特種工程塑料聚芳醚酮.doc

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1、特種工程塑料聚芳醚酮1、反應原理及發(fā)展歷程由于聚芳醚酮中含有醚鍵和酮鍵，所以在合成聚芳醚酮時是根據(jù)聚芳醚酮中醚鍵和酮鍵的引入方式不同而進行合成路線的設計。其中分為以下兩種方式進行合成:第一種方式是利用親電取代反應路線進行合成聚芳醚酮，通過芳酞氯與芳烴進行Friedel-Crafts的反應，采用BF3、AICI3等作為催化劑。這類反應的優(yōu)點在于合成的成本低，原材料都很容易得到，不用在高溫情況下進行反應操作等優(yōu)點。圖1親電取代反應第二種方法是利用親核取代反應路線進行合成聚芳醚酮，通過在堿金屬碳酸鹽的作用下和芳香族二鹵化物反應。這種方法的優(yōu)點則是聚合物支化度低，反應很容易得

2、到控制。圖2親核取代反應近年來，由于熱塑性樹脂得到了廣泛的應用，包括聚甲醛、聚苯醚、聚颯等等，而近十年來其聚芳醚酮一系列的聚合物是熱塑性樹脂中最具有特點和優(yōu)異性能的樹脂。1)聚醚醚酮（PEEK):聚醚醚酮是一種新型的芳香族結晶高聚物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在143℃，熔點在334℃，具有熱塑性樹脂的性能又具有熱固性塑料的耐熱性和化學穩(wěn)定性。這種樹脂是在1977年由英國帝國化學公司研制開發(fā)的，聚醚醚酮是在聚芳醚酮一系列聚合物中最早應用到市場，并大批量生產(chǎn)的。近幾年來，國內(nèi)也相繼研制出PEEK。由于聚醚醚酮的密度小經(jīng)常被應用到航空航天，汽車等領域中，以做到大型載體的輕量化。另外P

3、EEK樹脂在高溫下可以維持其本身較高的強度，其剛性較大，尺寸穩(wěn)定性好，十分接近于金屬鋁材料，在化學方面聚醚醚酮就有很好的熱穩(wěn)定性，耐腐蝕性同時自身還具有阻燃性。在加工性能上也表現(xiàn)出優(yōu)異的可加工型，成型效率高等優(yōu)點。所以根據(jù)聚醚醚酮自身擁有的優(yōu)異性能的基礎上，研究人員將其應用在許多領域，例如燃源電力、機械工業(yè)、電子電器等各個方面圖3聚醚醚酮1)聚醚酮酮CPEKK:1988年美國杜邦公司推出了聚醚酮酮，打破了聚芳醚酮由ICI公司獨家壟斷的局面。在這之后國內(nèi)外開始對于聚醚酮酮樹脂展開了一系列的研究。對比聚醚醚酮樹脂，PEKK的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了10-12℃，拉伸模量提高0

4、.7GPa;另外其耐燃性也可以和PEEK相媲美;在加工性方面，PEKK無論用在熔融浸漬還是與碳纖維模壓成型，都表現(xiàn)出良好的流動性。在力學性能上制備出的復合材料具有與環(huán)氧樹脂復合材料一樣的高彎曲強度、剪切強度、耐環(huán)境和韌性的特點。在應用領域中，PEKK也應用到各個方面，如注塑制品;電線電纜的絕緣包裹材料等等圖4聚醚酮酮3)聚醚醚酮酮（PEEKK）:PEEKK在聚芳醚類聚合物中也是一種最具有優(yōu)異性能的熱塑性樹脂，其熔點在370℃上下，在注塑或者制備成型的零件和薄膜中應用。姬相玲等人利用聯(lián)苯二酚代替了對苯二酚，并加入二氟化物得到了含有聯(lián)苯基團的聚醚醚酮酮聚合物，這種聚合物的

5、優(yōu)點則是在材料的使用溫度上可以超越PEEK，在加工條件上基本與PEEK具有相同的耐高溫的特點。在對聚醚醚酮酮的結構進行改變下可以提高其本身的性能并能優(yōu)于其他聚芳醚酮的性能。圖5聚醚醚酮酮2、聚芳醚酮聚合物的研究進展由于聚芳醚酮聚合物的綜合性能優(yōu)異，所以得到了研究者的廣泛關注和應用，但是聚芳醚酮在某些方面也存在其他的缺點，同時相比于其他種類的特種工程塑料，應用市場的規(guī)模較小，主要的原因就是其價格偏高。所以研究者基于這一缺點進而改性提高聚芳醚酮的性能。其途徑分為三種:其一是開發(fā)新的合成路線和其改性的途徑，在不損壞聚芳醚酮性能的基礎上來降低樹脂的成本;其二是開發(fā)耐熱性和功能

6、性更高的新品種;最后則是通過分子設計的方式提高聚芳醚酮的加工性能。主要進行以下幾類的改性:超支化聚芳醚酮、環(huán)狀聚芳醚酮、熱致液晶聚芳醚酮、磺化聚芳醚酮、在聚芳醚酮中引入半柔性側基、引入剛性基團、引入側基等。劉佰軍等人合成了新型含氟量較高的聚芳醚酮聚合物，從結果中可以看出在含氟的聚芳醚酮比不含氟的聚芳醚酮其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高7℃以上，可以說明側基的引入增加了位阻，使鏈段不容易移動。另一方面?zhèn)然囊脒€提高的聚芳醚酮本身的耐熱性，由于具有龐大的側基，而使含氟聚芳醚酮將應用到低介電常數(shù)材料等領域中。繆功雄等人對聚芳醚酮進行改性，當聚芳醚酮聚合物加入了二氮雜萘酮結構時，其聚合物

7、擁有極好的溶解性和耐高溫性，但是由于二氮雜蔡酮的加入使鏈扭曲，導致聚合物很難按一般的熔融加工方式進行加工，所以他們在聚芳醚酮中含有二氮雜蔡酮結構的基礎上與聚苯硫醚進行共混進行改性。研究表明當加入聚苯硫醚時可以很大程度上改善聚芳醚酮的熔融流動性。楊立國等人克服了空間效應合成了電活性環(huán)狀聚芳醚酮，因為聚芳醚酮具有特殊的空穴結構，優(yōu)良的電學活性和在環(huán)境下具有穩(wěn)定的性能，受到了很多研究者的廣泛關注。程海龍等人通過溶液共混法制備了不同磺化聚乙烯醇含量的側鏈型磺化聚芳醚酮/磺化聚乙烯醇復合膜，實驗結果表明制備出的復合膜具有良好的熱性能、較高的吸水率和保水能力。這