第3章-工程塑料-课件

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。新型高性能工程塑料传统高性能工程塑料普通工程塑料通用塑料高耐热性提高2第3章工程塑料通用工程塑料：长期使用温度在100~150℃.长期使用温度在150℃以上特种工程塑料：以使用温度分类聚酯，聚酰胺，聚醚，含氟塑料，聚芳杂环以结构分类通用工程塑料：聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚苯醚和热塑性聚酯。特种工程塑料：聚酰亚胺，聚砜，聚苯硫醚，聚醚，聚苯酯，聚芳酯等等。工程塑料的发展1931年，杜邦公司的卡罗泽斯开 发尼龙66，成为最先开工业化的 工程塑料。1942年，德国人开发了尼龙6的工 业技术，并作为纤维开发应用。1961年，中国开发PA1010。1972年，杜邦公司开发芳香族尼龙工业化技术。尼龙目前是工程塑料中产量最大的品种工程塑料的发展1953年，拜耳公司首次获得聚碳酸酯（PC）。1958年，拜耳公司以熔融酯交换法进行PC的中规模工业化生产。1960年，美国通用公司半工业化投产我国在1958年着手研发，1965年工业化建厂80年代后，PC的应用需求迅速示增长，80年代的增长速度接近13%，90年代保持在8~9%工程塑料的主要特性质量轻、相对密度小 工程塑料的相对密度一般在1.0~2.0之间，远低于金属，可替代一些传统的金属材料，减轻自重，用于航空飞行器、车辆等领域。工程塑料的主要特性较高的比强度：

用玻璃纤维、碳纤维等纤维增强，可以大大提高抗张强度，拉伸强度与相对密度的比值一般在1500-1700，甚到高达4000（钢1600，铝1500）突出的耐磨和自润滑性能

用工程塑料作摩擦零件，与耐磨金属合金相对，磨耗量低于1：5。氟塑料更佳工程塑料的主要特性优良的机械性能

在较宽的温度范围内，许多工程塑料，尤其是增强的工程塑料有优异的抗冲击和耐疲劳性能。优良的电绝缘性

几乎所有工程塑料都有优良的电绝缘性和耐电弧的特性，可以跻身优良绝缘材料行列工程塑料的主要特性化学稳定性

对酸、碱和一般有机溶剂都有很好的抗腐蚀性。较好的制件尺寸稳定性有较高的耐热性

一般的工程塑料在不同玻璃纤维增强时，UL长期连续使用温度都超过100℃，特种工程塑料的指标一般都超过150℃工程塑料的主要特性优良的吸震、消声和对异物的埋没性能

工程塑料作为运动零部件使用时，没有金属撞击的噪声，有优良的吸震消声性能。对于有磨粒存在的条件下，可以埋没异物，不像金属之前可能会咬死或刮伤。工程塑料的主要特性良好的加工性能

工程塑料可以在较低的温度下（通常400℃以下），采用注塑、挤出、吹塑等方法进行加工，制品可采用机械方法再加工，尺寸稳定，成品的互换性强，模具费用低，与加工金属相对，可节省能耗50%左右，而且缩短工时，成品率高。我国工程塑料结构分配图11我国工程塑料的状况

1）通用工程塑料的完整产业链已初步形成，进入高速发展时期。中蓝集团、云天化集团、神马集团、仪征化纤、得阳科技等从事工程塑料树脂合成的大型集团公司，改性行业过去以小规模为主，现也出现了金发、锦湖日丽、道恩、俊尔、星辰、鑫达、聚赛龙等一批中型以上企业（年产量都在万吨以上），实现了跨越式发展，已逐步形成了具有基础树脂合成、塑料改性与合金、助剂生产、塑机模具制造、加工应用等相关配套能力的工程塑料完整产业链。存在问题：在基础树脂合成研究方面较少，生产规模难以与国外相比，致使产品价格和性能均无法与进口产品竞争；在工艺、设备、产品稳定程度上还有一定差距；品种单调不适合市场需求，高端品种少，且缺少品牌和服务质量完整体系，竞争力弱，加之低水平重复建设、产品同质化严重、无序竞争等不利因素，严重影响了工程塑料行业的可持续性发展。132）高性能工程塑料的投资力度不够、产业化进程缓慢。我国高性能工程塑料的消费量增幅在15%以上，其中PPS进口量在5万吨左右，占全球消费量的27%，是国内进口最大的高性能工程塑料品种。2006年以后，随着Victrex公司在华销售力度的加大，我国对PEEK的进口量也逐年增长。

PPS、PEEK、PI、PSF在我国都有生产。四川得阳公司已建立了年产1.2万吨PPS树脂生产装置，并计划再建一套2万吨的树脂生产线，建成投产后，中国将成为全球最大的PPS生产国。吉林大学的PEEK制备技术于2005年转让给德固赛公司后，又在合成工艺上做了一定的改变，并将此项技术于2008年转让给辽宁省盘锦市的中润化工，成立了盘锦中润特塑有限公司，设计年产能达1200吨，于2011年开始批量生产。大连理工大学研究开发的系列新型杂环高性能工程塑料先后获得2003年和2011年两项国家技术发明二等奖。存在问题：高性能工程塑料最初多用于军工和尖端技术领域，通常是国家支持研发项目，其研究成果并不落后于国际水平，甚至达到国际领先水平，但从实验室研究走向产业化的时间却与国外相差较大，高性能工程塑料产业化和开拓市场都需大量投入，使国内的研究单位或中小企业无法承担。我国高性能工程塑料与国外差距主要表现在投资力度不够、产业化进程缓慢、市场开拓能力差，致使许多技术优势不能发挥。143.1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聚芳醚类（PAE）3.9其他杂环类3.10氟塑料3.11氯化聚醚（CP）通用工程塑料（8学时）特种工程塑料（4学时）（1学时）3.1聚酰胺（polyamide，PA）指分子主链上含有酰胺基团（—NHCO—）的高分子化合物。1935年，由美国威尔明顿杜邦公司的华莱士·卡罗瑟斯世界上第一种完全人造的纤维美国杜邦曾宣传：尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。

1960年左右，聚酰胺开始被用做一种“工程塑料”。3.1.1定义和合成方法<一>定义

聚酰胺用作合成纤维时称为锦纶，用作塑料时称为尼龙。<二>聚酰胺的聚合方法制备：二元胺和二元酸通过缩聚反应或ω-氨基酸或内酰胺自聚命名按照单体类型不同，脂肪族聚酰胺又分为p型和mp型。P型：尼龙3，4，6，7，8，9，11，12等mp型:尼龙66、69、610、1010、1212等P型mp型p型聚酰胺 由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得（如尼龙6）高温水解缩聚ηr≥3.0mp型

由二元胺与二元羧酸缩得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龙6,6）缩聚尼龙6与尼龙6,6有什么区别？好像一样喔尼龙6,6与尼龙6的结构有细微差别，但是两种材料的性能基本相似、但也有不同。PA6熔点较低，而且工艺温度范围很宽。抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强203.1.2聚酰胺的结构<一>链结构

脂肪族聚酰胺是线形高分子材料，具有良好的柔顺性。由亚甲基链段和极性基团（酰胺基）有规律交替链接而成。分子链规整，极性酰胺键可以使分子链形成氢键，具有较强的结晶能力。*聚酰胺中的氢键结构对其聚集态结构和最终的性能起到了决定性的作用。

脂肪族聚酰胺是结晶度较高的半结晶性高分子材料。结晶度一般在～30％。<二>聚集态由于不同品种的PA其单体所含碳原子数不同，使分子链之间所能形成的氢键比例数及氢键沿分子链分布的疏密程度不同，影响到不同PA的结晶能力和熔点有明显的差别。氢键比例数大结晶能力增强，熔点愈高对P型PA，凡单体中含有奇数碳原子，分子链上的酰胺基可以100%形成氢键，偶数则只有50%可以形成氢键。对mp型PA，两种单体上都含有偶数碳原子，100%形成氢键，反之（即只有一种或没有偶数碳原子）50%形成氢键。P型：尼龙3，4，6，7，8，9，11，12等mp型:尼龙66、69、610、1010、1212等<三>PA的结晶结构亚甲基是偶数时结晶性更好。结晶度和球晶的类型和尺寸强烈依赖于结晶的条件，PA树脂成型品的结晶度在30％左右。结晶的熔点基本随酰胺基团的密度提高而增大；但也受亚甲基链段中亚甲基数是奇数还是偶数影响。<四>PA的无定形态结构

在绝对干燥的条件下，不同PA的Tg相差不明显，但由于吸水率的不同，在潮湿环境下，Tg相差很显著。PA的上酰胺基团的吸水性对其Tg有重要的影响。24253.1.3聚酰胺的性能白色至淡黄色的颗粒（1～1.16g.cm-3），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，吸水率较大。吸水率：PA6>PA66>PA610>PA1010>PA11>PA12（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软质PVC硬质PVCPSPAPA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、都较好。PA具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。温度和吸水率提高：拉伸强度、硬度下降；冲击强度提高。吸水率对尼龙力学性能的影响硬度屈服强度温度对PA力学性能的影响29（2）电性能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）热性能存在氢键，熔融温度较高，熔融温度范围比较窄，热变形温度不高（一般<80oC）45-100℃下长期使用，短时耐热温度达120-150℃热导率低，线膨胀系数较大。尼龙的分解温度＞299℃，在449~499℃时会发生自燃。（4）耐化学药品性化学稳定性良好，常温下溶于强极性溶剂以及某些盐的溶液（5）其他性能耐候性一般无臭、无味、无毒，具有自熄性，燃烧很慢303.1.3聚酰胺的加工性能注射、挤压、模压、吹塑、浇注等（1）原料吸水性大，高温易氧化变色，加工前必须干燥，80~90℃，10~12h。（2）熔体黏度低，流动性好，故制品壁厚可小到1mm，但必须采用自锁式喷嘴。（3）收缩率大（1%-2%），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，应避免高温长时间加工。PA的优点强而韧质硬耐磨自润滑耐腐蚀耐油机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶轮、螺栓、风扇叶片等。电子设备：各种线圈骨架、机罩、集成线路板等。化工设备：耐腐蚀耐油管道、容器、过滤器等。建筑与民用：窗、门、窗帘导轨滑轮、安全帽、绳索等。PA的缺点——耐热性不高玻璃纤维增强改性可大幅度提高PA耐热性玻纤增强PA被用于制造汽车发动机零部件3.1.4聚酰胺的应用在PA加入30%的玻璃纤维，PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。收缩率0.3%。由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆和机筒。33PA6熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。模具温度：80~90℃。对于薄壁的、流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40℃的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。34PA6是吸水率最高的PA，尺寸稳定性差，并影响电性能（击穿电压）。PA6最高使用温度可达180℃,加抗冲改性剂后会降至160℃，用15%-50%玻纤增强，可提高至199℃，无机填充PA能提高其热变形温度。35PA66熔化温度：260~290℃。对玻璃添加剂的产品为275~280℃。熔化温度应避免高于300℃。模具温度：建议80℃。对于薄壁塑件，如果使用低于40℃的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。注射压力：通常在750~1250bar，取决于材料和产品设计。注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。它的粘度对温度变化很敏感。PA66的收缩率在1％~2％之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到0.2％~1％。36分子主链上含有芳香环的聚酰胺称为芳香族聚酰胺。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、耐腐蚀尼龙新品种。目前投入实际应用的主要有两种：聚间苯二甲酰间苯二胺商品名：Nomex

全对位聚芳酰胺：Kevlar3.1.5芳香族和透明聚酰胺Nomex的制备制备方法：以间苯二甲酰氯和间苯二胺为单体进行界面缩聚或低温溶液缩聚。界面缩聚是将间苯二甲酰氯溶于环己酮中成为有机相，间苯二胺溶在碳酸钠水溶液中成为水相，在快速搅拌下将水相倒入有机相，两相在界面进行缩聚,又称芳纶1313。Nomex是美国杜邦公司为其间位聚芳酰胺（间位芳纶或芳纶1313）产品注册的商品名，包括间位聚芳酰胺纤维、纸和层压板等产品。目前世界上间位芳纶产品生产的公司（按产能排名）有：美国杜邦公司（间位芳纶纤维和纸）、中国烟台氨纶集团有限公司（间位芳纶纤维和纸）、日本帝人公司（仅有间位芳纶纤维）、中国广东彩艳公司（仅有间位芳纶纤维）、中国宇和公司（间位芳纶纤维和纸）。Nomex结构特性分子链中交替排列的苯环，使分子链不能内旋转。极性酰胺基在分子链之间形成氢键，增大分子主链之间的作用力。苯环与酰胺基之间形成共轭体系。 以上三点赋予了材料有很优异的耐热性、突出的强度、刚度、高熔点、高黏度。Nomex的性能具有远高于脂肪族PA的力学性能和耐热性能（作为纤维织物，寿命是脂肪族PA纤维布的8倍，棉布的20倍）良好的耐热老化性（250oC经2000h热老化后，表面电阻率和体积电阻保持不变）在较高温度或潮湿的环境下仍可保持较好的电性能。Nomex应用主要用于H级电绝缘材料和制备高性能纤维（HT-1纤维）蜂窝形的Nomex®纸质结构更被用于轻结构支撑，从而大大提高了商业飞机的性能。Nomex®也被用来制作于战斗机飞行员、装甲车乘员、赛车手、赛车场地服务人员和工作人员，以及暴露在烈焰和电弧风险条件下产业工人的防护服。部分驻伊拉克部队配备了Nomex®战斗服，以防受到美军面临的最大威胁——路边炸弹烧伤。芳纶1414树脂（Kevlar）制备聚对苯甲酰胺，又称芳纶14，也用于制纤维，称为B纤维全对位聚芳酰胺的性能与应用具有超高强度、超高模量、耐高温、耐腐蚀、阻燃、膨胀系数小等一系列优异性能。Kevlar纤维的拉伸强度可达到直径相同的钢丝的5倍。Kevlar树脂具有极优异的耐热性（分解温度500oC）主要用于超高强度超高模量纤维，也可作为高强度、高模量复合塑料增强材料，用于航天器、导弹壳体等。Better,StrongerandSaferwithKevlar®FiberIt’saboutresilience,strength,savingtheday,andhelpingkeeppeoplesafefromharm—DuPont™Kevlar®.半芳香聚酰胺——透明PA

为了克服脂肪族PA的耐热性差，较高吸水率引起的尺寸变化等性能缺陷，开发具有较好的物理机械性能、尺寸相对稳定的聚酰胺，

造成PA不透明的原因是什么？PA的结晶性。透明PA就是在PA分子链上引入侧基，破坏链的规整性，使其不能结晶。在脂肪族PA分子链中引入含有苯环的半芳香族聚酰胺链段。芳族的二酸或二胺代替脂族的二酸或二胺进行合成半芳香聚酰胺。加工温度为300--315

℃模具温度尽量取低，模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低1.聚对苯二甲酰三甲基己二胺（Trogamid-T）透明性超过PS和PC，仅此于PMMA综合力学性能优良，热变形温度130oC。2.聚2,2-双（4-氨基环己基）丙烷-壬二酸-己二酸三元共聚物（PACP-9/6)目前光学性能最好的高分子材料。综合力学性能与Trogamid-T相当，但耐热性更好，热变形温度160oC。作业写出尼龙6、尼龙66、尼龙610和尼龙1010的重复链节的结构。查阅文献了解什么是浇铸尼龙、其英文缩写及含意是什么，与一般尼龙相比其特点是什么？影响尼龙吸水率的主要因素是什么？为什么尼龙吸水后、力学性能会发生显著的变化？芳香族聚酰胺具有高强度、高模量及耐高温的原因，透明聚酰胺的原理是什么？473.2聚碳酸酯（polycarbonate,PC）分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯，可看作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物。英文为Polycarbonate，缩写PC，是用量第二大的工程塑料。R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂肪族、脂环族、芳香族或脂肪-芳香族。迄今最普遍的是双酚A型聚碳酸酯。48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。聚碳酸酯的历史及主要品牌1953年，德国拜尔（Bayer）公司首先研究成功。1957年，拜尔公司实现工业化生产。生产PC的公司与品牌：NalgeNuncInternational：Nalgene

GeneralElectric：LEXAN

MobayChemicalCompany：MERLON

BayerCompany：MAKROLON

TeijinChemicalLimited：PANLITE3.2.1聚碳酸酯的制备

由于自由状态的碳酸并不存在，因此双酚A型聚碳酸酯的制备通常采用酯交换或光气法来实现。光气法

将双酚A先转变成钠盐，以双酚A钠盐的NaOH水溶液为一相，以通入光气的二氯甲烷为另一相，在常温常压下进行界面缩聚。双酚A转换成钠盐钠盐与光气反应目前约90％的PC用该法合成可得分子量为1.5～2.0×105的PC酯交换法(熔融缩聚)在碱性催化剂、高温、高真空的条件下，使双酚A与碳酸二苯酯进行酯交换，脱出苯酚，缩聚成聚碳酸酯。碳酸二苯酯

分子量为2.5～5×104的PC。不使用溶剂、也不使用有毒的光气、聚合反应过程比较环保，是目前PC合成的一个发展方向。配位聚合（二氧化碳法）53手性SALEN型金属配合物的含手性亲电试剂和亲核试剂的双功能催化剂，成功实现了在室温、低压的温和条件下用外消旋环氧烷烃为原料直接一步合成光学活性环状碳酸酯（J.Am.Chem.Soc.,2004,126,3732.）。这是第一例由非手性底物与CO2反应直接得到光学活性有机化合物。543.2.2聚碳酸酯的结构<一>链结构苯环—刚性基团醚氧键—提高链柔性极性基团—提高分子间作用力PC是刚性较强的大分子，具有较高的玻璃化温度（150oC）和熔融温度（300oC）、熔体黏度高，分子链在外力作用下不易滑移，抗变形能力强，力学强度高，耐溶剂性和耐水性。<二>聚集态结构分子链比较刚硬分子间作用力较强PC很难结晶是无定形高分子材料1.基本特征纤维原结构低密度区微空隙PC的是有进入和未进入原纤维结构高分子组成的无定形高分子材料。由原纤混乱交错形成的疏松三维网络结构是整个材料的增强骨架。其间存在较多的微空隙。3.2.3聚碳酸酯的性能<二>热性能具有较好的耐热性和耐寒性，可以在-100～130oC范围内使用；强度随温度的变化较小；线膨胀系数较小；热导率、比热容不高。<一>基本特征聚碳酸酯为透明无色或微黄色的硬而韧的颗粒。可见光透光率接近90%，透明性仅次于PMMA和PS密度为1.2g.cm-3。无味、无毒，着色性好，可制成各种色彩鲜艳的制品。<三>力学性能软质PVC硬质PVCPSPAPC聚碳酸酯是硬而韧的高聚物：其抗拉、抗弯、抗压强度和硬度较高。PC是热塑性塑料中抗冲击强度非常高的塑料。(仅低于UHWHDPE)缺点：易产生应力开裂、耐疲劳性差，缺口敏感性高，不耐磨损为什么PC会具有高抗冲击性能？拉伸强度与冲击强度在受力方式上有什么区别？无缺口冲击强度PC的原纤维增强骨架间存在着大量的微孔隙原纤维结构易滑移－吸收冲击能量微孔隙本身的变形也吸收冲击能量PC具有很高的抗冲击强度<四>电性能PC是弱极性的高分子材料，电性能不如聚烯烃类，但仍有较好的电绝缘性。PC吸水率小、Tg高，在很宽的温度范围和潮湿的条件下可保持良好的电性能。PC的介电常数在较宽范围内保持不变，适合做电容器。<五>耐化学药品性PC的耐化学药品性一般；常温下耐水、脂肪烃类、油类、醇类；酮类、芳香烃类、酯类可使之溶胀；极性有机溶剂可以溶解PC；PC在与一些溶剂接触时会产生应力开裂；在高温下，PC容易水解，耐沸水性不好。不耐碱，稀氢氧化钠、稀氨水可使之水解。61<六>耐候性PC分子主链上无仲、叔碳原子，抗氧化性强，无双键、具有良好的耐臭氧性；在较干燥条件下，具有优异的耐候性；但在潮湿环境下，容易气候老化；PC对紫外光有很强的吸收作用。623.2.4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PC分子链刚性大，熔体黏度高；PC的熔体更接近牛顿流体，提高温度比增大压力更能降低熔体黏度；PC虽然吸湿性很小，但因为容易高温水解，即使微量的水分也要在加工前尽量去除（含水率要<0.02％）；光气法PC的分子量较高且分布宽；而酯交换法PC的分子量较低且分布窄，加工特性不同。PC的分子链刚硬，成型冷却后易残余很大的内应力。降低内应力的方法：提高熔体温度、提高模具温度、制品成型后热处理。PC是无定形聚合物，其制品的尺寸稳定性较好。PC与金属的黏附性很强，生产结束后应趁热清理料筒。3.2.5聚碳酸酯的改性与应用<一>改性PC的缺点：制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易水解；不耐磨损。1.纤维增强PC：（玻璃纤维、碳纤维等）

拉伸强度、弯曲强度、耐热性、耐应力开裂性可明显提高、减少吸湿性和膨胀系数；抗冲击性和加工性会降低。2.PC合金PC/PE合金：

PE含量不超过10％；提高加工流动、耐应力开裂、耐沸水性、电绝缘性、冲击强度提高，但耐热性会降低。PC/ABS合金：

ABS含量不超过30％，提高加工流动性和抗冲击强度，但力学性能和耐热性下降。<二>应用透明抗冲击大型灯罩、防护玻璃、照相器材、眼科用玻璃飞机坐舱玻璃，天窗。眼镜/太阳镜公路/成铁隔音玻璃幕墙防暴盾牌透明性抗冲击性耐热性纯净水、矿泉水筒、热水瓶、透明餐具电绝缘性VCD、DVD光盘。高强度电子电器的零部件、消费性电子产品外壳多为PC/ABS合金纤维增强PC具有与金属材料类似的力学性能制造承载的机械零部件：齿轮、轴承、轴承、轴套；发动机零部件。含双酚A(BPA)的奶瓶被认为会诱发性早熟，欧盟从2011年3月1日起禁止PC婴儿奶瓶使用。部分塑料奶瓶采用了PP材料或者PES材料制成，都对外明示“不含双酚A。ABS合金主要品种：ABS/PCABS/PVCABS/PAABS/PBT合金的目的是什么？--取长补短。以ABS/PC为例。PC的优点：高强度、高抗冲、高耐热PC的缺点：熔体黏度大难加工、应力开裂、缺口冲击强度低、昂贵ABS的优点：加工性好，缺口敏感度低、价格相对便宜。ABS/PC合金：既具较高的冲击强度、挠曲性、刚性和耐热性,同时又具有良好的加工性能,并改善了耐化学品性和低温韧性,热变形温度比ABS高10℃左右,同时价格适中。用量最大的商品化高分子合金材料。ABS合金材料的研究进展.炼油与化工2008(2):15-17.ABS合金的最新研究进展.上海塑料2009(2):1-5.作业分析比较造成PE、PS和PC容易发生应力开裂原因的异同点。分析比较PC、PA、ABS和具有高抗冲击性能的微观结构原因。杨桂生.工程塑料近二十年进展.高分子通报，2008（7）：77－100。703.3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聚甲醛学名聚氧亚甲基,英文名Polyformaldehyde,Polyoxymethylene，简称POM。分子主链中含有的线型高分子化合物。没有侧链，高熔点、高密度、高结晶性。可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种，俗称赛钢。3.3.1概述1）均聚甲醛：

两端均为乙酰基，主链均为甲醛单元。①三聚甲醛的开环聚合，即将三聚甲醛的六元环在催化作用下打开聚合成为大分子；②无水甲醛的加成聚合，即将甲醛的羰基双键打开后聚合成为大分子；③甲醛在水溶液或醇溶液中的缩聚，即将甲醛溶于水中形成甲二醇(HOCH2OH)，然后进行缩聚反应，当聚合度超过10时自动生成的晶核从溶液中沉淀出来，然后以晶核为生长点不断进行链增长反应形成聚甲醛大分子。三氟化硼乙醚络合物与微量水反应形成催化剂阳离子，催化剂阳离子再使三聚甲醛开环形成阳离子活性中心(即链引发)，然后活性中心不断使三聚甲醛开环进行链增长，最终加入链中止剂(氨水、醇、碳酸钠水溶液)使反应中止。阴离子引发剂、烃类溶剂和甲醛单体在反应器中发生聚合反应：722）共聚甲醛

共聚甲醛主链以-CH2O-链节为主，其间杂以少量-CH2CH2O-或链节-C4H8O-，端基为甲氧基醚或羟基乙基醚结构的大分子。⑴三聚甲醛的合成⑵聚合（采用高纯度单体）

引发剂为BF3及其络合物，链转移剂为二甲氧基甲烷(别名甲缩醛Methylal；二甲醇缩甲醛dimethoxymethane)三聚甲醛二氧戊环工业生产3.3.2聚甲醛的结构与性能

POM是一种没有侧链的高密度、高结晶性的线型聚合物POM分子链主要由C-O键构成，沿分子链方向的原子密度大，结晶度高，均聚甲醛达75-85%，共聚甲醛则为70-75%。

键能(359.8J/mol)，键长(0.146nm)一、聚甲醛的结构键能(347.3J/mol)，键长(0.155nm)(一)力学性能: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；随温度变化小POM在许多方面与PA类似，但其耐疲劳性、耐蠕变性、刚性和耐水性均优于PA，但不如PC。—C—O—键长(1.46×10-10m)＜—C—C—键长(1.55×10-10m）二、聚甲醛的性能1）POM大分子是带有柔顺性链的线形聚合物，且结构规则，从均聚与共聚甲醛结构看，均聚甲醛由纯—C—O—键连续构成，而共聚甲醛则在—C—O—键上平均分布一些—C—C—键。链轴方向的填充密度大752）POM分子链中C和O原子不是平面曲折构型，而是螺旋构型，故分子链间距离小，密度大。与PE相比，均聚甲醛的密度为1.425～1.430g/cm3，而PE为0.960g/cm3，分子主链中引入少量—C—C—键后的共聚甲醛密度则稍有降低(1.410g/cm3)，但仍比PE高得多。所以，均聚甲醛的密度、结晶度、力学性能均较高，而热稳定性则比共聚甲醛差。3）POM的结晶度很高，从75%～85%，取决于淬火温度。淬火温度0℃150℃，结晶度约77%80%，退火处理会使结晶度增加。结晶度越大，屈服强度和拉伸强度越高。提高淬火温度，可使球晶尺寸增大，但使冲击强度下降。

4）POM具有较高弹性模量、硬度和刚性，其硬度是工程塑料中最高的。5）POM的突出优点是耐疲劳性好：POM即使交变次数达107次，其疲劳强度仍保持在35MPa，而PC和PA经104次交变试验后，疲劳强度只有28MPa。特别适合受外力反复作用的齿轮类制品和持续振动下的部件。

6）POM键能大，分子内聚能高，所以耐磨性好。

未结晶部分集结在球晶的表面，而非结晶部分的Tg为-50℃，极为柔软，且具有润滑作用，从而↘摩擦和磨耗。所以POM的摩擦系数(0.21)和磨损量都很小，其摩擦系数比PA(0.28)低，且动、静摩擦系数几乎相等。正是这种自润滑特性为无油环境下工作的摩擦副材料选择提供了独特的应用价值，特别适合制作传动零件。另外，POM具有和铝合金相近的表面硬度，且在动态摩擦部位使用时，具有一定的自润滑作用，噪声又很小，显示出优良的摩擦磨损性能。787）POM的耐蠕变性很好，在室温、21MPa载荷条件下，经3000h后蠕变值仅为2.3%，且其蠕变值随温度的变化较小，即在较高的温度下仍然保持较好的耐蠕变性。

耐疲劳和耐蠕变同时都比较好，这是POM十分宝贵的特点。同时回弹性和弹性模量也较好，这一独有的特性使它可作为各种结构的弹簧类部件材料使用。POMPAPC酚氧树脂PVC8）POM的力学性能随温度的变化小，其中共聚甲醛比均聚甲醛要稍大一些。POM的冲击强度较高，但常规冲击强度比PC和ABS低，而多次反复冲击时的性能要优于PC和ABS，即保持较高的冲击强度。POM对缺口比较敏感，无论是均聚甲醛还是共聚甲醛，有缺口时的冲击强度比无缺口时要下降90%以上。

9）POM吸水率比PA和ABS低，均聚甲醛的吸水率约为0.20～0.22%，共聚甲醛约为0.25～0.27%，而且制件尺寸及各种性能受吸湿量的影响小。在潮湿的环境中仍能保持尺寸和形状的稳定性，即使长时间在热水中使用，力学性能也不会降低，短时可在121℃的水中使用。因此，POM制品尺寸稳定，可以制作精密结构件。（二）热学性能

1）

POM是由亚甲基和醚键构成的线形大分子。主链是高柔顺性的—C—O—链，大分子规整、紧密，有极性，分子间力大，属极性结晶聚合物。均聚甲醛的Tm为175～183℃，共聚甲醛的Tm为160～165℃。

2）POMHDT较高(均聚136℃，共聚110℃)，高于PA(＜80℃)，但低于PC(HDT133～138℃)。在0.46MPa负荷下，均聚甲醛的HDT(170℃)高于共聚甲醛的(158℃)，但后者热稳定性优于前者。3）分子结构方面的差异使得共聚甲醛反而有较高的连续使用温度。一般POM的连续使用温度在100℃左右(连续使用温度:在3.59MPa应力作用下一年而变形小于5%的温度)，短时使用温度可达140℃，共聚甲醛的维卡软化温度为162℃。POM可长期在高温环境下使用，且力学性能变化不大，成为高温空气和高温水环境下工作部件的有利选择品种。4）POM耐低温性较好，Tg(-40～60℃)，Tg与POM的相对分子质量有关。5）POM稳定性差。均聚甲醛端基中含有不稳定的―OH结构，POM的Td(235～240℃)较低，当温度高于270℃时—C—O—键将断裂，引起大分子热分解。甲醛在高温有氧时会被氧化成甲酸，而甲酸对POM的降解反应有自动加速催化作用，因此常在均聚甲醛树脂中加入热稳定剂、抗氧剂、甲醛吸收剂等以满足成型加工的需要。

共聚甲醛主链上引进少量—C—C—键，它可阻止POM分子链的氧化降解，提高其热稳定性，但共聚甲醛大分子的规整程度比均聚甲醛低，结晶性降低，使共聚甲醛的其它性能不如均聚甲醛，6）POM易燃，氧指数为塑料中最小，离火继续燃烧，火焰上黄下蓝，有熔滴，热分解气体有甲醛鱼腥味。7）共聚甲醛的耐热老化性能比均聚甲醛要好，因为在共聚甲醛的分子结构中，除-C-O-键之外还有部分-C-C-键，而-C-C-键较-C-O-键稳定，在发生降解的过程中，-C-C-键可能成为终止点。（三）电学性能

1）尽管POM分子链中―C―O―键有一定极性，但由于高密度和高结晶度束缚了偶极矩的运动，从而使其仍具有良好的电绝缘性能和介电性能。2）POM的电性能不随温度而变化，即使在水中浸泡或者在很高的湿度下，仍保持良好的耐电弧性能。所以，温度和湿度对介电常数、介电损耗因数和体积电阻率影响不大，POM的电参数受湿度的影响比聚酰胺小。但微量杂质含量对体积电阻率造成极大影响。高频电性能不是很好。（四）化学性能POM是弱极性高结晶型聚合物，内聚能密度高、溶解度参数大，此基本结构决定其没有常温溶剂。室温下耐化学药品性非常好，特别是对有机溶剂(如烃类、醇类、酮类、酯类、苯类等)和油脂类，即使在较高温度下，经长达半年以上浸泡，仍能保持较好的机械强度，其质量变化率一般均在5%以下。在POM树脂熔点以下，除个别物质，如全氟丙酮能形成极稀溶液外，几乎找不到任何溶剂。POM能耐醛、酯、醚、烃、弱酸、弱碱等，但在高温下不耐强酸和氧化剂，也不耐酚类、有机卤化物和强极性有机溶剂，会发生应力开裂。在熔点以上，醇类能和熔融的树脂形成溶液。共聚甲醛能耐强碱，均聚甲醛只能耐弱酸。紫外线对POM能引起降解，加入少量炭黑或紫外线吸收剂可提高POM的耐候性。POM的吸水性很小，一般是0.22～0.25%，因而制品成型后的尺寸稳定好。（五）吸水性

（六）成型性能

POM的加工流动性好，熔融状态下为非牛顿型流体，熔体粘度受温度影响不大，但受剪切速率影响较大。成型制品表面光泽好，属易加工的大品种，现在可以利用计算机进行辅助设计。POM易于着色，与多种颜料能较好的相容。性能不足之处

⑴相对密度较大，不耐酸、不透明；韧性低，对缺口敏感。⑵成型收缩率大，一般为1.5～3.5%。⑶熔点为175℃(均聚)或165℃(共聚)，不很高。⑷热降解在较高温度下相当迅速。氧的存在还可能导致热氧降解反应发生。三、POM的改性

合金化(Alloying)、共混(Blending)和复合材料化(Composite)，是对现有聚合物进行改性，实现高性能化的三大典型工艺。改性研究主要集中在以下几个方面：(1)采用GF、CF等增强POM，使其强度成倍增加。(2)与弹性体共混，↗其耐冲击性能，改善POM的低温韧性(3)添加阻燃剂共混，↗其阻燃性能。(4)添加耐磨剂，制备高耐磨润滑POM。(5)与其它聚合物共混，制备高性能POM合金。(6)与各种热稳定剂、紫外光吸收剂共混，↗其耐老化性能。(7)与各种抗静电剂共混，制备抗静电或导电POM，使其具有一定的导电功能。1.增强填充改性

方法：把无机物(如GF、CF、玻璃微珠、云母、滑石粉、CaCO3、钛酸钾等)加到POM树脂中，并适量加入偶联剂。

POM经GF增强后，拉伸强度、耐热性能和刚性明显增加，而线膨胀系数、收缩率明显下降，同时耐磨性、冲击强度下降，成本下降。2.共混改性①增加韧性目的②改善高温下的刚性③提高耐候性④改进尺寸稳定性⑤提高高速、高负荷下的摩擦性能POM对缺口冲击的敏感性较大。

在POM的共混改性中，作为第二组分参与共混的聚合物大多为弹性体(如PB、热塑性PU、EPDM、丙烯酸类橡胶、乙烯共聚物等)，还应用PTFE等树脂。

在POM树脂中加机油或硅油，可制含油POM，用来制造轴套，与金属对磨时，轴套表面上的油膜能起润滑作用。加入PTFE、有机硅浓缩料、芳纶添加剂等，可提高POM的耐磨损性；加入紫外线吸收剂、稳定剂等助剂，可防止紫外线诱导POM老化、退色；加入特殊的抗静电剂，可使POM具有抗静电性，能减少其在电子领域应用时因灰尘、碎屑积聚及静电荷产生的干扰。

为提高POM的导电性能，可采用添加炭黑、碳纤维、不锈钢纤维等导电填充料的方法。

为改善脱膜性和热稳定性，常添加具有高温润滑性和低温防粘性的润滑剂，如硬脂酸锌、N,N’-亚乙基双硬脂酰胺等。

为适应各种机械轴承、精密仪器等的摩擦磨损性能要求和强度要求，用PTFE、MoS2和石墨等固体润滑剂与增强后的POM进行共混，效果良好。3.3.3聚甲醛的加工与应用

POM的加工特性1.吸湿性2.流变性3.热稳定性4.结晶性5.收缩率6.其它1.吸水性POM的吸水性小，一般为0.22～0.25%，因此，对一般制件通常不经干燥就能成型加工，但对潮湿原料和精密制件，必须进行干燥。干燥还能提高制品光泽度和机械强度。2.流变性POM在熔融状态下呈非牛顿型流体，即温度对POM的熔体粘度影响不大，而剪切速率对粘度影响较大，因此，不能用提高温度的方法来增加POM的流动性，利用高低剪切速率下（即调节注塑压力）的较大粘度差异，便于吹塑和挤出工艺的实施。3.热稳定性POM的热稳定性较差，因此，在保证流动性的情况下，即要尽量↘加工温度，又要尽量缩短受热时间。4.结晶性POM的结晶度为70～85%，熔融时体积变化明显。为避免明显缩孔，这就要求注塑时有足够的保压时间。5.收缩率POM的收缩率较大，为1.5～3.5%，这就要求采用较高的模温，↘冷却速率，尽量减小二次结晶引起的后收缩。聚甲醛的成型工艺性1.聚甲醛结晶度高，由无定形熔体变为结晶型凝固体的体积收缩率大，因此采用保压补料方式防止收缩。2.聚甲醛熔融温度范围窄，热稳定性差，加工温度不宜超过250oC，熔体在料筒中停留时间不宜过长。在保证物料充分塑化条件下应尽量降低温度，并采用提高注射压力和速度增加熔料冲模能力。3.聚甲醛熔体凝固速率快，会造成冲模困难，制品表面褶皱，毛斑等，因此模温宜控制在80~130oC来消除。4.聚甲醛加工时应选用突变螺杆，喷嘴宜用直通式，模具的浇注系统应设计为流线型，浇口尽可能大.三、POM的应用POM综合性能优异，尤其是它的耐磨性、耐化学药品性和耐疲劳性突出，因此获得了广泛的应用。1.汽车工业POM的主要应用领域，可制造汽化器部件、输油管、泵、动力阀、轴承、万向节轴承、齿轮、曲柄、手柄、把手、仪表板、轴套、护罩、汽车升降窗装置和汽车上的电器开关、安全装置等。衬套轴套浮子拉手卡座汽车温度传感器温度开关精密齿轮2.机械制造业

适合于作齿轮、链条、驱动轴、轴承、阀杆螺母、叶轮、滚轮、凸轮以及各种机械结构件、电动工具外壳手柄、开关等。不漏电、强度高，而且抗震。改性POM链片阀杆材料连接螺栓档圈活塞导向环3.电子电器和仪表行业

用于制造各种接头、接插元件、开关、按钮、继电器、洗衣机的涡轮、动力轮，家用电器、电话、收录机、VCD、录像机、微波炉的各种零部件，转动杆，滑动部件，精密仪器的支撑架、罩体、摩擦垫板，钟表、照相机、传真机等的机芯和精密零部件，打印机、激光复印机的齿轮分离爪等关键部件。垫片支撑环

接插元件

CD播放机的底部材料

电器外壳4.兵器和军工

制作迫击炮的弹带，步枪的击发机，坦克和装甲车的各种机械部件、仪表部件和转动、往复耐磨密封件等。5.水暖建材业制作水龙带喷射嘴、热水喷头、门窗零件、滑轮等。滑轮美式窗帘轨道附件暖气阀5.轻工行业

主要用于圆珠笔和活动笔零件、化妆品气压喷嘴、一次性打火机壳、煤气减压阀、拉链、饼干模具等。墨盒压盖1POM的主要性能、共混改性和加工特性。2分析均聚和共聚聚甲醛分子结构组成与其性能的差异。均聚甲醛的大分子是由键连续构成的，而共聚甲醛则在若干键主链上分布有少量的键，而较键稳定，在发生降解的过程中，键可能成为终止点，所以，共聚甲醛的耐热稳定性和耐化学稳定性好，成型加工温度范围更宽；而均聚甲醛的密度和力学强度更高。3玻璃纤维增强的聚甲醛在性能上有什么改变？1093.4聚苯醚（polyphenyphenyleneoxide,PPO）3.4.1概述1定义：

3简称:2化学名称:聚2,6-二甲基-1,4-苯醚Poly(2,6-Dimethyl-1,4-PhenyleneOxideor2,6-Dimethyl-1,4-PhenyleneEther)PPO(PolyphenyleneOxide)或PPE(PolyphenyleneEther)又称聚苯撑氧。

分子主链的重复单元中含有链节的高聚物，1103.4.2合成1、单体2,6-二甲基苯酚(2,6-DimethylPhenol)的合成获取途径从煤焦油、油页岩中分离以间二甲苯为原料，经氯化或磺化，再碱解以苯酚和甲醇等基本化工原料合成注意:催化剂多以氧化镁为主体，并添加其它金属氧化物精制提纯方法：重结晶法、熔化后再缓慢冷却分离法、精馏法。此路线的关键:选择高效催化剂或改进现有催化剂体系，降低反应温度，提高催化剂的活性、选择性和寿命。2、PPO的合成以CuCl和仲胺制得铜-胺络合物催化作用下，向2,6-二甲基苯酚的有机溶液(甲苯)中通入氧气，使2,6-二甲基苯酚进行氧化偶合反应即可制得聚苯醚。偶合二聚体在氧化作用下再次产生自由基，并能与其它已存在的自由基偶合，与2,6-二甲基苯氧自由基偶合形成醌醚，再经酮醇化就形成三聚体。三聚体与2,6-二甲基苯氧自由基偶合、酮醇化形成四聚体。依此类推可得到分子量更高的聚合物。112反应介质：吡啶、苯、甲苯、氯苯等单体的偶合聚合物达到一定粘度时，注入甲醇或丙醇中，使其树脂沉淀。过滤、淋洗、干燥，得PPO树脂原粉。沉淀缩聚法反应介质：溶剂(苯、甲苯等)与沉淀剂(甲醇、乙醇、异丙醇等)的混合液。按反应介质的不同，聚合方法有两种分类均相溶液缩聚法催化剂主要为铜化合物(CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、Cu(OH)2)与各种胺所形成的络合物，催化剂体系中采用二正丁胺能够显著的提高改性PPO的耐冲击性能。114醋酸甲苯CuBr2,6-二甲基苯酚二正丁胺氧气混合釜聚合釜萃取器封端釜混合器分离器沉淀釜洗净釜干燥机料仓醋酸酐氢氧化钠回收胺氧化剂水甲醇

二正丁胺在聚合反应开始之前加入能改善PPO与苯乙烯的耐冲击性能。3.4.3PPO结构与性能刚性酚基芳香环量大，分子链的刚性与分子链间作用力使分子链段内旋转困难，导致其熔点↗，熔体粘度↗，流动性↘，加工困难。两个甲基封闭了酚基两个邻位的活性点，使刚性↗，稳定性↗，耐热性和耐化学稳定性↗。柔顺性醚键使耐热性能较差

两个甲基为疏水的非极性基团，降低PPO大分子的吸水性和极性，封闭酚基的两个活性点，使PPO的分子结构中无可水解的基团，耐水性好，吸湿性低，尺寸稳定性和电绝缘性好。一、PPO的结构⑴物理性能⑵耐热性(高)⑶力学性能⑷吸水性⑸尺寸稳定性⑹电性能⑺阻燃性⑻耐化学药品性二、PPO性能特点无毒、透明、相对密度小(1.06)Tg210℃,HDT190℃,Tm260℃,Td330℃,长期使用温度-160～150℃，线膨胀系数低。耐应力松弛、弹性疲劳、冲击强度，高温下耐蠕变性能为普通工程塑料之最。低，不水解好(刚性大，链间作用力强)

非结晶聚合物优异介电常数、tanδ很小，且几乎不受温度、频率的影响好不熔滴，离火自熄耐以水为介质的药品耐溶剂性差117缺点⑴熔体流动性差，加工困难。熔体流动接近于牛顿流体，熔体粘度大，受剪切速率影响很小，无法采用注射方法成型。⑵耐溶剂性差(如卤代脂肪烃)，制品易开裂⑶耐氧化性差（含有酚羟基,受热容易氧化），需添加抗氧剂，多为磷酸酯类⑷成本高，价格昂贵。约90%的PPO是在改性后应用的，被誉为最成功的工程塑料改性品种之一。3.4.4PPO的改性1.PPO/HIPS/弹性体共混PPO的分子链刚性强，对缺口冲击强度敏感，加入HIPS，缺口冲击强度有所提高。为进一步提高体系的冲击强度，改善综合性能，往往加入弹性体做增韧改性剂。常用的增韧改性剂:SBS、EPDM和SEBS等嵌段弹性体，其中以SEBS的效果为好，不但改善了MPPO的冲击性能，而且提高了耐老化性能。主要应用领域:汽车、电子仪器以及电动机械的耐热部件、蒸汽消毒设备零部件。PPO/PA合金是PPO合金中发展极快、品种很多的一类合金。性能优异，主要用于汽车零部件，如车轮盖、发动机周边部件。2.PPO/PA共混MPPO的耐有机溶剂和耐油性差提高MPPO的耐有机溶剂和耐油性PA在机械强度、耐有机溶剂及耐油性、耐磨性方面性能优异PPO是非晶非极性材料，而PA是结晶极性高分子材料，二者完全不相容。合金化的关键是解决二者的相容性问题。增容剂增容方式物理增容反应增容机理:通过增容剂分子和聚合物主链间的物理作用，降低两相界面张力，提高相界面粘结力。非反应增容剂:PPO-g-PA、PPO-b-PA优缺点:(1)共混过程中不发生化学反应，合金性能稳定，工艺易于控制.(2)增容剂合成复杂，价格昂贵。机理:利用增容剂上的活性基团与合金中一组分或两组分基体主链上的活性基团发生化学反应而达到增容目的。低分子**高分子**增容剂:氨基硅烷偶联剂、马来酸酐、柠檬酸、多环氧基团化合物、异氰酸酯齐聚物等。增容剂:其嵌段或接枝共聚物分子链主要包含两个部分；(1)与PPO结构相同或相似，如PPO、PS；(2)含有可与PA反应的基团，如酸酐、羧酸、酰亚胺、环氧基、酚等。马来酸酐化PPO(最主要之一)、SMAH共聚物(有效增容剂)、苯乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油醚的共聚物。3.PPO/聚烯烃共混主要目的:提高PPO的加工性能。主要是聚乙烯，增容剂为SEBS。由于PPO具有自熄性，燃烧时发烟量很低，故这种合金可作为电气绝缘材料，适用于飞机、轮船及公共场所的建筑物等。4.PPO/PPS共混主要目的:改善PPO的成型加工性能、耐溶剂性和耐清洗性。

PPO/PPS共混研制较晚，目前品种不多，共混物优良的耐热性、耐燃性和加工性能可满足电器、电子设备的耐热、阻燃和表面的焊接技术要求。共混方法以机械熔融混炼为最好。5.PPO/ABS共混

PPO和ABS均为非结晶性树脂，可采用掺混法进行合金化。能显著提高PPO的冲击强度，改善应力开裂，并赋予PPO可电镀性，同时保持PPO的其它综合性能。

ABS价格比PPO低廉，市场资源充沛，由于两者互容，合金化工艺简单，是一种通用性PPO合金，适用于汽车制件、电磁屏蔽外壳材料、办公用品。1）MPPO保持了PPO优异的水解稳定性、尺寸稳定性和电学性能。虽然HDT比PPO有所↘，但仍满足大部分实际应用所要求的温度。MPPO的粘度比PPO明显↘，故改善了加工性能，↘↘成本。2）MPPO的成型收缩率为0.2-0.7%，用于制造尺寸精密制品。改性PPO的加工性能PPO的废料能反复加工，一般可重复三次，其物理、力学性能都没有明显降低。能用旋转焊、超声焊、热焊、溶接（溶剂为氯仿、二氯乙烯等）、粘接等方法相互连接起来；能在PPO表面印刷、上漆、真空镀金属和电镀等。PPO具有优异的耐高低温性(-127～121℃)、良好的力学性能、低吸水(突出的耐水和耐蒸汽性能)、尺寸稳定性好、抗蠕变性高。3.4.5应用PPO最宜应用于潮湿而有载荷并具备优良电绝缘性能、力学性能和尺寸稳定性的场合。⑴机电工业中可用作在较高温度下工作的齿轮、轴承、凸轮、泵叶轮、水泵零件。还可代替不锈钢用来制造各种化工设备及零、部件。玻纤增强PPO水泵外壳叶轮等与水接触的零件⑵由于PPO耐蠕变及松弛性好、强度高，适于制作螺钉、紧固件及连接件。⑶PPO电性能好，可作为电机绕线芯子、转子、机壳等以及电子设备零部件和高频印刷电路板。电器级PPO可制作电视机调谐片和偏转系统元件、变压器屏蔽套、微波绝缘等。⑷利用PPO的能进行蒸汽消毒，可代替不锈钢用于外科手术器械。⑸PPO薄膜在电气、机电、航空、航天等工业领域也有广阔的应用前景。1聚苯醚的结构与主要性能特点。2从结构和性能的关系推测PPO为什么具有以下性能？加工性能差，高耐热性，尺寸稳定性，电绝缘性由聚苯醚的分子结构式可以看出，其大分子主链是由柔性醚键(-O-)和刚性次苯基芳环交互连结而成的线形大分子。氧原子与苯环处于p-π共轭状态，使氧原子提供的柔顺性受到带两个甲基的苯环影响而大大降低，分子链的刚性与分子链间的作用力，造成分子链段内旋转困难，使得PPO的熔点提高，熔体粘度增加，熔体流动性差，加工性能差。PPO分子链的刚性大，具有较高的耐热性。由于PPO分子链的刚性大，分子链间作用力强，使PPO在受力时的形变减小，尺寸稳定。PPO因分子中无明显的极性，不会产生偶极分离，很难吸水。因此，它们的电绝缘性十分优异。3MPPO与PPO相比有哪些改进？为什么？MPPO既保留了PPO的大部分优点，如优良的力学性能和抗蠕变性能、尺寸稳定性、电性能、自熄性、耐水解性等，还克服了纯PPO的制品容易发生应力开裂、疲劳强度较低、熔体粘度高和流动性差、成型加工困难、价格较高等缺点，这是由于通过对纯PPO的改性，使其刚性和耐热性降低，玻璃化温度下降，改善了材料的加工性，降低加工成本。4改性聚苯醚主要性能特点和加工特性。1303.5热塑性聚酯内容提要§3.1概述§3.2PET和PBT树脂的制备§3.3PET和PBT的结构与性能§3.4PET和PBT的加工和应用3.5.1概述1聚酯和热塑性聚酯定义聚酯：大分子主链的重复单元中含有

结构的高聚物的统称。热塑性聚酯：指由饱和的二元羧酸（酯）和二元醇通过缩聚反应制得的线形聚合物的统称。不饱和聚酯(热固性聚合物)：由不饱和二元羧酸（或羧酐）与二元醇缩聚得到的聚合物。PET、PBT、PCT、PEN、PBN、聚酯液晶聚合物系列、聚芳酯、聚酯弹性体及新开发的生物分解性聚酯。在热塑性聚酯中，由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇合成的聚酯，熔点低，柔性好，一般作为聚酯弹性体、热熔胶及生物分解塑料等。用作工程塑料的热塑性聚酯是由芳香族二元酸和各种二元醇合成制得。2聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate;PET)

对苯二甲酸(TerephthalicAcid;TPA)和乙二醇(EthyleneGlycol;EG)的缩聚物，分子结构式为：聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate;PBT)对苯二甲酸和1,4丁二醇(1,4-butyleneGlycol;BG)的缩聚物，分子结构式为PBT是五大通用工程塑料的后起之秀，工业化最晚（20世纪70年代），发展速度最快。3.5.2PET和PBT树脂的制备一、PET树脂的制备

聚合反应为熔融缩聚，主要包括酯交换法、直接酯化法和固相缩聚法。特点：生产成本低；工艺流程少，能耗低。⑴酯交换法的预聚合(已基本淘汰)⑵直接酯化法

精对苯二甲酸(Pureterephthalicacid;PTA)和乙二醇在催化剂(Sb2O3和亚磷酸三苯酯)作用下直接酯化BHET，再经高温(260-290℃)熔融、高真空缩聚，得到PET。①酯化反应②缩聚反应⑶固相聚合

将分子量较低的PET预聚体（BHET粉末或切片）加热至Tg以上，Tm以下（10-20℃），在真空或惰性气体的条件下产生固相缩聚反应，使分子量增大。固相缩聚和酯化部分相同，只是继续缩聚增大分子量和结晶。最大特点：不受粘度限制。

缺点：分子量分布不匀。

优点：工艺简单，反应条件温和，投资低，近年来取得迅速发展。

固相缩聚过程中，酯化和酯交换两个化学反应同时发生。

固相法是近年来发展起来的新技术，针对高分子量需求而出现。理论上，由于高聚物无定形态与熔融态的连续性，熔融缩聚阶段所发生的反应都能在固相缩聚阶段发生。由于固相缩聚阶段的操作温度低于熔融缩聚，此时的聚合物仍处于固态（固相缩聚因而得名），大分子整链被固定，而端基却有足够活性通过扩散互相靠近到足够发生有效碰撞，从而使缩聚反应得到继续，树脂分子量提高。结晶化处理

PET树脂根据不同条件可分为无定形和结晶形两种形态，且两者在一定条件下又可相互转换。

无定形PET在190℃左右时结晶速度最快。结晶速度和最低结晶温度受加热介质影响，＜90-95℃时不能结晶，水中的最低结晶温度比空气中低20℃左右。当PET在合适温度条件时，并不立即结晶，而是有诱导期存在，这是因为要形成晶核。由于分子链链段的热运动，晶核要在诱导期内才会达到一定大小，所以无定形PET的结晶过程必须在一定温度范围内，才可明显进行。PET结晶速度相当慢，注塑时冷却时间必须加长，从而造成生产周期延长，成本提高。

为缩短诱导期，通常加入成核剂，使之在较低温度下结晶。

PET的结晶物性：(1)结晶温度愈高，结晶核数量愈多，晶粒愈小。(2)分子量越高，结晶核数量越高，但球晶小。(3)延伸成纤维后，取向性好，无法得到球晶。二、PBT树脂的制备1反应机理DMT或TPA丁二醇ButyleneGlycol;BG对苯二甲酸双羟丁酯PBT缩聚反应缩聚反应Bishydroxybutylterephthalate;BHBT⑴酯交换法的预聚合(国内外采用此法为主)⑵直接酯化法的预聚合(发展趋势)①酯化反应②酯化缩聚反应

缩聚反应⑶固相聚合①酯交换②酯化③酯化④降解⑤副反应⑥酸解⑦酯基转移Pn-COO(CH2)4OH+HO(CH2)4OOC-PmPn-COO(CH2)4OOC-Pm+HO(CH2)4OHPn-COO(CH2)4OOC-Pm+HO(CH2)4OOC-PrHO(CH2)4OOC-Pm+Pn-COO(CH2)4OOC-PrPn─COO(CH2)4OOC─PmPn─COOH+HOOC─Pm+CH2═CH─CH═CH2Pn-COO(CH2)4OH+HOOC-PmPn-COO(CH2)4OOC-Pm+H2OPn─COOH+HO(CH2)4OHPn─COO(CH2)4OH+H2OPn-COO(CH2)4OOC-Pm+HOOC-PrHOOC-Pm+Pn-COO(CH2)4OOC-PrPn─COO(CH2)4OHPn─COOH+THF三、PET树脂和PBT树脂制备的主要异同点1相同点

⑴缩聚合工艺路线相似；⑵所用化工设备相似；⑶均要求在严格的高真空条件下进行。2不同点

⑵催化剂不同⑴采用的二元醇性质不同

制备PET的有效催化剂Sb2O3-ZnAc催化体系用于PBT合成时，存在反应时间长、活性低，产生较多四氢呋喃等问题。制备PBT采用的催化剂基本上都是钛酸酯类，如钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯等。

乙二醇化学性质稳定，在酯化反应过程中，除主反应外只有副反应二甘醇(diethyleneglycol)的生成及水和乙二醇的分离过程，无其他副产品产生。丁二醇在高温下不稳定，易发生反应生成大量四氢呋喃(Tetrahydrofuran;THF)。3.5.3PET和PBT的结构与性能

一、PET的结构与性能

1PET的结构PET分子主链中含有柔顺性的亚甲基、刚性的苯环和极性的酯基，同时酯基和苯环之间形成共轭体系，使PET大分子刚性强。

PET是饱和线形大分子，分子主链上没有支链，结构对称，满足紧密堆砌的要求，易于取向和结晶，导致PET具有高熔点、高强度。

分子量和特性粘度是聚酯的重要参数，两者之间呈线性关系。2PET的性能PET分子的高度几何规整性和刚性部分使聚合物具有优良的综合性能。⑴力学性能

PET分子中存在苯环和酯基，刚性的苯环阻碍分子链自由旋转，且与极性酯基形成大共轭体系，增大分子链刚性，使PET具有较高的拉伸强度、刚度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕变性，并可在较宽的温度范围内保持这种良好的力学性能。韧性突出，是最强韧的热塑性塑料之一。PET可取向，取向的PET在力学性能方面发生明显变化，主要表现为横向和纵向的差异。⑵热学性能

PET树脂的Tg:67~80℃，Tm:225~265℃(与结晶度有关)，一般为249℃，高结晶度的PET熔点可达271℃，长期使用温度为120℃。脆化温度为−70℃，所以−40℃时PET仍具有韧性。

PET热稳定性较好，但水存在下高温时极易降解，分子量下降，粘度降低。PET中含有极性的羰基和酯基，具有亲水性，能够吸收空气中的水分。⑶电学性能

PET虽然是极性聚合物，但分子结构的对称性和几何规整性，使它在干燥条件下具有良好的电绝缘性，因而常作绝缘材料。原因：其Tg高于室温，室温下酯基处于不活动状态，分子偶极定向受到极大限制。⑷光学性能

PET光学性能优良。用水冷却PET的熔体，可得到完