3 m-PPO/PPE
聚苯醚(Polyphenylene Oxide,简称PPO)是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,具有一系列优异的特性和广泛的应用领域。以下是对PPO材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
高强度和刚性:PPO具有很高的力学强度和刚性,即使在高温下也保持良好性能。
-
耐热性:PPO具有较高的热变形温度,一般在190℃左右,长期使用温度可达120℃。
-
电绝缘性:PPO的介电常数和介质损耗角正切值低,具有优异的电绝缘性能。
-
耐水性和耐化学性:PPO对水和多数化学物质具有良好的稳定性,吸水率低。
-
尺寸稳定性:PPO在不同环境条件下具有很好的尺寸稳定性。
-
自熄性:PPO具有自熄能力,适合用于需要阻燃特性的应用。
-
加工性:PPO的熔体粘度较高,加工难度大,通常需要通过改性提高加工性能。
加工工艺
-
PPO的加工通常需要采用特殊的工艺,如合金化和共混改性,以降低其熔体粘度,提高加工性能。
-
常见的改性方法包括化学改性(如共聚、嵌段、接枝和网化等)和物理改性(如共混、填充、增强和微发泡等)。
-
改性后的PPO(如MPPO,Modified Polyphenylene Oxide)可以通过注塑、挤出、成型等工艺进行加工。
应用领域
-
电子电气行业:由于其优异的电绝缘性和耐热性,PPO广泛应用于电子电气部件,如线圈骨架、管座、控制轴等。
-
汽车行业:PPO用于制造汽车仪表盘、防护杠等部件,特别是与尼龙(PA)合金化的PPO材料,用于外装饰部件。
-
家用电器:PPO用于制造家用电器的外壳和内部结构件,如微波炉、洗衣机等。
-
办公自动化设备:用于制造办公设备如打印机、复印机的部件。
-
医疗器械:PPO的耐水解性和耐化学性使其适用于医疗器械,如热水槽和排风机混合填料阀。
-
化工耐腐蚀设备:改性PPO用于制造耐腐蚀的化工设备。
PPO材料因其卓越的性能,在工业应用中非常广泛。然而,由于其加工难度较大,通常需要通过改性来提高其加工性能,以满足不同应用的需求。
4 PBT
聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene Terephthalate,简称PBT)是一种热塑性工程塑料,以其优异的物理性能和化学性能被广泛应用于多个领域。以下是对PBT材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
机械性能:PBT具有较高的拉伸强度、抗弯强度和硬度,同时具有良好的耐磨性和耐疲劳性。
-
耐热性:PBT的热变形温度可达180℃以上,适合在高温环境下使用。
-
耐化学性:能够抵抗酸、碱、油脂等化学介质的侵蚀。
-
电性能和绝缘性能:具有较高的表面电阻和体积电阻,有效阻止电流流动,保障电气设备的安全稳定运行。
-
加工性能:PBT具有较好的流动性和成型性,适合通过吹塑、注塑等工艺制成各种形状的制品。
-
表面性能:表面光滑,色泽良好,易于涂装和印刷。
-
吸湿性低:对电气及尺寸稳定性影响极小。
加工工艺
-
PBT的加工工艺主要包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型等。
-
PBT的流动性好,易于充模,适合注射加工复杂结构的电器零件。
-
PBT可以通过添加玻璃纤维等进行增强改性,以提高其机械性能和耐热性。
-
阻燃改性可以通过添加溴化物、Sb2O3、磷化物及氯化物等阻燃剂实现。
应用领域
-
汽车领域:用于制造点火线圈、马达外壳、连接器、雨刮器、后视镜、门把手、车灯、新能源汽车的充电枪等。
-
家电手机:用于制造黑晶炉面盖、电熨斗、手机后壳等。
-
电子电气:用于制造电磁阀轴、高压连接器、线圈骨架、断路器等电子连接器和电气部件。
-
光缆:PBT纯树脂用于光纤护套领域,因其优良的力学性能和电绝缘性。
-
照明用具:作为LED灯散热器等照明材料,具有良好散热性和耐老化性。
PBT材料因其综合性能优良,在工业应用中非常广泛。然而,其分子结构中的酯键使其在某些化学环境下稳定性较差,需要在使用过程中予以注意。通过改性,PBT的性能可以得到进一步提升,以满足不同应用的需求。
6 PPS
聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,简称PPS)是一种半结晶型高性能工程塑料,以其出色的热稳定性、机械性能、耐化学性及尺寸稳定性而著称。以下是对PPS材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
热稳定性:PPS能在宽广的温度范围内保持其物理性能,长期工作温度可达220°C,热变形温度高达260°C。
-
耐化学性:PPS对多数酸、碱、盐、有机溶剂具有很好的耐受性,不易受腐蚀。
-
阻燃性:PPS具有固有的阻燃性能,无需添加任何阻燃剂即可达到UL 94 V-0等级。
-
导热性:PPS的导热性高于PEEK,但低于PE和PTFE。
-
尺寸稳定性:PPS具有低线性热膨胀系数,使其在高温下仍保持尺寸稳定。
-
机械性能:PPS具有良好的抗拉强度、抗压强度、硬度和冲击强度。
-
电性能:PPS具有高电阻率和低介电常数,能在高温高湿条件下保持良好的电性能。
-
耐水解性:PPS不吸水,因此具有稳定的化学性能。
加工工艺
-
PPS可以通过注塑、挤出、模压、喷涂等方法成型加工。
-
注塑成型时,PPS的熔融粘度较低,可以填充长而薄的截面,成型温度一般控制在280~360°C。
-
挤出成型主要采用排气式挤塑机,加热器温度300~340°C。
-
模压成型需要将PPS粉末与填料混合后,在高温下熔融并冷却成型。
-
喷涂成型通常采用静电粉末喷涂,适用于金属工件的表面处理。
应用领域
-
汽车工业:用于制造发动机部件、传感器、卤素灯座等。
-
电子电气:用于制造绝缘体、电路板、连接器等。
-
化工加工:用于制造耐腐蚀的阀门、泵和管配件。
-
工业设备:用于制造齿轮、轴承和耐磨损部件。
-
石油天然气:用于制造井下设备、密封件和连接器。
-
电气部件:用于制造绝缘体、线圈型材、开关部件。
-
纺织工业:用于制造印染设备的零件。
PPS材料因其卓越的性能,在许多高端应用领域中被认为是性价比较高的材料。然而,PPS在未改性状态下可能较脆、热变形温度较低,限制了其应用范围。通过添加无机填料、纤维增强或合金化等改性手段,可以显著提高PPS的力学性能和综合性能,从而扩大其应用领域。
7 PAI
聚酰胺酰亚胺(Polyamide Imide,简称PAI)是一种高性能工程塑料,以其卓越的耐热性、耐化学性、机械强度和尺寸稳定性而著称。以下是对PAI材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
耐热性:PAI在高温环境下表现出优秀的机械性能和尺寸稳定性,空气中允许工作温度非常高,在250℃温度范围内具有最佳尺寸稳定性。
-
耐化学性:PAI对多数酸、碱、有机溶剂具有很好的耐受性,不易受腐蚀。
-
耐磨和摩擦性能:PAI具有优秀的耐磨性能和低摩擦系数,适合用于制造轴承和滑动部件。
-
抗紫外线和辐射性能:PAI具有良好的抗紫外线和高能辐射性能,适用于辐射环境。
-
低可燃性:PAI具有固有的阻燃特性。
-
高强度和高绝缘性:PAI兼具高强度和优异的电绝缘性能。
-
自润滑性:PAI具有自润滑特性,适用于减少摩擦和磨损的应用。
-
热膨胀系数小:PAI的热膨胀系数低,有助于保持零件在温度变化下的尺寸稳定性。
加工工艺
-
PAI可以通过注射成型、挤出成型、模压成型等方法加工。
-
注塑成型时,PAI的熔融粘度较高,需要特殊的螺杆设计和高背压。
-
模具温度对PAI的结晶度和最终性能有显著影响,通常需要控制模具温度在204—218℃。
-
PAI是吸湿性树脂,成型前需要在121℃下预干燥24小时以去除水分。
-
为了获得高性能的PAI制品,通常需要进行二次固化过程,这可以提高制品的拉伸强度和热变性温度。
应用领域
-
航空航天:用于制造航空器部件、喷气发动机供燃系统零件等。
-
汽车工业:用于制造高性能的汽车零部件,如止推垫圈、止推轴承等。
-
电子和半导体工业:用于制造芯片组、插座、杯体焊接支座等。
-
化工行业:用于制造耐腐蚀的阀门、泵和管配件。
-
石油钻探:用于制造能承受高温和化学腐蚀的钻探设备。
-
机械零件:用于制造无润滑轴承、密封、轴承隔离环和往复式压缩机零件。
PAI材料因其独特的性能组合,在高性能工程塑料领域占有重要地位。然而,PAI的高成本和加工难度限制了其在某些应用中的广泛使用。通过材料改性和加工技术的进步,PAI的应用范围有望进一步扩大。
8 PEEK
聚醚醚酮(Polyether Ether Ketone,简称PEEK)是一种高性能工程塑料,以其卓越的耐高温性、耐化学性、机械性能和电绝缘性而广泛应用于航空航天、汽车、医疗等领域。以下是对PEEK材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
耐高温性:PEEK具有较高的玻璃化转变温度(Tg=143℃)和熔点(Tm=334℃),长期使用温度可达260℃,瞬时使用温度可达300℃。
-
耐化学性:PEEK对多数酸、碱、有机溶剂和烃类化合物具有很好的耐受性,除浓硫酸外不溶于任何溶剂。
-
自润滑性:PEEK具有优异的滑动特性,适合于低摩擦系数和耐磨耗用途的场合。
-
阻燃性:PEEK具有自熄性,不加任何阻燃剂即可达到UL标准的94V-0级。
-
易加工性:PEEK具有良好的高温流动性和高热分解温度,可通过多种加工方式成型。
-
机械特性:PEEK具有良好的韧性和刚性,以及优异的耐疲劳性。
-
电性能:PEEK具有高体积电阻率和表面电阻率,在宽广的温度范围内保持良好的绝缘性能。
-
耐水解性:PEEK不受水和高压水蒸气的化学影响,即使在高温及高压蒸汽或水环境下也能保持良好的机械性能。
加工工艺
-
PEEK的加工工艺包括注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。
-
注塑成型是PEEK应用中常见的一种成型方式,需要精确控制注射速度、压力和时间。
-
由于PEEK的高熔点,模具和设备需要能够承受高温,通常模具温度需预热至150℃以上。
-
PEEK是吸湿性树脂,成型前应在80-120℃下干燥6-12小时以去除水分。
-
冷却速度对产品的尺寸精度和内应力有重要影响,需要适当控制。
应用领域
-
航空航天:用于制造飞机零部件,如电缆夹头和护套,实现减重。
-
汽车工业:用于制造发动机内罩、轴承、垫片、密封件等零部件。
-
医疗领域:由于其生物相容性和耐消毒性,PEEK用于制造骨科植入物、假牙基台等。
-
电子电气:用于制造集成电路板、焊锡无铅化等电子电器部件。
-
核能行业:由于其耐辐射性,PEEK用于制造电缆包覆和电线绝缘系统。
-
化工行业:用于制造耐腐蚀的泵体、阀门部件等。
PEEK作为一种超高性能特种工程塑料,其合成方法和加工技术的进步使其在多个领域替代金属、合金、陶瓷等传统材料,展现出广泛的应用潜力。
11 PI
聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)是一类分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,是工程塑料中耐热性最好的品种之一。以下是对PI材料特性、工艺及应用的详细介绍:
物理化学特性
-
耐热性:PI具有极高的耐热性,热分解温度可达500℃以上,某些品种甚至达到600℃。
-
耐低温性:在极低温度下(如-269℃的液态氦中)不会变脆。
-
机械性能:具有很高的抗张强度和弹性模量,突出的抗蠕变和尺寸稳定性。
-
电绝缘性:在宽广的温度和频率范围内保持高介电强度和低介电损耗。
-
化学稳定性:对多数有机溶剂稳定,耐油和有机溶剂,不耐强氧化剂和碱。
-
自熄性:不易燃烧,发烟率低。
-
耐辐射性:具有很高的耐辐照性能。
-
生物相容性:无毒,可用来制造餐具和医用器具。
加工工艺
-
PI材料可分为热固性和热塑性两种类型。
-
热固性PI在固化后形成网络结构,具有更高的热稳定性和机械强度,但固化后无法重新熔化或重塑。
-
热塑性PI可以加热塑形并在冷却后固定形状,具有更好的加工性能和可回收性。
-
加工方法包括模压成型、注射成型、挤出成型等。
应用领域
-
薄膜:用于电机的槽绝缘、电缆绕包材料,以及太阳能电池底板。
-
涂料:作为绝缘漆用于电磁线或耐高温涂料。
-
先进复合材料:用于航天、航空器及火箭零部件。
-
纤维:作为先进复合材料的增强剂,高温介质过滤材料和防弹织物。
-
泡沫塑料:用作耐高温隔热材料。
-
工程塑料:用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。
-
胶粘剂:用作高温结构胶。
-
分离膜:用于气体分离,如氢/氮、氮/氧等。
-
光刻胶:用于集成电路制造。
-
微电子器件:用作介电层、缓冲层、保护层等。
-
液晶显示:用作取向排列剂。
-
电-光材料:用作无源或有源波导材料、光学开关材料等。
PI因其卓越的性能,在航空航天、微电子、纳米、液晶、激光等领域有广泛的应用前景,被誉为“解决问题的能手”。随着技术的发展,PI的应用范围将进一步扩大。