氟化聚酰亚胺(特种塑料的种类)

Posted 2023-05-30

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氟化聚酰亚胺(特种塑料的种类)

特种塑料在国内外的定义及所涉及的品种均没有统一的认识，就名称而言就有很多，如特种工程塑料(SEP )、超级工程塑料、高性能热塑性塑料和高性能聚合物等。一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。

特种塑料种类：聚芳酯、聚苯酯、聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、液晶聚合物、热塑性氟塑料、增强塑料和泡沫塑料等。

主要6大特种工程塑料分别是：聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)和液晶聚合物(LCP)

聚苯硫醚(PPS)

▲聚苯硫醚(PPS)

聚苯硫醚全称为聚苯基硫醚，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，英文名为polyphenylene snlfide(简称PPS)。

PPS是结晶型(结晶度55%-65%)的高刚性白色粉末聚合物，耐热性高(连续使用温度达240℃)、机械强度、刚性、难燃性、耐化学药品性，电气特性、尺寸稳定性都优良的树脂，耐磨、抗蠕变性优，阻燃性优。有自熄性。达UL94V-0级，高温、高湿下仍保持良好的电性能。流动性好，易成型，成型时几乎没有缩孔凹斑。与各种无机填料有良好的亲和性。增强改性后可提高其物理机械机械性能和耐热性(热变形温度)，增强材料有玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、金属纤维等，以玻璃纤维为主。无机填充料有滑石、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、二硫化钼等。

PPS 比重小、强度高、耐腐蚀，可用其取代金属材料，制成军事装备所需的结构部件。如：发动机散热器、车体门、电动泵等，跨海水陆两用坦克炮塔底座、耐腐蚀旋转齿轮、密封环、活塞环、密封垫片、电喷发动机转子叶轮等，可有效降低战车的重量，提高其机动性、可靠性、破损安全性以及乘坐舒适性;用PPS 制成的自润滑轴承、滑动垫片等制品非常适合于武器及装甲战车在各种恶劣的自然条件下使用，提高装备的可靠性和战时出勤率。

聚醚醚酮(PEEK)

▲聚醚醚酮(PEEK)

聚醚醚酮（PEEK）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。聚醚醚酮还具有优异的耐热性。其热变形温度为160℃，当用20%～30%的玻璃纤维增强时,热变形温度可提高到280～300℃。聚醚醚酮的热稳定性良好，在空气中4Chemicalbook20℃。2h情况下失重仅为2%，500℃时为2.5%,500℃时才产生显著的热失重。聚醚醚酮的长期使用温度约为200℃，在此温度下，仍可保持较高的拉伸强度和弯曲模量，它还是一种非常坚固的材料，有优异的长期耐蠕变性和耐疲劳性能。

聚砜(PSF)

▲聚砜(PSF)

聚砜（PSF）是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，刚性大，耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的力学性能是其突出的优点，其范围为-100～150℃，长期使用温度为160℃，短期使用温度为190℃，热稳定性高，耐水解，尺寸稳定性好，成型收缩率小，无毒，耐辐射，耐燃，有熄性。在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能。化学稳定性好，除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外，能耐一般酸、碱、盐，在酮、酯中溶胀。耐紫外线和耐候性较差。耐疲劳强差是主要缺点。

聚酰亚胺(PI)

▲聚酰亚胺(PI)

1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达600℃，是迄今聚合物中热稳定性很高的种类之一。

2、聚酰亚胺可耐极低温，如在－269℃的液态氦中不会脆裂。

3、聚酰亚胺拥有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张刚度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为170Mpa以上，杭州塑盟特热塑性聚酰亚胺（TPI）的冲击刚度高达261KJ/m2。而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400Mpa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3－4Gpa，纤维可达到200Gpa，据理论计算，均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500Gpa，仅次于碳纤维。

4、一些聚酰亚胺种类不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的种类不大耐水解，这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达80%－90%。改变结构也可以得到相当耐水解的种类，如经得起120℃，500 小时水煮。

5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5℃，南京岳子化工YZPI热塑性聚酰亚胺3×10-5℃，联苯型可达10-6℃，个别种类可达10-7℃。

6、聚酰亚胺拥有很高的耐辐照性能，其薄膜在5×109rad快电子辐照后刚度保持率为90%。

7、聚酰亚胺拥有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电刚度为100－300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω·cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。

8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。

9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和*用器具。有一些聚酰亚胺还拥有很好的生物相容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。

聚芳酯(PAR)

▲聚芳酯(PAR)

聚芳酯于上世纪50年代开始研究，直到1973年，由日本 Unitika 公司率先实现聚芳酯的工业化生产，商品名称为 U-聚合物（U-POLYMER）。我国对聚芳酯的研究始于20世纪60年代，由沈阳化工研究院开展，目前国内未见有量产能力，聚芳酯仍依赖进口。

聚芳酯是综合性能非常优良的热塑性特种工程塑料。其主要聚芳酯的主要性能特点有：

▲耐热性

主链芳环密度高，提高了耐热性，热变形温度175℃。

▲透明性

主链含有对位和间位苯环链节，阻碍了聚合物分子结晶，为无定形透明聚合物。透明性与PC、PMMA相比毫不逊色、具有接近90%的透光率。

▲机械性能

在较大温度范围内弯曲回弹性好，耐蠕变性出色。

▲耐候性

耐候性能优异，可阻止低于350nm的紫外线通过，长期户外条件下，机械性能基本不变。

▲难燃性

具有自熄性，燃烧时发烟量少，无毒。

▲耐化性

耐酸、耐油，但耐碱、耐应力开裂性、耐芳烃和酮类的性能较差。

▲加工性

聚芳酯自身的熔融粘度高，流动性较差，加工性能较差。

液晶聚合物(LCP)

▲液晶聚合物(LCP)

液晶聚合物指的是形成液晶相的高性能高分子材料，是介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物，其分子排列虽然不像固体晶态那样三维有序，但也不是液体那样无序，而是具有一定（一维或二维）的有序性。

液晶聚合物优异的机械性能、尺寸稳定性、电性能、耐化学药品性、阻燃性，以及加工性良好、耐热性好、热膨胀系数较低等特点，这些特性使其特别适合电气和电子行业的小型化以及微注塑成型工艺的使用，诸如具有高引脚密度的连接器等应用的增加，一直在推动液晶聚合物市场规模的显著增长。另外，液晶聚合物的耐高温和较强的机械强度、耐化学性和高尺寸稳定性等也非常适合电气和电子行业。在电气和电子行业中，不断将液晶聚合物来代替工程树脂来生产超薄组件。

每日名言： “生气的时候，开口前先数到十，如果非常愤怒，先数到一百。” —— 杰弗逊