热塑性材料和热固性材料(常见的几种耐热塑料)

Posted 2023-06-02

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热塑性材料和热固性材料(常见的几种耐热塑料)

金属往往比塑料更耐高温，但在许多情况下，工程师们也可以使用耐热塑料来制造需要的耐高温零件。

一般将可以在150℃以上应用的塑料称为耐热塑料。耐热塑料不仅可以承受150℃以上的高温，而且在这种高温下其机械性能不会受影响。

耐热塑料分为两类：热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料是在加热时固化的塑料，固化后不能重新成型。热塑性塑料是指加热时融化，冷却时成为固体，冷却后可重新熔化的塑料。热塑性塑料的结构完整性受不同材料的固有玻璃转化温度（Tg）和熔点等因素的影响。有一些高性能的热塑性塑料可以选择在150℃和250℃以上保持其短期结构能力。

除了耐热性，它们还可以表现出耐化学性、耐腐蚀性、重量轻、耐电性和耐热性以及其他理想的性能，这取决于它们的组成。这些不同的品质使它们适用于广泛的工业应用。

不同类型的耐热塑料，每一种都有其特定的优点和缺点，适合于不同的应用。以下是经过深入研究的四种耐热塑料。

PTFE（聚四氟乙烯）

聚四氟乙烯具有低摩擦系数和高耐化学性。它还具有出色的抗弯强度、抗电性、耐候性和热稳定性。特氟龙垫片适用于-200℃至260℃。在炎热和潮湿的环境中能够提供出色的强度、耐候性和电绝缘。

聚四氟乙烯在很高和很低的温度下表现良好，但其机械性能通常与室温下的塑料不同。它对蠕变、磨损和辐射很敏感，而且烟气可能有毒。此外，值得注意的是，PTFE的加工成本非常高。

PEEK（聚醚醚酮）

PEEK是一种具有半结晶结构的高性能工程热塑性塑料。它具有耐化学性、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性和耐热性能。这种材料非常坚韧，可以承受恶劣的环境，在许多应用中被制造商用作金属替代品，因为它在极端的环境条件下保持了强度和适应性。PEEK的熔点在371°C以上，可以在短时间内承受高达310°C的温度。更重要的是，它具有所有高性能聚合物中最高的拉伸和弯曲强度。

PEEK的缺点包括对硫酸、硝酸、氯酸、卤素和钠的敏感性，以及对紫外线辐射的低抗性。它们也很昂贵，因此只能用于高要求的应用。

PEI（聚醚酰亚胺）

PEI是市场上少数无定形热塑性塑料之一。它强度高，耐化学腐蚀，具有阻燃性，在所有高性能热塑性塑料中具有最高的介电强度。该材料的熔点非常高，为219°C，最高连续工作温度为170°C。

PAI(聚酰胺-酰亚胺)

PAI是另一种高性能的热塑性塑料，具有耐高温、高热稳定性、优异的耐化学性和高达275℃的高温耐磨性。PAI还表现出较高的抗拉和抗压强度。聚酰胺-酰亚胺可以通过注射和压缩成型技术进行加工。由于PAI的高抗压性、抗冲击性和抗蠕变性，它还具有出色的尺寸稳定性。

耐热塑料的应用

耐热塑料有不同的形式，这些不同的材料形式被用于制造广泛行业中使用的部件和产品。例如：

用于航空航天、汽车和玻璃行业的耐热和抗冲击部件。

用于电气和半导体行业的抗热、抗辐射、高度绝缘或某些导电部件。

用于医疗设备行业的消毒和抗水解部件。

用于核工业和X射线技术行业的辐射防护和抗辐射部件。

用于化学工业中的各种部件。

耐热塑料在许多行业发挥着重要作用。它们的热稳定性，再加上其他有利的特性，使它们在无数的应用中成为金属的合适替代品。此外，根据其成分，它们可能是更好的材料选择。例如，在某些情况下，用塑料部件取代金属部件可以减轻部件的重量，延长部件的寿命并提高部件的性能。