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特種工程塑料有哪些?

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特種工程塑料有哪些?

發布日期:2021-05-31 作者: 點擊:

盡管特種工程塑料的用量遠低于各種通用塑料與五大工程塑料,但其優異的綜合性能使之成為市場關注的熱點,在各種高新技術領域獲得大量應用。近年來,國內不同品種特種工程塑料產能正在形成,應用領域不斷擴展。整體來看,國內技術并不落后于世界發達國家,但在由技術轉化為規模化生產方面則明顯不足。


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  特種工程塑料亦稱高性能聚合物,一般均為根據特殊用途需求而研制,與通用工程塑料相比性能更優異、獨特,長期使用溫度在200℃以上。自上世紀60年代聚亞胺(PI)問世開始,開發成功并產業化的主要品種有聚亞胺(PI)、聚胺亞胺(PAI)、聚醚亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)和氟塑料等。


  聚酰亞胺


  聚醚亞胺(PEI)是一種典型的熱塑性聚亞胺,具有優良的綜合性能,主要應用于電子、電機和航空等工業,并在傳統產品和文化生活用品領域作為金屬的代用材料。


  在電氣、電子工業部門,聚醚亞胺材料制造的零部件獲得廣泛應用,包括強度高和尺寸穩定的連接件、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精密光纖元件等。用它取代金屬制造光纖連接器,可使元件結構佳化,簡化其制造和裝配步驟,保持更精確的尺寸。


  在航空、汽車運輸領域,PEI可用于制造飛機的各種零部件,如舷窗、機頭部件、座椅靠背、內壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。在汽車領域,PEI被用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、汽車空調用溫度傳感器以及控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器。


  聚苯硫醚


  聚苯硫醚(PPS)具有優異的耐熱性,經美國UL認證連續使用溫度為200℃~240℃,高荷重熱變形溫度達260℃以上,同時耐焊錫性極佳。PPS在不添加阻燃劑的情況下,在UL94燃燒性試驗中為V-0/5V,是高級別。


  PPS具有與PTFE(聚四氟乙烯)相媲美的優異耐化學藥品性,目前尚未發現可在200℃以下溶解PPS的溶劑。PPS還具有機械強度高、剛性大、尺寸穩定性好、吸水率低等特點。通過填充碳纖維、氟樹脂等潤滑劑,可以大幅度提高摩擦、磨損特性。PPS成型加工性優良,流動性好,可進行薄壁、長流程的注射成型。


  PPS應用領域廣泛,在電氣、電子零件領域,用作各種接插件、線圈管、固態繼電器、電動機轉筒、電容器護罩、磁傳感器感應頭、電容器等;由于尺寸穩定性好,用作各種精密零件加工,如照相機、轉速表、齒輪、手表、復印機零件、電腦零件、CD零件;在汽車領域,用作排氣處理裝置零件、連接器、汽化器、配油器零件、散熱器零件、轉向拉桿端部支持、車燈反光鏡、燈座、剎車零件、離合器零件、溫度傳感器、轉動零件、油泵等。


  PPS在1973年由美國Phillips石油公司首先實現工業化,并以商品名“Ryton”投放市場。在上世紀70年代,中國上海、天津、廣州、四川等地對PPS進行了生產與應用的研究開發工作。其中研究早和有實力的單位是四川大學材料研究所,取得多項國家專利。


  2003年該公司在四川省德陽市中國專利技術產業化示范園開工千噸級聚苯硫醚裝置,標志著中國聚苯硫醚工業取得長足進展。目前中國聚苯硫醚的生產能力約為2500t/a,生產單位主要有四川華拓科技公司、天津合成材料工業研究所、四川長壽化工總廠、廣州市化工研究院、廣州化學試劑廠、四川特種工程塑料廠、北京市化工研究院等。除四川華拓外,絕大多數規模較小。


  聚砜


  聚砜(PSF)是透明、水解穩定的塑料,尺寸穩定性好,在室溫下具有良好的形變穩定性;具有突出的熱穩定性、優良的力學性能、突出的長期耐蠕變性,經長時間使用機械性能仍保持不變。它的耐濕熱老化性能優良,壽命在145℃蒸汽下至少為12年。并且,它也是耐燃、耐輻射性、耐化學品的優良品種。


  目前,電子電氣是PSF的消費大戶。電子電氣向小型、輕量、耐高溫方向發展,促進了PSF消費的增長。PSF可用于制作各種電氣零件,如接觸器、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱、印刷電路板、各種軸套、罩、影視系統零件、電容器薄膜、電刷座、鹼性蓄電池盒等。


  在航空航天和汽車制造領域,PSF適于制作防護罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、電子發火裝置元件、燈具部件、飛機內部配件和飛機外部零件、宇航器外部防護罩等。


  目前全球PSF的生產能力約為3.5萬噸,總消費量3萬噸。中國PSF的產能大約為1500噸/年,產量維持在1000噸/年左右。中國PSF樹脂牌號很少,主要應用于醫療器械、食品加工機械、電子儀表、紡織等工業。與國外相比,在生產工藝,包括單體合成、聚合、后處理回收等方面都還需要改進和提高,在汽車、航空航天等領域的應用也有待進一步推廣。


  聚醚砜


  聚醚砜(PES)為結晶性樹脂,在較寬的溫度范圍內能保持穩定的機械性能;在180℃以下溫度范圍內,其抗蠕變性是熱塑性樹脂中優異的一種;它具有尺寸穩定性好、耐沖擊、耐化學藥品性優、難燃性優異等特點。


  PES不僅可以擠出、注射、模壓、吹塑、吸塑加工和制成發泡體,還可以進行鍍膜、超聲波熔接、機械加工、溶劑粘接涂敷等二次加工。


  因為PES具有優異的尺寸穩定性、耐熱、阻燃、可耐焊錫、耐各種清洗劑、可鑲嵌金屬件、與環氧樹脂粘接性好等特點,可作H級絕緣材料使用。在電子電氣領域主要用于加工線圈骨架、電位計的外部底座、印刷電路板、按鈕式開關、可控硅的絕緣體、電動工具馬達的絕緣體、DIP開關、各類插接件等。醫療器械通常要求材料透明、強度高和能夠經受各種消毒殺菌處理。


  PES能較好地滿足這些要求,廣泛用于制備接觸透鏡、殺菌容器、防毒面具零件、牙科用反射鏡支架、人工呼吸器、血壓檢查管、外科容器和注射器等醫療器械。


  PES是英國ICI公司在1972年開發出來的一種特種工程塑料品種。吉大新材料公司現有自主技術研發的300噸/年裝置于2002年投產。


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