二醇、冰乙酸、氯乙醇等。（5）其他性能耐候性一般，长时间暴露在大气环境中，变脆，力学性能明显下降。无臭、无味、无毒，具有自熄性，燃烧很慢。193.1.2聚酰胺的加工性能聚酰胺是热塑性塑料，热塑性塑料的一般成型方法都适用：注射、挤压、模压、吹塑、浇注等。也可以采用特殊的工艺方法像烧结成型、单体聚合成型等。还可以喷涂于金属表面作为耐磨涂层及修复用。其中最常用的是注射成型。20聚酰胺的成型有一下6个特点：（1）原料吸水性大，高温易氧化变色，加工前必须干燥，最好是真空干燥来防止氧化，干燥温度80~90℃，时间为10~12h，含水率＜0.1%。（2）融化物黏度低，流动性大，必须采用自锁式喷嘴，以防漏料；模具应精确加工防止溢边。同时因为熔化温度范围窄，大约只有10℃，所以喷嘴必须加热防止堵塞。21（3）收缩率大，制造精密尺寸零件时，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，特别是明显的外观性能，因此应避免采用过高的溶体温度，且不易过长。

（5）成型收缩率大，且成型工艺条件对制品的结晶度、收缩率、性能的影响比较大，因此合理的控制成型条件可获得高质量的制品。22（6）调湿处理脱模后的聚酰胺零件，如果吸收少量的水分后，其坚韧性、冲击强度和拉伸强度都会有所提高。调湿处理就是将制件放于一定温度的水、融化石蜡、矿物油、聚乙二醇中处理，使其达到吸湿平衡，这样的制件性能良好，尺寸稳定不变。233.1.3其他聚酰胺品种单体浇注聚酰胺

单体浇铸聚酰胺(简称MC聚酰胺)是尼龙6的一种，所不同的是它采用了碱聚合法，加快了聚合速度，使己内酰胺单体能通过简便的聚合工艺直接在模具内聚合成型。243.1.3其他聚酰胺品种单体浇注聚酰胺MC聚酰胺分子量比一般尼龙6高一倍左右，达3.5万～7.0万，因此各项力学性能都比尼龙6高。MC聚酰胺成型加工设备及模具简单，可直接浇铸，因而特别适用于大件、多品种和小批尼龙量制品的生产。253.1.3其他聚酰胺品种芳香族聚酰胺。

芳香族聚酰胺是20世纪60年代首先由美国杜邦公司开发成功的耐高温、耐辐射、耐腐蚀的聚酰胺新品种，目前主要有聚间苯二酰间苯二胺和聚对苯酰胺两种。263.1.3其他聚酰胺品种聚间苯二酰间苯二胺(商名品Nomex)Nomex熔点为410℃，分解温度450℃，脆化温度-70℃，可在200℃连续使用。Nomex耐辐射，具有优异的力学性能和电性能，拉伸强度为80~120MPa，压缩强度为320MPa，压缩模量高达4400MPa。Nomex主要用途是绝缘材料，通常用铝片浸渍后剥离的方法制取薄膜，亦可层压制取层压板。273.1.3其他聚酰胺品种聚对苯酰胺(商名品Kevlar)

由对氨基苯甲酸自缩聚或对苯二甲酰氯与对苯二胺缩聚而成。Kevlar具有高强度、低密度、耐高温等一系列优异性能，主要用以制超高强度耐高温纤维，亦可用作塑料，制成薄膜和层压材料。283.1.3其他聚酰胺品种透明聚酰胺普通尼龙是结晶型聚合物，产品呈乳白色。要获得透明性，必须抑制晶体的生成，使其生成非结晶聚合物。一般采用主链上引入侧链的支化法及不同单体进行共缩聚法来实现。293.1.3其他聚酰胺品种透明聚酰胺透明聚酰胺具有高度透明、低吸水性、耐热水性及耐抓伤性，并且仍有一般尼龙所具有的优良力学强度。目前主要品种是支化法透明尼龙Trogamid-T和共缩聚法透明尼龙PACP-9/6。303.1.3其他聚酰胺品种透明聚酰胺透明聚酰胺的透光率达到90%以上，同时还具有很好的力学性能、热稳定性、刚性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀、耐划痕、表面硬度等特性，可以通过注塑、挤出、吹塑等方式成型。313.1.3其他聚酰胺品种增强聚酰胺聚酰胺虽有一系列优良性能，但与金属材料相比，还存在着强度较小、刚度较低、由吸湿而引起的尺寸变化较大等不足，使应用受到一定限制。因此开发了玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、钛金属晶须等增强的品种，其中以玻璃纤维增强尼龙最重要。聚酰胺用玻璃纤维增强后力学强度、耐疲劳性、尺寸稳定性和耐热性、耐候性都有明显提高。323.1.3其他聚酰胺品种反应注射成型聚酰胺反应注射成型聚酰胺龙(RIM)是在MC聚酰胺基础上发展起来的，是把具有高反应活性的聚酰胺原料于高压下瞬间反应，再注入密闭的模具中成型的一种液体注射成型方法333.1.3其他聚酰胺品种高抗冲聚酰胺高抗冲聚酰胺是以尼龙66或尼龙6为基体，通过与其他聚合物共混的方法来进一步提高抗冲强度的新品种。杜邦公司最早于1976年开发成功，商品名为ZytelST。其抗冲强度比一般尼龙高10倍。ZytelST是以尼龙66为基体，近年来日本开发的EX系列则以尼龙6为基体。343.1.3其他聚酰胺品种电镀聚酰胺过去电镀塑料主要为ABS塑料，近年来开发了电镀聚酰胺，如日本东洋纺织公司的T-777具有与电镀ABS相同的外观，但性能更为优异。聚酰胺电镀的工艺原理是，通过化学处理(浸蚀)先使制品表面粗糙化，再使其吸附还原催化剂(催化工艺)，然后再进行化学电镀和电气电镀，使铜、镍、铬等金属在制品表面形成密实、均匀和导电性薄层。353.1.4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。363.1.4聚酰胺的应用由于聚酰胺优良的力学强度和耐磨性、较高的使用温度、自润滑性、耐腐蚀性，因此广泛的应用于机械、化学、电气零件等。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、高压密封圈、阀座、输油管等等。373.1.4聚酰胺的应用383.1.4聚酰胺的应用玻璃纤维增强聚酰胺6或者66，可用于汽车发动机部件如气缸盖、进气管、空滤、风扇灯；阻燃聚酰胺可用于空调、电视、复印机等；聚酰胺膜能很好的隔氧可用于食品冷藏、保险。393.1.4聚酰胺的应用403.2聚碳酸酯（polycarbonate,PC）413.2聚碳酸酯（polycarbonate,PC）聚碳酸酯是指分子主链中含有链节的线性高聚物分类：根据R基团的不同，分为脂肪族、脂环族、芳香族等类型其中，芳香族聚碳酸酯最有工业价值，以双酚A型为主，产量仅次于聚酰胺42聚碳酸酯发展历程聚碳酸酯的发展已经有130多年的历史。1881年，科学家已经制得了碳酸酯缩合物。1940年，美国杜邦公司制得了可以制成纤维和薄膜的高分子量聚碳酸酯并获得美国专利。1953年德国拜耳公司首次获得热塑性高熔点线型聚碳酸酯并申请专利。43聚碳酸酯发展历程1956年，德国拜耳公司H.Schnell公开了双酚A型聚碳酸酯的详细研究论文。1959年，拜耳公司以中等规模在全球第一个实现了熔融酯交换法双酚A型聚碳酸酯的工业化生产，商品名“MakroLon”，中文翻译为：模克隆。443.2.1聚碳酸酯的结构与性能聚碳酸酯是透明、呈微黄色的坚韧固体，密度1.2，透光率可达90%，无毒无臭无味，具有高度的尺寸稳定性、均匀的模塑收缩率以及自熄性。45聚碳酸酯的结构聚碳酸酯有许多的优良的性能，这和其特殊的结构是分不开的。46聚碳酸酯的结构双酚A型聚碳酸酯的结构式：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。47聚碳酸酯的结构苯环：聚碳酸酯分子主链上的苯环使其具有很好的力学性能、刚性、耐热性能。醚键：醚键使分子链具有一定的柔顺性。因此，聚碳酸酯为一种既刚又韧的材料。由于苯环的体积效应，使它的结晶能力差，基本属于无定形聚合物，具有优异的透明性。酯基使其对水敏感，高温下易水解。48聚碳酸酯的性能（1）力学性能十分优良，既刚又韧；拉伸、弯曲、压缩强度都较高，且受温度影响小；冲击性能突出；抗蠕变性能好缺点是易产生应力开裂、耐疲劳性差，缺口敏感性高，不耐磨损49（2）热性能耐高低温性能很好。

热变形温度130-140℃，120℃以下具有良好的耐热性；脆化温度-100℃，长期使用温度-70-120℃。热导率、比热容不高；线膨胀系数较小；阻燃性好，具有自熄性。50（3）电性能较好的电绝缘性（弱极性聚合物）由于其玻璃化温度高、吸湿性小，可在宽温度范围内和潮湿的条件下保持良好的电性能；介电常数和介电损耗在10~130℃接近常数，因此十分适合制造电容器。51（4）耐化学药品性聚碳酸酯具有一定的耐化学药品性。

室温下耐水、有机酸、稀无机酸、氧化剂、盐、油、脂肪烃、醇类。

不耐碱、胺、酮、酯、芳香烃。

溶于三氯甲烷、二氯乙烷、甲酚。

长期浸于沸水中会水解。52（5）其他性能透光率很高，约为87~90%；折射率1.587，比丙烯酸酯等其他透明聚合物高，可作为透镜光学材料；很好的耐候性和耐热老化能力，户外暴露2年，性能基本没变化。53聚碳酸酯的综合性能543.2.2聚碳酸酯的加工性能采用注塑、挤出、吹塑、真空成型、热成型等方法（1）PC在加工前必须干燥处理，使含水量小于0.02％。干燥条件：120℃下4-6小时。高温下对微量水敏感，熔融状态下，即使微量的水也会使其降解放出CO2，树脂变色，相对分子质量急剧下降，性能变坏。55（2）聚碳酸酯的熔体黏度高，近似于牛顿流体，熔体受剪切速率的影响很小，对温度比较敏感。成型时需要较大的温度和压力。

（3）聚碳酸酯的刚性大，制品中易产生内应力，需对制品进行退火处理。一般为100-120℃下退火8-10h。（4）聚碳酸酯为无定形聚合物，成型收缩率低。成型时的收缩性大致各向同性，有利于成型高精度的制品。563.2.3聚碳酸酯的改性聚碳酸酯加工流动性差、制品内应力大、不耐溶剂、高温易水解、摩察系数大、不耐磨损等缺点，限制了其工业应用，因此需对其改性，目前最重要的改性有增强聚碳酸酯和聚碳酸酯合金两种。57增强聚碳酸酯聚碳酸酯常以玻璃纤维、碳纤维及硼纤维等为增强材料，增强后PC的力学性能、疲劳强度、尺寸稳定性和耐热性、耐应力开裂性都有明显提高，吸水性、线膨胀系数和成型收缩率降低。但冲击强度会有所下降，加工性能变差，制品失去透明性。玻纤的用量以10％－40％为宜。58增强聚碳酸酯玻璃纤维增强的聚碳酸酯可用于替代铝、锌等压铸领域的负荷件及尺寸要求极高的制品，广泛用于机械、仪表、电气、电讯等工业产品中，例如制造电动工具外壳、电子计算机零件、飞机零件、宇航员头盔、自行车零件和其他对刚性、尺寸稳定、耐冲击有较高要求的零部件。59聚碳酸酯合金聚碳酸酯合金是将聚碳酸酯和某些高聚物共混改性，这是聚碳酸酯改性的一个重要途径。①PC/HDPE合金采用机械共混法，可降低PC熔体粘度，改善加工性能，提高冲击强度，改善耐应力开裂性。60聚碳酸酯合金②PC/ABS合金PC与ABS共混物可以综合二者的优良性能：一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低PC的成本和熔体粘度，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。61聚碳酸酯合金③PC/POM合金两者可以任意比例混合，在聚甲醛为30％以下时，PC的力学性能变化不大，但可显著提高耐溶剂性和耐应力开裂性，耐热性也有明显提高。623.2.4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、包装材料、光学材料、医疗器械、生活日用品等方面。①用作光盘的基础材料平均1千克聚碳酸酯树脂大约可生产55张光盘。目前我国成为世界上第二大光盘消费国，据不完全统计，国内现有光盘生产线200余条，年需用聚碳酸酯达5万吨。633.2.4聚碳酸酯的应用领域②用作眼镜的透镜材料聚碳酸酯透镜的优点是抗冲击强度高，安全性好；折射指数高，可使用较薄的镜片；相对密度较低，可减轻镜片的质量；对紫外光具有高屏蔽性。可以注塑成型，而提高镜片的生产效率。643.2.4聚碳酸酯的应用领域③用作照明灯具和器材主要用于室外和商厦灯具，这些应用要求其材料具有防破坏功能。聚碳酸酯也用于透镜散射器、舞台用灯和机场跑道标识。

653.2.4聚碳酸酯的应用领域④用于建筑物玻璃制造聚碳酸酯玻璃用于学校、医院、住宅、银行以及政府规定的必须使用防碎玻璃和片材的地方，抗冲强度比普通玻璃高250多倍，比标准丙烯酸酯玻璃片材高30多倍，具有优良的抗碎性能和抗磨性能，而且抗热畸变性能优于丙烯酸酯玻璃、但价格高于丙烯酸酯和普通玻璃。663.2.4聚碳酸酯的应用领域⑤用作汽车零部件材料聚碳酸酯树脂在汽车领域的应用领域和消费均有所增加。例如灯具，现代汽车头灯要求造型美观，形状复杂多样，灯玻璃要有很高的弯曲率，使用传统玻璃制造头灯在工艺技术上一直相当困难，而用聚碳酸酯代替玻璃之后，就大大降低了加工难度。673.2.4聚碳酸酯的应用领域⑥用于电子/电器领域在电子电器行业，PC可用于低压电柜的接线座、各种绝缘插件、绝缘套管、机床电机保护开关、空心砖外壳、仪表外壳和办公室自动化设备，还可以制造聚合物光纤的芯材；PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件；PC薄膜可用于电容器、录像带、录音带及磁带等。683.2.4聚碳酸酯的应用领域⑦用于日常生活

693.2.4聚碳酸酯的应用领域

703.3聚甲醛（polyoxymethylene,POM）

“赛钢”、“超钢”第三大通用工程塑料，产量仅次于聚酰胺和聚碳酸酯71聚甲醛发展历程1859年A．M．Butlever首先合成了聚甲醛，制得的这种聚合物具有脆性，并且到达成型温度时大量分解成甲醛气体。1942年美国

杜邦公司首先发表生产聚甲醛均聚物的专利，1959年工业化生产。1961年美国

Celanse公司（塞拉尼斯公司）生产出共聚甲醛。723.3.1聚甲醛的结构聚甲醛分子主链上具有重复单元，是一种无侧链、高密度、高结晶度的线性聚合物，具有优异的综合性能。根据分子链化学结构的不同，分为均聚甲醛和共聚甲醛。73均聚甲醛均聚甲醛是以三聚甲醛为原料，以三氟化硼-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分子结构式：74共聚甲醛是以三聚甲醛为原料与二氧五环作用，以三氟化硼-乙醚为催化剂共聚，然后经后处理除去大分子链两端不稳定部分而成的分子结构式：共聚甲醛75两者的重要区别是：均聚甲醛由纯-C-O-键构成；共聚甲醛在-C-O-键之间分布着少量的-C-C-键。均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高，但热稳定性差，加工温度范围窄（约10℃），对酸碱稳定性略低；而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度范围宽（约50℃），对酸碱稳定性较好。两种聚甲醛的区别76两种聚甲醛的区别773.3.2聚甲醛的性能聚甲醛为白色的半透明或不透明的粉料或粒料，硬而质密，制品表面光滑且有光泽和滑腻感，与象牙相似，易燃，火焰上黄下蓝，有熔融滴落，有刺激性的甲醛味和鱼腥味。（1）力学性能——较好较高的弹性模量、硬度和刚性；耐疲劳性、耐磨性以及耐蠕变性好；力学性能随温度变化小；对缺口比较敏感。783.3.2聚甲醛的性能（2）热性能热变形温度较高，短期使用温度140℃，长期使用温度不超过100℃。聚甲醛成型温度下热稳定性差，易分解出甲醛。（3）电性能优良的电绝缘性能，并且不随温度变化而变化。79（4）耐化学药品性室温下，耐化学药品性非常好，特别是耐有机溶剂；但在高温下不耐强酸和氧化剂。（5）其他性能吸水率<0.25%，尺寸稳定性好，湿度对尺寸无影响，适合做精密制件。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。80聚甲醛综合性能813.3.3聚甲醛的加工性能聚甲醛的加工方法可采用注塑、挤出、吹塑、模压、焊接等。（1）吸水性小，一般不需干燥。但干燥可以提高表面光泽度，干燥条件为110℃，2h。（2）热稳定性差，熔体黏度对温度不敏感，加工温度一般控制在250℃以下，且物料不易在料筒中停留过长时间。823.3.3聚甲醛的加工性能（3）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。（4）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。（5）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100~130℃，6h。833.3.4聚甲醛的改性增强聚甲醛以玻璃纤维、碳纤维及玻璃微珠等为增强材料，以玻璃纤维最常用。增强后POM的力学性能、疲劳强度、缺口冲击强度和耐热性都有明显提高，线膨胀系数大幅度降低。但耐磨性和冲击强度会下降。

碳纤维增强则不会出现耐磨性下降的缺陷，但是成本高。843.3.4聚甲醛的改性高润滑聚甲醛在聚甲醛中加入聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼、润滑油及低分子量PE等，可大幅度提高其润滑性能，力学性能与改性前相近或稍有降低。853.3.5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、建筑器材等。汽车制造业和电子电气行业各占聚甲醛总消费量的23％，日用消费品市场占21％，工业应用领域占18％，其他领域为11％。863.3.5聚甲醛的应用领域机械工业由于聚甲醛具有优越的机械性能和化学性能，被誉为“超钢”，可用作许多金属和非金属材料所不能胜任的材料，如各种精密度高的小模数齿轮、几何面复杂的仪表精密件、自来水龙头及爆气管道阀门。我国将聚甲醛用于农业喷灌机械上，可以节省大量铜材。873.3.5聚甲醛的应用领域电子/电器利用聚甲醛的介电强度高、介电损耗角正切值较小以及耐电弧性极好的特点，可用于电动机外壳、开关手柄以及电视机、计算机、传真机等的配件等。883.3.5聚甲醛的应用领域汽车工业聚甲醛制作的零件具有减少润滑点、耐磨、便于维修、简化结构、提高效率、降低成本、节约铜材等良好效果。代替铜制作汽车上的半轴、行星齿轮等不但节约了铜，而且提高了使用寿命。在发动机燃油系统，可以制造散热器水管阀门、散热器箱盖、冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、气化器壳体、油门踏板等零件。893.3.5聚甲醛的应用领域其它建筑方面：可做自来水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表壳体和水管接头等。农业机械方面：手动喷雾器部件，播种机的连接和联运部件，挤乳机的活动部件，排灌水泵壳，进出水阀座、接头和套管等。还可用于气溶胶的包装、输送管、浸在油中的部件及标准电阻面板等。903.3.5聚甲醛的应用领域913.4聚苯醚（polyphenyphenyleneoxide,PPO）聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料，化学名称为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，简称PPO（PolyphenyleneOxide）或PPE（Polypheyleneether），又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。923.4聚苯醚（polyphenyphenyleneoxide,PPO）结构式：合成：933.4.1聚苯醚的结构与性能聚苯醚线是一种线型、非结晶性聚合物。白色或微黄色粉末，综合性能优良。聚苯醚分子主链上含有大量的酚基芳香环，使分子主链内旋转困难，从而使聚苯醚熔点升高，熔体黏度增大，流动性大，加工困难。聚苯醚分子链中的两个甲基封闭了酚基两个邻位的活性点，使聚苯醚刚性增、稳定性增强、耐热性和耐化学腐蚀性提高。94（1）力学性能很高的拉伸强度、模量和抗冲击性；硬度和刚性都比较大；耐磨性好；耐疲劳性和耐应力开裂不好。95（2）热性能聚苯醚耐热性好。热变形温度190℃，玻璃化温度210℃，熔融温度260℃，热分解温度350℃，脆化温度-170℃，长期使用温度-125-120℃。阻燃性好，不熔滴，具有自熄性。线膨胀系数最低，与金属接近。

96（3）电性能优异的电绝缘性；介电常数和介电损耗都很小，在工程塑料中是最低的。电性能不受湿度影响（4）耐化学药品性

优良对稀酸、稀碱、盐、洗涤剂等的高、低温稳定性好，在氯化烃中可溶解。

97聚苯醚及改性聚苯醚的性能综合表

983.4.2聚苯醚的加工性能聚苯醚可采用注塑、挤出、吹塑、发泡、真空成型、焊接成型等方法加工。也可以用溶剂浇注法及挤压浇注法加工薄膜。

（1）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适当增加注射压力；993.4.2聚苯醚的加工性能（2）分子链刚性较大，玻璃化温度高，易产生内应力，需要后处理，180℃的甘油中热处理4h；（3）吸水性小，为了避免制品表面形成银丝、气泡，可进行干燥，140~150℃，3h，原料厚度不超过50mm；（4）成型收缩率低，可重复使用。1003.4.3改性聚苯醚聚苯醚由于其加工流动性差、易应力开裂、价格昂贵等缺点，限制了其工业上的应用，目前主要使用的是改性聚苯醚（MPPO）。

改性聚苯醚保留了聚苯醚的大部分优点，目前主要有以下几个品种：

①聚苯醚/聚苯乙烯合金

具有良好的加工性能、物理性能、耐热性和阻燃性，已经工业化。1013.4.3改性聚苯醚②聚苯醚/ABS合金

具有很好的抗冲击性、耐应力开裂性、耐热性和尺寸稳定性，并且可以电镀。③聚苯醚/聚苯硫醚合金

进一步提高聚苯醚的耐热性。④聚苯醚/聚酰胺合金

具有高韧性。⑤玻璃纤维增强聚苯醚1023.4.4聚苯醚的应用聚苯醚最适合用于潮湿、有载荷、要求优良电绝缘性、力学性能和尺寸稳定性的场合，如电器零部件、医疗器械、蒸煮消毒器具、较高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、泵叶轮、化工设备部件，也可作低发泡材料。1033.4.4聚苯醚的应用电子电气能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性，运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电路板，各种高压电子元器件，电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。104汽车工业适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。机械工业用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。化工领域用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。1051063.5热塑性聚酯热塑性聚酯：由饱和二元酸和饱和二元醇缩聚得到的线性高聚物。常用的两种：聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯1073.5.1聚对苯二甲酸乙二醇酯

（polyethyleneterephthalate,PET）1083.5.1聚对苯二甲酸乙二醇酯

（polyethyleneterephthalate,PET）制备：对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚制得。制备过程可以采用酯交换法和直接酯化法先制得对苯二甲酸双烃乙酯，再缩聚后得到聚对苯二甲酸乙二醇酯。109PET发展历程1946年，英国发表了第一个制备PET的专利1949年，英国ICl公司和美国DuPont公司先后开始生产PET纤维（涤纶）。初期PET几乎都用于合成纤维(我国俗称涤纶、的确良)。1953年，lCI公司开始生产PET薄膜，次年DuPont公司也开始生产PET薄膜。1977年，用PET制造的饮料瓶（聚酯瓶）正式问世，并获得了迅速发展，现已成为PET塑料中产量最大的品种。目前PET与PBT一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。1103.5.1.1PET的结构与性能分子结构式：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，有一定的柔顺性。111PET的结构聚对苯二甲酸乙二醇酯是对称的苯环结构线形大分子，官能团排布规整，没有支链，支化程度很低，属结晶型高聚物，但是它结晶速率很慢，结晶温度又高，所以结晶度不太高，40%，可制成透明度很高的无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯。112PET的性能无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯：无色透明固体，密度1.3~1.33g/cm3，折射率1.655，透光率90%；结晶型聚对苯二甲酸乙二醇酯：乳白色半透明的固体，密度1.33~1.38g/cm3113（1）力学性能优越的力学性能较高的拉伸强度、刚度和硬度；良好的耐磨性；良好的耐蠕变性；力学性能随温度变化很小；缺点是热力学性能和冲击性能差PET拉伸强度与铝膜相近，是PE薄膜的9倍，PC和PA的3倍。114（2）热性能熔融温度255~260℃，长期使用温度120℃，短期使用温度150℃。热变形温度为85℃，用玻璃纤维增强后可达220-240℃115（3）电性能优良的电绝缘性；电性能受温度、湿度影响，随着温度和湿度的升高，电绝缘性会下降。缺点是耐电晕性较差。116（4）耐化学药品性因为含有酯基，不耐强酸强碱；高温下强碱、水蒸气会使其表面水解，氨水的作用更明显。室温下对极性溶剂较稳定；具有优良的耐候性，室外暴露6年，力学性能仍能保持原来的80%。117（4）其他性能阻隔性能好，对O2、H2、CO2有较高的阻隔性；吸水性较低，尺寸稳定性好。1183.5.1.2PET的加工性能聚对苯二甲酸乙二醇酯可采用注塑、挤出、吹塑等方法来成型加工。

其中吹塑只要用来生产聚酯瓶，其方法就是先制成型坯，然后进行双轴定向拉伸，使其从无定形变为具有结晶定向的中空容器。1193.5.1.2PET的加工性能（1）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（2）吸水性虽小，但熔融状态下易水解，必须干燥到0.03%以下。干燥条件为130-140℃，2-4h。1203.5.1.2PET的加工性能（3）成型收缩率大，而且不同方向的收缩率差别比较大。可改性或后处理（4）结晶速度慢，为了促进结晶，可采用提高模温（100-120℃）或加入结晶促进剂（石墨、炭黑、高岭土等）改善。1213.5.1.3PET的改性纤维增强改性聚对苯二甲酸乙二醇酯增强纤维一般为玻璃纤维、硼纤维、碳纤维等。

玻璃纤维增强PET具有优异的力学性能，在100℃下，弯曲强度和模量仍能保持很高的水平，；-50℃下，冲击强度和室温相比仅有少量下降。而且耐蠕变性和耐疲劳性也十分优异，同时具有很好的耐磨性。122PET和玻璃纤维增强PET性能1233.5.1.3PET的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯合金PET/PC合金：改善冲击强度PET/PA合金：改善尺寸稳定性和冲击强度PET/PTFE合金：改善耐磨性1243.5.1.4PET的应用聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用领域主要有纤维、薄膜、聚酯瓶及工程塑料等几个方面；纤维的用量很大，目前世界上约有半数左右的合成纤维是由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和聚酯瓶；125薄膜双向拉伸的PET膜可用作电气绝缘材料、包装材料、磁带、磁盘以及X光、照相底片。饮料瓶PET作为可口可乐等软饮料瓶获得巨大成功，并且占有了该产品的大部分市场。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、排气零件、齿轮、叶片等1263.5.2聚对苯二甲酸丁二醇酯

（polybutyleneterephthalate,PBT）制备：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，先生成对苯二甲酸双烃丁酯，再缩聚而成。分子结构式：脂肪链较长，分子更加柔顺1273.5.2.1PBT的结构与性能PBT结构与PET相似，只不过脂肪烃的链接更长，因此柔顺性更好，所以玻璃化温度、熔融温度要低，刚性也会小。128PBT的性能聚对苯二甲酸丁二醇酯为乳白色结晶固体，无味、无臭、无毒，密度1.31g/cm3，吸水率0.07%，制品表面有光泽，而且结晶快，只有薄膜是无定形态。聚对苯二甲酸丁二醇酯再工程塑料中属一般性能，力学性能和耐热性不高，一般使用的都是其改性品种。129（1）力学性能一般增强改性后性能大幅度提高（2）热性能耐热性不高玻璃化温度51℃，熔融温度225~230℃，热变形温度55~70℃，增强后的热变形温度可达210-220℃。增强后的线膨胀系数在热塑性塑料中是最低的。130（3）电性能优良的电绝缘性并且受温度和湿度影响小（4）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不耐强酸、强碱、苯酚类化学试剂热水中水解131常用工程塑料性能对比1323.5.2.2PBT的加工性能可采用注塑、挤出成型（1）加工流动性好，可以制备厚度较薄的制品（2）虽然吸水性小，但为防止高温下水解，进行干燥；120℃，3~5h（3）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1333.5.2.3PBT的改性增强型PBT目前增强PBT的97%以上是用玻璃纤维增强。玻璃纤维增强PBT具有良好的力学性能、刚性、硬度、自润滑性、抗冲击性、电绝缘性、化学稳定性、尺寸稳定性、加工性和自熄性。缺点是制品易产生各向异性，不能长期经受热水作用。1343.5.2.3PBT的改性PBT合金PBT/PET合金：可以有效改善PBT制品翘曲性和增加制品表面光泽性，还会提高PBT热变形温度、冲击强度。1353.5.2.4PBT的应用电子、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、电绝缘性、阻燃性、成型加工性及尺寸稳定性；制作连接器、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；制作汽车保险杠、手柄、底座等1363.5.2.4PBT的应用在机械方面，增强PBT主要应用于要求有耐热、阻燃的部位，像带式传动轴、烘烤机零件、齿轮、按钮等。PBT的最大市场是在电子、电气行业，这是因为：第一，PBT具有良好的电绝缘性，并且可在恶劣环境下工作；第二，PBT的高流动性有利于模塑精密制件；第三，它的耐热性使制件能经受短时间的焊接而不损坏。因此可用来制作连接件、线圈架、电机零件等。1373.5.3聚芳酯（polyarylate,PAR）分子结构式：分子主链中带有芳香环和醚键，具有更好的耐热性和其他综合性能138（1）力学性能良好具有良好的耐冲击性、耐蠕变性、应变回复性、耐磨性及较高的强度（2）热性能由于苯环的存在，具有优异的耐高温性线膨胀系数小，尺寸稳定性好，热收缩率低良好的阻燃性（3）电性能优良的电绝缘性，电性能受温度、湿度的影响小性能：139（4）其他性能优异的透明性、耐紫外线性、气候稳定性（5）加工性能可以采用注塑、挤出、吹塑等方法成型前必须干燥应用：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1403.5.4聚苯酯（aromaticpolyester）由美国Carborundum公司研制，商品名为Ekonol。分子结构式：性能：优异的综合性能；热稳定性、自润滑性、硬度、电绝缘性、耐磨耗性是目前所有高分子材料中最好的。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。141加工性能：聚苯酯结晶度高达90%，熔体流动性差，成型加工性较差。常用的加工方式为压制成型、等离子喷涂及分散体涂覆法。应用：聚苯酯在电子电器和机械设备上的应用正日益扩大，主要用作耐磨材料和用等离子喷涂用作金属涂饰和无溶剂涂料等。1423.6聚苯硫醚

（polyphenylsulfone,PPS）分子主链上含有苯硫基的结晶性热塑性工程塑料，通常由二氯苯与硫化钠在极性溶剂中经缩聚制得，于1968年由Phillips（菲利普斯）公司实现工业化，商品名Ryton。分子结构式：1433.6.1聚苯硫醚结构与性能聚苯硫醚的分子主链由苯环和硫原子交替排列，规整性强，苯环提供刚性，硫醚键提供柔顺性，刚柔兼备，易于结晶，具有优异的综合性能。144聚苯硫醚的性能聚苯硫醚是一种白色、硬而脆的聚合物，密度1.3。

具有高耐热性、耐化学腐蚀性、流动性、尺寸稳定性和电性能的最佳综合。（1）力学性能力学性能不高；拉伸、弯曲强度中等水平，冲击强度很低刚性很高145聚苯硫醚的性能（2）热性能优异的热稳定性，力学性能随温度升高下降较小。

长期使用温度可达240℃，熔融温度285℃，500℃的高温下不分解，只有在700℃时才会完全降解。阻燃性能突出，是一种高阻燃材料146（3）电性能电绝缘性非常优异，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、频率的变化不大；耐电弧性好30%的聚苯硫醚都用于电气绝缘材料聚苯硫醚的性能147（4）耐化学药品性耐化学腐蚀性能非常好205℃以下的任何溶剂都不能溶解（5）其他性能良好的耐候性。2000h风蚀，增强聚苯硫醚刚性基本不变，拉伸强度稍微下降。优良的耐辐射性。对玻璃、陶瓷、钢、铝有很好的黏合性。聚苯硫醚的性能148聚苯硫醚的性能表1493.6.2聚苯硫醚的加工性能可采用注塑、挤出、压制、喷涂等方法，也可采用中空成型①注射成型：因其熔体流动性好，一般选用螺杆式注塑机，加热温度350℃，注射压力150MPa。喷嘴选用自锁式。聚苯硫醚注射成型时会部分交联，但流动性和力学性能下降很小。150加工性能②模压成型：可成型大型制品。③喷涂成型：一般采用悬浮喷涂法和悬浮喷涂与干粉热喷涂混合法，都是将聚苯硫醚喷涂到金属表面。151聚苯硫醚的应用主要应用于耐高温黏合剂、耐高温玻璃钢、耐高温绝缘材料、防腐涂层以及模塑制品等

①由于PPS的热变形温度高、阻燃、熔体流动长度较长，适宜制作长流程、薄壁的注塑制品。用作电气接插件和零件；152聚苯硫醚的应用②由于它优越的耐热、耐药品、耐水解性能，故用来制造医疗及齿科器材，如超声波洗涤容器（其灭菌温度为190℃）；

③又因其高温蠕变小，尺寸稳定，耐汽油和润滑油脂，故可用于制造汽车和机械零部件。153聚苯硫醚的应用④在进行烘涂膜时，PPS会发生交联，因而其涂膜的物理性能优异。154

3.6.3聚苯硫醚的改性聚苯硫醚虽然综合性能优异，但韧性差、冲击强度低、成型中熔体不够稳定，因此近年来出现了一些聚苯硫醚的改性品种。155聚苯硫醚的改性

①填充增强改性

由于PPS与无机物的亲和性极好，因此常用纤维以及其它无机填料进行填充，以进一步提高其物理力学性能。使用的纤维有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维等；无机填料有云母、碳酸钙等。用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维增强的PPS树脂热塑性复合材料已在飞机、火箭、人造卫星、航空母舰、武器上得到广泛应用。156聚苯硫醚的改性

②合金

合金可改善PPS的耐冲击性能、韧性和加工成型等性能。例如PPS／PIFE、PPS／PA、PPS／PAR、PPS／LCP(液晶聚合物)和PPS／PSU(聚砜)等塑料合金，可在航空航天、军事工业、电子产品等高新技术领域中应用。157聚苯硫醚的改性③化学结构改性PPS的结构改性一般是在其主链上和苯环上引入改性基团。目前有代表性的产品是聚苯硫醚酮(PPSI)、聚苯硫醚砜(PPSF)、聚苯硫醚胺(PPSA)、聚苯腈硫醚(PPCS)等。前三者属于主链改性，后者为侧基改性。它们以各自独特的优点可满足迅速发展的高技术对新型材料的需求，在航空航天、核工业、军工兵器、汽车工业等领域有广阔的应用前景。1583.7聚酰亚胺（polyimide,PI）聚酰亚胺是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，被誉为21世纪最有希望的工程材料之一。被称为是"解决问题的能手"（protionsolver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。159聚酰亚胺聚酰亚胺是分子主链中含有酰亚胺基团的一类芳杂环聚合物。制备：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。160聚酰亚胺的发展1908年，PI聚合物开始出现报道。40年代中期出现一些专利。50年代末制得高分子量的芳族聚酰亚胺，标志其真正作为一种高分子材料开始发展60—80年代，由美杜邦公司、Amoco公司、通用电气公司及法罗纳-普朗克公司为代表先后开发出一系列的模制材料和聚合体。1997年日本三井东压化学公司报道了全新的热塑性聚酰亚胺(Aurum)注塑和挤出成型用的粒料。161分子结构式：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；同时由于芳杂环的共轭效应，使其具有优异的性能。3.7.1聚酰亚胺的结构与性能162聚酰亚胺的结构与性能163聚酰亚胺的性能（1）力学性能优良的力学的性能拉伸、弯曲、压缩强度都较高突出的抗蠕变性和尺寸稳定性（2）热性能极其优异的耐热性，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。很好的耐低温性，在-269℃液氮中扔不脆裂热膨胀系数很低164（3）电性能优良的电绝缘性耐电弧晕性突出介电强度高电性能随频率变化小（4）耐化学药品性耐油、有机溶剂、酸不耐碱具有很好的耐辐射性具有自熄性，发烟率低1653.7.2聚酰亚胺的品种不溶性聚酰亚胺：聚均苯甲酰二苯醚亚胺可溶性聚酰亚胺：

热固性聚酰亚胺

改性聚酰亚胺NA基封端乙炔基封端顺丁烯二酸酐封端聚醚酰亚胺聚酯酰亚胺聚酰胺酰亚胺单醚酐型双醚酐型酮酐型1661.不溶性聚酰亚胺聚均苯甲酰二苯醚亚胺分子结构式：性能：具有优良的力学性能、耐蠕变性、电绝缘性、耐辐射性、耐磨性等；但对缺口敏感，不耐碱和强酸167应用：

薄膜可用于电机、变压器的绝缘层、绝缘槽衬里等；模压料可制作精密零件、耐高温自润滑轴承、密封圈等1682.可溶性聚酰亚胺（1）单醚酐型聚酰亚胺分子结构式：性能：耐热性稍低于均苯型，其他物理性能、力学性能基本相同；169加工性能：可反复加工，模压、挤出、注塑也可进行二次加工，如车、削、铣、刨、磨等应用：制得轴承、齿轮、刹车片、薄膜等170（2）双醚酐型聚酰亚胺分子结构式：性能：综合性能良好加工：可采用模压、注射、挤出等应用：可用于薄膜、油漆、层压板、胶黏剂171（3）酮酐型聚酰亚胺分子结构式：性能：优良的耐热性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性、力学性能172加工：模压、层压、挤出、注射、烧结等应用：可用于薄膜、复合材料、层压制品、黏合剂、涂料等；可制备飞机、火箭等的耐高温结构件1733.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。174顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺又称双马来酰亚胺，常用的是4,4‘-双马来酰亚胺二苯甲烷（BDM）分子结构式：性能：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；脆性大175顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺

BMI树脂是最重要的热固性PI树脂，它既具有环氧树脂类似的良好加工性，又具有PI的耐高温、耐湿热及耐辐照等特征，而且可与多种化合物反应，可进行增韧、降低吸湿性等改性，是制备先进复合材料的重要基体树脂。

BMI树脂最初大量应用于印刷线路板方面，目前在航空航天工业中用作高性能结构复合材料，处于增长的趋势，例如在超音速战斗机和隐形飞机中就采用了这种材料，它也将在高温涂层和耐高温管方面得到应用。176顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺

对BMI树脂基体的研究开始于20世纪70年代末，由于BMI树脂的脆性比较突出，在研制BMI树脂的同时也开始对其增韧的研究。主要增韧方法有：BMI与其它单体(苯乙烯及其衍生物、烯丙基苯基型共聚单体、芳胺、苯并环丁烯等)共聚增韧，用高性能热塑性树脂增韧，用环氧树脂增韧等。1774.改性聚酰亚胺在分子主链上引入醚键、酯键等柔性基团，改善加工性能（1）聚醚酰亚胺琥珀色透明的热塑性塑料分子结构式：178加工：可采用大多数通用的热塑性塑料的加工设备，通过挤出、注塑、热成型、压缩成型以及二次加工获得制品。性能及应用：良好热性能、力学性能、阻燃性能和耐辐射性使它适用于航天、运输及原子能工业，耐冲击的PEI板材用于制造飞机的各种零件如弦窗、机头部件、座椅靠背、内壁板等。在交通运输、医疗器械、电器、电子、包装、运动器具等方面也获得广泛的应用。179（2）聚酯酰亚胺分子结构式：性能：优异的电性能、力学性能、耐热性、耐溶剂性、耐辐射性；加工：注塑、挤出、压制；尺寸稳定性好，成本低；应用：可用于绝缘漆、耐热薄膜、电线电缆包皮以及纤维等180（3）聚酰胺酰亚胺分子结构式：181性能：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、耐辐射性好；加工：注塑、挤出、流延、模压等应用：可加工成复杂而精密的注塑件，由于PAI的比强度高且质量轻，能代替金属制作飞机上的罩壳、结构件和设备箱体等零部件，在汽车工业和重工业领域中也得到广泛应用，已成功地用作齿轮、泵的部件、轴承、非润滑的滑动叶片等。1823.8聚砜类塑料聚砜是在分子主链上含有芳香基

和砜基的非结晶性热塑性工程塑料。183聚砜的发展历程聚砜在20世纪60年代，由联合碳化物公司完成开发的，并于1965年正式工业化生产。国内对聚砜的研究是在1966年由天津材料研究所率先研发，随后上海合成树脂研究所和天山塑料厂共同开发，并于1969年工业化。1843.8聚砜类塑料聚砜目前主要有三个主要类型：双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜。3.8.1双酚A型聚砜（polysulfone,PSU）分子结构式：185聚砜的结构聚砜可以看做是由异亚丙基、醚基、砜基和亚苯基链接起来的线型高分子聚合物。186聚砜的结构异亚丙基：脂肪基，有一定的空间体积，可以减少分子间相互作用力，赋予聚合物韧性和熔融加工性。醚基：增强分子链的柔顺性，并改善熔融加工性。砜基：提供刚性、耐热性、抗氧化性。亚苯基：提供刚性、耐热性、稳定性。187聚砜的性能聚砜是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，密度1.24。（1）力学性能优异拉伸强度和弯曲强度高于一般的工程塑料力学性能高温保持性较好抗疲劳性差，易产生内应力开裂188（2）热性能优异的耐热性玻璃化温度190℃，脆化温度-101℃，热弯变形温度175℃，长期使用温度-100-150℃。优良的耐热老化性在150℃条件下，经2年的热老化后，拉伸屈服强度和热变形温度不降反升，冲击强度保持55%。自熄性和抗氧老化性189（4）耐化学药品性化学稳定性较好对无机酸、碱、盐溶液、醇、脂肪烃都很稳定，不耐强溶剂、浓硫酸、硝酸，在酮和酯中溶胀，溶于氯化烃和芳烃。（3）电性能优异，在水及潮湿的空气或者190℃的高温中变化很小190（5）其他性能优良的耐辐射性能尺寸稳定性好耐候性和耐紫外线性较差吸水率为0.22%，成型收缩率0.7%，尺寸稳定性较好。191聚砜的加工性能成型可采用热塑性塑料的加工方法，如注塑、挤出、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②加工前要干燥物料，因为聚砜在高温或者负荷条件下，水分会促使它应力开裂，并造成银纹和水泡。干燥条件为：120-125℃，5h，是水分含量降低至0.05%以下。192③分子刚性大，冷凝温度高，制品易产生内应力，需要后处理。处理条件为150-160℃，5h。④成型收缩率低，制品的尺寸精度高。193聚砜的应用可应用于电子、电气、精密仪器、交通运输、医疗器械等方面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、电动齿轮等1943.8.2聚芳砜（polyarylsulphone,PAS）非双酚A型聚芳砜分子结构式：聚芳砜是由双芳环磺酰氯和芳环缩聚制得。195聚芳砜结构聚芳砜分子链中不含异亚丙基和C-C键，含有大量的联苯结构，因此具有更加突出的耐热性和耐氧化降解性。196聚芳砜性能聚芳砜是一种透明琥珀色的坚硬固体，相对密度为1.36，吸水率1.4%，收缩率0.8%。聚芳砜耐热性比双酚A型聚砜高得多，热变形温度和连续使用温度均高100℃左右。

玻璃化温度288℃，连续使用温度260℃，热变形温度274℃(1.82MPa)。197聚芳砜耐酸、碱、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、烃类、燃料油、润滑油等。溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜等。聚芳砜熔融黏度高，流动温度高，加工比较困难，一般需要选择特殊的注塑机和挤出机才能加工。并且加工温度要大于400℃。聚芳砜加工前必须干燥。198聚芳砜综合性能表199聚芳砜应用聚芳砜

可用作耐高温工程材料，当加入聚四氟乙烯、石墨等填充料时，很适于用作高温、高负荷的轴承材料。还可用于制机械零件、开关、线圈、电缆、配线板等绝缘材料以及用作胶粘剂、浸渍剂、涂料、薄膜等。2003.8.3聚醚砜（polyethersulfone,PES）分子结构式：聚醚砜是由醚基、砜基、亚苯基构成。醚基：赋予柔顺性和熔体流动性砜基：赋予耐热性

聚醚砜是一种高耐热性、高抗冲强度和优良成型加工性的工程塑料。201聚醚砜性能聚醚砜是一种琥珀色透明的无定形聚合物，密度1.37-1.51。是英国ICI公司在1972年开发的一种综合性能优异的热塑性高分子材料，是得到应用的为数不多的特种工程塑料之一。它具有可以在高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点，在许多领域已经得到广泛应用。202更高的耐热性与刚性玻璃化温度225℃，热变形温度为204℃。在200℃下机械性能基本不变。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%。若以拉伸强度下降一半作为可连续使用寿命，则聚醚砜在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℃。203聚醚砜性能聚醚砜对酸、碱等无机药品及溶剂有优良的耐药品性，但不能耐极性强的有机溶剂如酮类、酯类、卤代烃类、二甲基亚砜等。在高温下，这些有机溶剂会促使残留应力引发应力开裂，故在这种环境中应采用玻纤增强的聚醚砜。聚醚砜具有良好的阻燃性。204聚醚砜具有优异的电性能，在200℃下绝缘性能稳定。与聚砜相比，聚醚砜有更好的熔融加工性和较低的熔体黏度，成型收缩率小(仅为0.6%左右)，尺寸稳定性好。但聚醚砜的吸水性比聚砜更大，因此，成型前的干燥更为重要。205聚醚砜加工及应用聚醚砜易于加工成型，可采用一般热塑性塑料的方法进行成型加工，如注塑、挤出、模压、流延、吹塑、真空成型、溶液涂覆、粉末烧结等。利用PES的可耐焊锡性、尺寸稳定性好、耐各种清洗剂、可镶嵌金属件、与环氧树脂粘结性好等优点，作为H级绝缘材料用于电子、电器领域。已经开发的主要制品有线圈骨架，，印刷线路板、按钮式开关等。206利用其高温抗蠕变性，尺寸稳定性、耐油性、韧性好等优点，在一般树脂不能满足使用要求的地方得到了广泛应用。已经开发的主要制品有各种机器的杠杆、柄、支架等，X-射线装置的观察玻璃，链锯、农机发动机和汽化器等的绝缘体，活塞环，耐热滚珠，齿轮，复印机零件，照相机零件，放映机零部件，工业用吹风机罩，汽车空调的零部件，电弧焊枪的手柄，各种分析仪器元件等。207利用其可以采用蒸气灭菌、干蒸（180℃）灭菌、射线灭菌等灭菌法消毒，而且可以耐反复消毒等特点。开发的主要制品有接触透镜灭菌器，牙科用钻的柄，外科用容器，注射器，食品工业用阀门和管子。飞机中可用作窗框，热风通风管道，卫生间的内装饰材料。由于它有与铁、铅等金属的附着力好，涂层表面硬度高等优点，因此，可用于化工防腐、炊具不粘等的涂料。PES还可用溶液法制成超滤膜或反渗透膜等。2083.8.4聚醚酮的改性玻璃纤维增强聚砜

玻璃纤维增强聚砜会明显提高聚砜的强度、刚度、尺寸稳定性、阻燃性和应力开裂性。进一步降低已经很低的成型收缩率和线膨胀系数，从而使制品尺寸精度接近金属材料。

缺点是加入玻璃纤维后会增加聚砜的脆性。209聚砜合金

最常见的聚砜合金是聚砜/ABS、聚砜/PMMA合金。

合金会改善聚砜的耐溶剂性、抗冲击性、成型加工性、耐应力开裂性等。

和纯聚砜相比，耐溶剂性大幅提高、熔融流动性提高4倍。210聚砜合金的成型一般采用注射成型。加工前物料必须干燥，120-135℃、2-3h。聚砜合金的废料可循环使用，一般重复6次。2113.9聚芳醚酮类塑料

（polyaryletherketones,PAEK）聚芳醚酮简称PAEK，是一类亚苯基环通过氧桥（醚键）和羰基（酮）连接而成的一类结晶型聚合物。按分子链中醚键、酮基与苯环连接次序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物。主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等品种。212聚芳醚酮的研究开发始于20世纪60年代。1962年美国Dupont公司和1964年英国ICI公司分别报道了在催化剂存在下，通过亲电取代可以合成聚芳醚酮。1979年，英国ICI制得了高分子量的PEK，奠定了合成聚芳醚酮的基础。213PAEK是一类耐高温、结晶性的聚合物；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、热氧化稳定性好；具有优良的高温力学性能、阻燃性、耐化学腐蚀性、耐辐射性；在航空航天、汽车、电子、电气等领域有广泛的应用214聚醚醚酮（polyetheretherketone,PEEK）聚醚醚酮是指大分子链由芳基、酮键、醚键组成的线型聚合物，简称PEEK。分子结构式：215聚醚醚酮是目前唯一正式投产并形成产量的聚芳醚酮。1980年首先由美国帝国化学公司投产。它是用4，4‘-二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠(或碳酸钾)为原料，以二苯酚为溶剂合成的。国内于20世纪80年代中期开始研制聚芳醚酮。1990年吉林大学发表了制造专利并有少量生产。216聚醚醚酮性能

聚醚醚酮具有热固性塑料的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性。（1）热性能优异的耐热性和良好的热稳定性热变形温度160℃，玻璃纤维增强后可达280-300℃，熔点334℃，长期使用温度240℃以上。

空气中420℃、2h失重仅2%，550℃才产生显著的热失重。217（2）力学性能聚醚醚酮是一种非常坚固的材料优异的耐蠕变性和耐疲劳性摩擦因数较小，耐磨性高（3）电性能优异的电绝缘性介电常数小，介电损耗低218（4）耐化学药品性化学稳定性非常好；除了浓硫酸，几乎免疫任何化学试剂。极佳的耐热水性和耐蒸汽性

可在200-250℃蒸汽中长期使用。（5）其他性能很好的阻燃性；优良的耐辐射性对α、β、γ射线的抵抗能力是目前高分子材料中做好的。219加工性能：聚醚醚酮在熔点以上具有良好的熔融流动性和热稳定性，可采用注塑、挤出、吹塑、层压等，还可以纺丝、制膜。220应用：聚醚醚酮因为其突出的耐热性、耐化学腐蚀性、耐辐射性和高强度、易加工性，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。

（1）航空航天领域：用碳纤维、玻璃纤维增强的聚芳醚酮可用于飞机和飞船的机舱、门把手、操纵杆、发动机零件、直升机旋翼等；221应用：（2）电子工业:电线电缆包覆、高温接线柱、电机绝缘材料等;（3）汽车工业：汽车齿轮秘封片、吃路边你支撑座、轴承粉末涂料、轮胎内压传感器壳等；（4）机械设备：轴承座、超离心机、复印机上分离爪、化工用滤材、叶轮等。2223.10氟塑料含氟塑料的总称具有更优越的耐高温、低温、耐腐蚀、耐候性、电绝缘性，不吸水、摩擦系数低等特性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常用的有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯等。2233.10.1聚四氟乙烯（polytetrafluroethylene,PTFE）2243.10.1聚四氟乙烯（polytetrafluroethylene,PTFE）聚四氟乙烯是氟塑料中最重要的一种，产量占氟塑料的85%以上。聚四氟乙烯简称PTFE。中文别名：铁氟龙;特氟龙;teflon;特氟隆;F4;塑料王。分子结构式：225聚四氟乙烯的结构：侧基全部是氟原子，分子链规整性和对称性极好，线型的大分子链几乎没有支链，容易形成有序排列，结晶度55-75%。氟原子对骨架碳原子有屏蔽作用，而且氟-碳键键能很大很稳定，因此分子链很牢固，这就赋予了聚四氟乙烯非常好的耐腐蚀性和耐热性。226聚四氟乙烯的结构：每个碳原子上的两个氟原子都是完全对称结构，使得聚四氟乙烯是非极性聚合物，具有优异的介电性能和电绝缘性。聚四氟乙烯分子是对称排列，分子没有极性，大分子间作用力小，表面自由能很低，使其具有高度的不黏附性和极低的摩擦系数。227聚四氟乙烯的性能：白色不透明的蜡状粉体，密度2.14~2.20，是塑料中密度最大的品种，结晶聚合物。（1）力学性能极低的摩擦系数；是塑料材料中最低的，动、静摩擦系数相等。极好的自润滑性；耐磨损性不好；拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性、硬度、耐疲劳性较低、易产生蠕变现象228（2）热性能优异的耐热性和耐寒性熔点320-345℃，长期使用温度-195-250℃。线膨胀系数较大，随温度升高而明显增加。（3）电性能在所有塑料中，介电常数最小，体积电阻率最大介电性能和电绝缘性基本不受温度、湿度、频率变化的影响；耐电晕性能不好229（4）耐化学药品性所有塑料中最好的耐浓酸浓碱、强氧化剂以及盐类，对沸腾的王水也很稳定。除了卤化胺类和芳烃对其轻微溶胀外，对所有有机溶剂免疫。230（5）其他性能耐候性优良耐候性10年以上。0.1mm聚四氟乙烯薄膜室外暴露6年，外观和力学性能无明显变化。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具有自熄性，不能燃烧表面自由能低，几乎与所有材料都无法黏附231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，只能采用类似于粉末冶金的加工方法，即冷压成坯后烧结烧结采用