第五章特种工程塑料.ppt
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1、第五章特种工程塑料第五章特种工程塑料现在学习的是第1页,共46页*2v第五章特种工程塑料第五章特种工程塑料v 普通双酚普通双酚A型聚砜型聚砜v聚砜(聚砜(PSU)改性聚砜(双酚改性聚砜(双酚A与与PMMA及及ABS共聚物)共聚物)v非双酚非双酚A型聚砜(或称聚苯醚砜)型聚砜(或称聚苯醚砜)v聚醚砜(又称聚芳醚)聚醚砜(又称聚芳醚)v聚酰亚胺(聚酰亚胺(PI)v聚苯醚(聚苯醚(PPO)v聚苯硫醚(聚苯硫醚(PPS)v聚醚酮聚醚酮PEKv聚芳醚酮聚芳醚酮聚醚酮铜(聚醚酮铜(PEKK)v聚醚醚酮(聚醚醚酮(PEEK)v聚四氟乙烯聚四氟乙烯(PTFE)v液晶聚合物(液晶聚合物(LCP)现在学习的是第2
2、页,共46页第一节第一节聚酰亚胺(聚酰亚胺(PI)Polyimide现在学习的是第3页,共46页1、简介:聚酰亚胺是由美国杜邦公司首先工业化生产的,、简介:聚酰亚胺是由美国杜邦公司首先工业化生产的,1961年实现年实现PI薄膜和绝缘漆的工业化生产,以后出现了薄膜和绝缘漆的工业化生产,以后出现了模塑制品。世界各国广泛开展研究工作,以满足宇航模塑制品。世界各国广泛开展研究工作,以满足宇航等工业部门对高温、耐辐射材料的需要。等工业部门对高温、耐辐射材料的需要。PI是一类分子中含有酰亚胺基团的杂环聚合物。是一类分子中含有酰亚胺基团的杂环聚合物。分子主链上含有分子主链上含有-C-N-C-的聚合物统称的聚
3、合物统称PI,是由二元酸酐,是由二元酸酐和二元胺缩聚而成,按结构可分三大类:不熔性、可熔和二元胺缩聚而成,按结构可分三大类:不熔性、可熔性和改性聚酰亚胺;按生产方法分为缩聚性和加成型两性和改性聚酰亚胺;按生产方法分为缩聚性和加成型两大类。主要品种有均苯型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、大类。主要品种有均苯型聚酰亚胺、醚酐型聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚双马来酰亚胺。聚酰胺酰亚胺、聚双马来酰亚胺。第一节第一节聚酰亚胺(聚酰亚胺(PI)Polyimide现在学习的是第4页,共46页1)耐辐射性为塑料之冠。耐辐射性为塑料之冠。耐低温性也非常优秀,在耐低温性也非常优秀,在-110条件下,强度和电性能不变。条件下
4、,强度和电性能不变。2)密度)密度1.4-1.43。吸水率。吸水率0.32%-1.3%,高温真空下透气,高温真空下透气性很小;琥珀色半透明;成型收缩率性很小;琥珀色半透明;成型收缩率0.5-1%;难燃,自熄。;难燃,自熄。3)玻璃化温度)玻璃化温度270-280,分解温度,分解温度570-590,耐低,耐低温可达温可达-193,可在,可在-193-230环境中长期使用。环境中长期使用。2.PI性能特点性能特点现在学习的是第5页,共46页4)力学性能:拉伸强度)力学性能:拉伸强度74-95Mpa,弯曲强度弯曲强度100Mpa。5)电性能,温度和频率的变化对)电性能,温度和频率的变化对PI的介电常
5、数影响较小,的介电常数影响较小,体积电阻率体积电阻率1017cm。6)耐药品性,耐大多数溶剂,)耐药品性,耐大多数溶剂,易受强碱、强酸的侵蚀、在水蒸气和高温水中,其易受强碱、强酸的侵蚀、在水蒸气和高温水中,其强度下降较快。强度下降较快。7)性脆、对缺口敏感,成本高、加工困难。)性脆、对缺口敏感,成本高、加工困难。现在学习的是第6页,共46页PI的应用领域的应用领域 用在耐高温、低摩擦、低透气和高辐射的地方,应用在耐高温、低摩擦、低透气和高辐射的地方,应用于原子能、航空航天、特殊电子电器领域。用于原子能、航空航天、特殊电子电器领域。现在学习的是第7页,共46页第二节第二节聚砜(聚砜(PSF)Po
6、lysulfone现在学习的是第8页,共46页第二节第二节聚砜(聚砜(PSF)Polysulfone1、简简介介:聚聚砜砜(Polysufone)是是60年年代代出出现现的的一一种种新新颖颖的的热热塑塑性性工工程程塑塑料料,分分子子主主链链上上含含有有砜砜基基及及芳芳环环的高分子化合物。非结晶性高分子。的高分子化合物。非结晶性高分子。普通双酚普通双酚A型聚砜型聚砜,聚砜(聚砜(PSF)种类种类:改性聚砜(双酚改性聚砜(双酚A与与PMMA及及ABS共聚物)共聚物)非双酚非双酚A型聚砜(或称聚苯醚砜)型聚砜(或称聚苯醚砜)聚醚砜(又称聚芳醚)聚醚砜(又称聚芳醚)现在学习的是第9页,共46页2.PS
7、F性能特点性能特点 由于由于PSF(聚砜)的主链为苯环,通过醚、砜、异聚砜)的主链为苯环,通过醚、砜、异丙基等基团丙基等基团“铰链铰链”连接而成,兼有聚芳砜的刚性、耐热连接而成,兼有聚芳砜的刚性、耐热性及聚芳醚的柔性。性及聚芳醚的柔性。1 1)透透明明淡淡琥琥珀珀色色,密密度度1.24-1.41.24-1.4,成成型型收收缩缩率率小小,可可做做精密零件。精密零件。2 2)力学性能优异、高强度、高抗冲。)力学性能优异、高强度、高抗冲。3 3)热性能:热稳定性好、)热性能:热稳定性好、-100-150 100-150 长期使用长期使用。4 4)尺寸稳定性好,抗蠕变性能优异。尺寸稳定性好,抗蠕变性能
8、优异。5 5)耐燃、耐磨。耐燃、耐磨。6 6)具有突出的长期耐蠕变性,在长时间使用过程中力学性)具有突出的长期耐蠕变性,在长时间使用过程中力学性能仍能保持不变能仍能保持不变。现在学习的是第10页,共46页 7 7)在)在150 下长时间热老化时,其物理性能和电性下长时间热老化时,其物理性能和电性能变化很小,且耐蒸汽性能优良,经连续能变化很小,且耐蒸汽性能优良,经连续2 年曝露年曝露表明,它的寿命在表明,它的寿命在145 蒸汽下至少为蒸汽下至少为12 年。同年。同时在宽的温度和频率范围内保持良好的电性能,时在宽的温度和频率范围内保持良好的电性能,其耐燃性能满足更严格的安全要求,在耐辐射性其耐燃性
9、能满足更严格的安全要求,在耐辐射性方面为塑料的最佳品种。方面为塑料的最佳品种。缺点:易开裂、耐侯、耐紫外线差,加工成型困难。缺点:易开裂、耐侯、耐紫外线差,加工成型困难。现在学习的是第11页,共46页3.PSF应用应用3.1.3.1.电子领域:可用于制作各种接触器、接插件、变电子领域:可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱、集电环、印刷电路板、集成电路载体、轴套、罩、柱、集电环、印刷电路板、集成电路载体、轴套、罩、TV 系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒
10、等。3.2.3.2.汽车、航天领域:适于制作防护罩元件、电动齿轮、汽车、航天领域:适于制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件、灯具部件、飞机蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件、灯具部件、飞机内部配件如启动指示板、边壁、顶壁指示板和飞机外部内部配件如启动指示板、边壁、顶壁指示板和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等零件、宇航器外部防护罩等。现在学习的是第12页,共46页3.3厨房用品:在厨房用品市场中,厨房用品:在厨房用品市场中,PSF产品有蒸汽餐产品有蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器、蛋盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器、蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配
11、器等,可代替玻炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等,可代替玻璃及不锈钢制品,用于厨房设备。璃及不锈钢制品,用于厨房设备。PSF为为FDA确认的确认的无毒制品,可制成反复与食物接触的用具。无毒制品,可制成反复与食物接触的用具。PSF作为透明作为透明新材料,当用于烹调和清洁时,耐热水,水解稳定性优于其新材料,当用于烹调和清洁时,耐热水,水解稳定性优于其它任何一种热塑性塑料,故可用于制作咖啡壶等。利用其透它任何一种热塑性塑料,故可用于制作咖啡壶等。利用其透微波性好的特点,可用于制作微波器皿。微波性好的特点,可用于制作微波器皿。3.4医疗器械医疗器械:PSF适用于制作医疗器械,如外科手术盘、适用于制作
12、医疗器械,如外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科和外科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和罩、牙科和外科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和实验室器械实验室器械。现在学习的是第13页,共46页3.53.5日用品日用品 用用PSF 可制作的耐热、耐水解产品有:加湿器、头发可制作的耐热、耐水解产品有:加湿器、头发吹风机、衣服汽蒸器、照相机盒、放映机元器件等吹风机、衣服汽蒸器、照相机盒、放映机元器件等3.63.6德国德国Frensenios 公司使用公司使用PSF 制作多孔中空纤维膜用于制作多孔中空纤维膜用于血液渗析。国内已开发出血
13、液渗析。国内已开发出PSF 的功能膜,如超滤膜、反的功能膜,如超滤膜、反渗透膜制品等渗透膜制品等现在学习的是第14页,共46页4.1简介:英国简介:英国ICI公司公司1972开发成功,开发成功,1981以后德以后德国和美国开始少量生产。我国吉林大学在国和美国开始少量生产。我国吉林大学在70年代年代开始研究,目前已完成年产开始研究,目前已完成年产500吨的中试。结构吨的中试。结构式式:4聚醚砜聚醚砜PES现在学习的是第15页,共46页1.耐热等级高。耐热等级高。PES在在180下可连续使用下可连续使用20年,在年,在200下可使用下可使用2-3年,其它热塑性工程塑料无法年,其它热塑性工程塑料无法
14、与之相比;与之相比;2抗蠕变性能优异抗蠕变性能优异.PES在常温在常温20MPa的负荷下,三年的负荷下,三年后蠕变性能仅为后蠕变性能仅为1%与与PA66相当。相当。PES.随温度变化小,随温度变化小,在在200的高温下其弯曲模量和线膨胀系数几乎不变;的高温下其弯曲模量和线膨胀系数几乎不变;3尺寸稳定性好。尺寸稳定性好。20%玻纤增强品级的成型收缩率为玻纤增强品级的成型收缩率为0.2-0.5%,无异向性,并因湿度变化小,吸水率为,无异向性,并因湿度变化小,吸水率为2%,体积变化率为,体积变化率为0.14%;聚醚砜聚醚砜(PES)性能特点性能特点现在学习的是第16页,共46页4阻燃性好。阻燃性好。
15、PES.具有自身阻燃性,低的烟雾扩散性,具有自身阻燃性,低的烟雾扩散性,不需加氯等无机阻燃剂,能达到美国不需加氯等无机阻燃剂,能达到美国UL-94V-0的的标准;标准;5电性能优异。电性能优异。PES.具有介电损耗小、介电强度高的优具有介电损耗小、介电强度高的优点。在高温下仍能控制电阻,而且电性能随温度变化极点。在高温下仍能控制电阻,而且电性能随温度变化极小,自身绝缘性好;小,自身绝缘性好;6耐化学性好。耐化学性好。PES.耐化学药品性好,耐酸、碱腐蚀;耐化学药品性好,耐酸、碱腐蚀;容易加工成型。容易加工成型。PES易于加工成型,脱模性好,易于加工成型,脱模性好,生产周期短,而且能保持原有的力
16、学性能和热性生产周期短,而且能保持原有的力学性能和热性能能现在学习的是第17页,共46页性能性能 PSFPES密度(密度(g/cm3)1.241.37拉伸强度拉伸强度MPa)7286弯曲强度弯曲强度(MPa)110130体积电阻率体积电阻率(cm)10141013热变形温度热变形温度()0.45MPa180200Tg190225连续使用温度连续使用温度 150180v4PSF、PES性能比较性能比较现在学习的是第18页,共46页聚醚砜聚醚砜PES应用应用4.1电子电器:电子电器:PES主要用于集成电路片载体、电连接器、主要用于集成电路片载体、电连接器、二维板、三维板,用于取代环氧树脂。还用于微
17、波炉配二维板、三维板,用于取代环氧树脂。还用于微波炉配件及热空气炉。作为绝缘材料,件及热空气炉。作为绝缘材料,PES可用于通风或充气可用于通风或充气电缆外包覆层,替代聚四氟乙烯,可制作电缆夹、扁平电电缆外包覆层,替代聚四氟乙烯,可制作电缆夹、扁平电线、电动机防护罩、微调电位器、开关零件、灯架、灯座、线、电动机防护罩、微调电位器、开关零件、灯架、灯座、电容器薄膜、透明电极、吹干器、可控硅绝缘体、熔丝匣、电容器薄膜、透明电极、吹干器、可控硅绝缘体、熔丝匣、连接器等连接器等4.2汽车、航空汽车、航空PES耐溶剂洗涤,不燃,可用于客机的舱内装饰品。利用耐溶剂洗涤,不燃,可用于客机的舱内装饰品。利用其特
18、有的难燃性,用做机舱内的结构材料,如高温内部接插其特有的难燃性,用做机舱内的结构材料,如高温内部接插件、密封接插件、舱内热风管道、窗框、卫生间等。件、密封接插件、舱内热风管道、窗框、卫生间等。现在学习的是第19页,共46页在航空航天领域,开发飞机用内装材料、支架、门在航空航天领域,开发飞机用内装材料、支架、门窗,并已广泛用于仪器盒、插件、前锥体、雷达天线窗,并已广泛用于仪器盒、插件、前锥体、雷达天线罩、空气导管等。罩、空气导管等。在照明方面,在照明方面,PES可制作灯的反光镜和投射器、汽可制作灯的反光镜和投射器、汽车前灯,并可取代黄铜用于自动装置、汽车水箱部件,车前灯,并可取代黄铜用于自动装置
19、、汽车水箱部件,可用于制作固定器、轴承保持架、绝缘体活塞环、齿可用于制作固定器、轴承保持架、绝缘体活塞环、齿轮、保险座、汽化器部件、轴承罩、制动轴的轴衬、轮、保险座、汽化器部件、轴承罩、制动轴的轴衬、点火的消声器、自动变速器部件、齿轮箱、轴承座等。点火的消声器、自动变速器部件、齿轮箱、轴承座等。现在学习的是第20页,共46页4.3机械制造机械制造,有复印机、印刷机各种无油润滑元件,导轨有复印机、印刷机各种无油润滑元件,导轨和齿轮及放映机、相机、手表等用的零部件,耐热辊、和齿轮及放映机、相机、手表等用的零部件,耐热辊、电弧焊手柄、工业用干燥机罩、电弧焊手柄、工业用干燥机罩、光机的窥视窗用零件,光
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