工程塑料 第七章 特種工程塑料

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1、內(nèi)容提要§7.1聚苯硫醚§7.2聚砜類(lèi)樹(shù)脂§7.3聚醚酮類(lèi)§7.4聚酰亞胺§7.5熱致性液晶聚合物§7.6氟塑料特種工程塑料(美Highperformanceplsatics;日SuperEngineeringplastics)的特點(diǎn)：具有優(yōu)異的耐熱性，熱變形溫度在200℃以上，長(zhǎng)期使用溫度在150℃以上，且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的聚合物。芳雜環(huán)高分子：主鏈有芳環(huán)和/或雜環(huán)及小的連接基團(tuán)，如—O—、—S—、—CO—、—CONH—、—SO2—、—COO—等構(gòu)成的高分子。芳雜環(huán)高分子芳環(huán)高分子雜環(huán)高分子聚苯醚聚苯硫醚聚芳砜聚芳酮芳香聚酯芳香聚酰胺聚酰亞胺聚苯并咪唑聚苯并噁唑聚苯并噻唑聚喹啉聚喹噁啉……僅

2、有芳環(huán)和連接基團(tuán)構(gòu)成的聚合物芳環(huán)+雜環(huán)+連接基團(tuán)構(gòu)成的聚合物§7.1聚苯硫醚一、簡(jiǎn)介聚苯硫醚英文名Polyphenylenesulfide，簡(jiǎn)稱(chēng)PPS。化學(xué)結(jié)構(gòu)式：PPS為第六大工程塑料和第一大特種工程塑料，屬熱塑性結(jié)晶樹(shù)脂。其Tm高達(dá)280～290℃，Td＞400℃，與無(wú)機(jī)填料、增強(qiáng)纖維以及其它高分子材料復(fù)合，可制得各種PPS工程塑料及合金。RytonPPS→FortronPPS突出特點(diǎn)：耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、不燃、無(wú)毒、機(jī)械性能和電性能十分優(yōu)異，制品的尺寸穩(wěn)定性好。定義：分子主鏈中含有鏈節(jié)的熱塑性工程塑料。二、PPS的合成硫源為含水硫化鈉或硫氫化鈉，在溶劑六甲基磷酰三胺或N-甲基吡咯烷酮

3、(N-Methyl-Pyrrolidone;NMP)或N-甲基己內(nèi)酰胺(N-MethylCaprolactum)中加熱脫水后，加入另一反應(yīng)單體對(duì)二氯苯(1,4-Dichlorobenzene)及其它化學(xué)助劑，升溫，加壓縮聚，反應(yīng)結(jié)束后，閃蒸(FlashVaporization)回收溶劑，再經(jīng)水洗、純化、干燥后即得PPS樹(shù)脂。(添加第三單體多鹵代芳基化合物)—(硫化鈉法)反應(yīng)式—(硫磺溶液法)三、分類(lèi)先進(jìn)復(fù)合材料類(lèi)薄膜纖維電子封裝工程塑料涂料支化交聯(lián)型PPS樹(shù)脂（第1代）線(xiàn)型PPS樹(shù)脂（第2代）按產(chǎn)品形式和用途按結(jié)構(gòu)名稱(chēng)分子結(jié)構(gòu)差異性能不同點(diǎn)加工不同點(diǎn)交聯(lián)型PPS因合成反應(yīng)中添加多鹵代芳基化合物

4、（三鹵代苯）作為第三反應(yīng)單體，分子鏈為支化結(jié)構(gòu)樹(shù)脂為脆性，在氧氣存在下發(fā)生交聯(lián)而固化，耐熱性及耐蠕變性好加工性能有所提高，樹(shù)脂可直接擠出造粒，制成塑料。直鏈型PPS分子鏈為線(xiàn)性結(jié)構(gòu)相對(duì)分子質(zhì)量高，樹(shù)脂的韌性和延伸性?xún)?yōu)良，綜合性能得到進(jìn)一步提高。加工性能得到進(jìn)一步提高交聯(lián)型PPS與直鏈型PPS在分子結(jié)構(gòu)上的差異和性能及加工的不同點(diǎn)四、結(jié)構(gòu)與性能由于PPS樹(shù)脂結(jié)構(gòu)為剛性苯環(huán)與柔順性硫醚鍵交替連接而成，分子鏈有很大的剛性和規(guī)整性，因而PPS為結(jié)晶性聚合物，具有諸多優(yōu)異性能（耐熱、阻燃、耐化學(xué)藥品）。又硫原子上的孤對(duì)電子使得PPS樹(shù)脂與GF、無(wú)機(jī)填料及金屬具有良好的親和性，這樣就易于制成各類(lèi)增強(qiáng)復(fù)合材

5、料及合金。1.力學(xué)性能PPS耐熱性?xún)?yōu)良，可在較寬的溫度范圍內(nèi)使用，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量均列在工程塑料前列。PS樹(shù)脂與GF復(fù)合增強(qiáng)后，具有極為優(yōu)良的強(qiáng)度、剛性和耐疲勞性。在高溫下的強(qiáng)度保持率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PBT、PES、PC及其它工程塑料。PPS的耐蠕變性?xún)?yōu)異，適宜制作螺絲等緊固件，可解決因塑料松弛而引起的緊固力下降這一缺點(diǎn)。2.摩擦學(xué)性能PPS硬度高，磨損量較小，與MoS2、PTFE、石墨、CF等材料復(fù)合后，可制得不同溫度下使用的低摩擦系數(shù)、低磨耗制件，具有極其優(yōu)異的無(wú)油潤(rùn)滑滑動(dòng)特性。3.熱性能PPS分子的剛性高及規(guī)整排列，使其成為結(jié)晶性聚合物，最高結(jié)晶度達(dá)65%，結(jié)晶溫度為127℃，

6、Tm為280～290℃，在空氣中的開(kāi)始分解溫度為430～460℃，熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PA、PBT、POM及PTFE等工程塑料。經(jīng)與GF復(fù)合增強(qiáng)后，HDT可達(dá)260℃，長(zhǎng)期使用溫度為220～240℃，在熱塑性塑料中是最高的。PPS的優(yōu)良熱穩(wěn)定性不僅表現(xiàn)為熔點(diǎn)溫度高，還表現(xiàn)為高溫環(huán)境下和高溫?zé)崂匣笕跃哂袃?yōu)良的強(qiáng)度保持率。PPS的絕熱性良好，但添加適當(dāng)填料后，可制得導(dǎo)熱性良好的PPS復(fù)合材料。PPS的阻燃性?xún)?yōu)異，在火焰上可燃，但不滴落，離火自熄，發(fā)煙量低4.電性能PPS的電絕緣性極為優(yōu)良，特別是在高溫、高濕、變頻等條件下仍能保持優(yōu)良的電絕緣性，用于高壓絕緣部件(耐電弧性高達(dá)185s)。將PPS與導(dǎo)電

7、性填料復(fù)合后，可制得導(dǎo)電性PPS復(fù)合材料，作為防靜電及電磁屏蔽材料用。PPS的耐化學(xué)藥品性?xún)?yōu)異，對(duì)普通化學(xué)藥品的抵抗能力僅次于PTFE。200℃以下幾乎不溶于任何有機(jī)溶劑；除強(qiáng)氧化性酸(如發(fā)煙硝酸、氯磺酸、氟酸等)外，可經(jīng)受各類(lèi)強(qiáng)酸、堿、鹽的侵蝕，是一種耐腐蝕性?xún)?yōu)異的材料。高溫下經(jīng)各種化學(xué)藥品浸泡后，強(qiáng)度保持率仍較高，僅次于PTFE，但加工性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PTFE。5.化學(xué)性能6.其它性能PPS為生理