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1、特種工程塑料研究與發(fā)展趨勢作者：孫衛(wèi)東一、概述特種工程塑料，又稱高性能工程塑料，是繼通用塑料、工程塑料之后的第三代高分子材料。它是從上世紀(jì)六十年代為滿足電子、電氣、航空、航天等軍工及汽車工業(yè)等領(lǐng)域要求而發(fā)展起來的一類綜合性能優(yōu)異的工程塑料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對太空的不斷探索、全球電子信息領(lǐng)域的高速推進(jìn)、新型能源工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)工程及汽車工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展，有力地推動了特種工程塑料的研究與開發(fā)，并使其應(yīng)用達(dá)到了前所未有的高度。目前已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的主要有以下幾大類品種：含氟塑料；聚芳酯（Polya
2、rylate，PAR）聚苯酯（Poly（p—Hydroxybenzate），PHB）；砜聚合物（聚砜（Polysulfone，PSU）、聚芳砜（Polyphenysulfone，PPSU）、聚醚砜（Polyethersulfone，PPSU））；聚苯硫醚（Polyphenylene?Sulfide，PPS）；聚芳香族聚酮（聚芳醚酮（Polyaryletherketone，PAEK、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK））；聚酰亞胺（Polyimide，PI）及熱致液晶聚合物（Thermotro
3、pic?Liquid?Crystal?Polymer?TLCP）等等。二、特種工程塑料的特點：1、結(jié)構(gòu)特點：特種工程塑料大都具有剛性骨架，有的大分子主鏈上含有大量的芳環(huán)、雜環(huán)，有的共軛雙鍵還以梯形或半梯形結(jié)構(gòu)有序排列，分子的規(guī)整性好。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)使大分子鏈的構(gòu)象變化勢壘很高，呈現(xiàn)出高剛性和高熔點（或高粘流溫度）的特點，即使在高溫下其分子鏈仍保持相對固定的排列。大分子鏈中大量芳環(huán)、雜環(huán)及梯型結(jié)構(gòu)的存在，使其化學(xué)鍵能高于一般線性C-C鍵，在高溫下使用不易發(fā)生降解和裂解。對于那些雙排碳鏈的梯型結(jié)構(gòu)，即
4、使受熱或輻照后，部分鏈斷裂，也不大可能同時斷在并排的兩點上，所以大分子鏈不至于切斷，使相對分子質(zhì)量下降。還有這種結(jié)構(gòu)在消耗外界多余的能量之后，有可能使斷裂鍵重新愈合。這些大分子中的環(huán)行結(jié)構(gòu)多數(shù)按對位連接，主鏈具有最高的熱穩(wěn)定性。并且含氫量很少，聚合物與氧反應(yīng)的可能性也小。因此，特種工程塑料的物理力學(xué)性能和化學(xué)性能比通用工程塑料優(yōu)異[1],。2、性能特點：①耐溫性能優(yōu)越：既耐低溫又耐高溫，且能夠經(jīng)受高低溫的交變沖擊。在液氮（-196℃）甚至液氫（-253℃）中，它仍能保持韌性。分解溫度很高，并有高的
5、熱氧化穩(wěn)定性，在氧氣氣氛中的分解溫度往往與惰性氣氛中的十分接近。軟化點、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點都高。它們的熱變形溫度至少是170℃，連續(xù)使用溫度在150℃以上，在180℃空氣中能夠保持50%力學(xué)性能，在115℃下至少能夠使用十年以上（105?h），在80℃或更高溫度下能夠耐多種化學(xué)介質(zhì)。熱變形溫度高，使用溫度范圍廣。②力學(xué)性能好：拉伸強度在45Mpa以上，彎曲模量在2000Mpa左右，彈性模量大。?③?綜合性能優(yōu)異：尺寸穩(wěn)定，耐模損，難燃，耐輻射，低放氣，介電性能優(yōu)異，耐老化，抗水解，對大多數(shù)化學(xué)介
6、質(zhì)穩(wěn)定等等。3、加工及其他特點：大多數(shù)特種工程塑料可采用常規(guī)的塑料加工方法如注射、擠出加工，可采用普通的成型加工設(shè)備注射、擠出、模壓成制品，有的還可作復(fù)合材料、薄膜、纖維和涂料。但其不同之處在于：①?加工溫度高，通常在300~400℃；②?注射壓力大，一般在120~160MPa；③?模具必需加熱，與通用塑料的冷卻相反。加熱溫度達(dá)到80~140℃。原材料價格高，產(chǎn)品附加值高：原材料和產(chǎn)品銷售價格為普通工程塑料的十倍到幾十倍（通用工程塑料價格為1.5~10美元/kg，特種工程塑料價格有的高達(dá)40~40
7、0美元/kg）。三、特種工程塑料主要品種及應(yīng)用領(lǐng)域：1、氟塑料：目前已工業(yè)生產(chǎn)并進(jìn)行市場銷售的氟塑料產(chǎn)品有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(又稱聚全氟乙丙烯FEP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等十余種品種約100多個牌號。廣泛的應(yīng)用于汽車、半導(dǎo)體、建筑及通訊領(lǐng)域，其在用途正在逐步擴大。①氟樹脂的主要種類、特性及用途表1列出了
8、具有代表性的氟樹脂的種類、特性及用途[2],[3]。表1?具有代表性的氟樹脂的種類、特性及用途序號?名稱?特性?用途1?聚四氟乙烯（PTFE）?耐熱、耐化學(xué)藥品、耐電器性能（高頻特性）、非粘接及自潤滑性。使用溫度范圍-200～250℃。1）?懸浮樹脂：模壓板材；密封件、閥體、軸承和電器部件等的模壓制品；定向及不定向薄膜；用于減摩耐磨的填充改性制品；多孔板、管的過濾制品。2）?分散樹脂：生料帶、雙向拉伸膜、膨體密封材料、薄壁推壓管及電線包覆層。3）?分散液及涂料：織物涂復(fù)、浸漬。2?
