7常用工程塑料.ppt

1 热塑性工程材料 2 概述 工程塑料分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类 与通用塑料相比 工程塑料具有更高的力学强度 能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件 具有较高的尺寸稳定性 可在工程中作为结构材料 广泛应用与机械 电子 汽车及航空航天领域 五大通用工程塑料为 聚酰胺 聚碳酸酯 聚甲醛 热塑性聚酯 聚苯醚 3 聚酰胺 PA 4 聚酰胺 PA 俗称尼龙 大分子链中含有酰氨基的一类聚合物的总称 是工程塑料中开发利用最早的品种 20世纪40年代主要作纤维 50年代后期逐渐用作工程材料 常见品种 聚己内酰胺 聚己二酰己二胺 聚癸二酰己二胺 聚癸二酰癸二胺 聚十一内酰胺 聚十二内酰胺等 5 聚酰胺的结构特征 1 聚酰胺的分子结构 脂肪族PA如PA 6 PA 66 PA 610典型的线型热塑性聚合物 PA的分子链上具有酰胺基 CONH 可以使分子间形成氢键 大分子链中氢键的含量增加 PA的力学性能 吸水率和熔点增大 吸水率对制品的影响 1 吸水后尺寸变化 降低制品尺寸稳定性 2 影响制品的力学性能 2 聚酰胺的结晶性 具有较高的结晶能力 3 相对分子质量 力学强度的影响 6 聚酰胺的主要性能 1 力学性能PA是典型的硬而韧聚合物 刚性较低 但它的比拉伸强度大于金属 比压缩强度与金属相当 可代替某些金属材料 PA的拉伸强度 弯曲强度和硬度随温度和吸水率的增大而降低 冲击强度则明显提高 1 PA具有优良的耐磨性 PA 1010最佳 在PA中添加二硫化钼 石墨或聚四氟乙烯粉末可进一步提高其耐磨性 2 PA具有优良的耐疲劳性 添加玻纤可进一步增强其耐疲劳性 3 纤维增强PA成为主要手段 可提高其力学强度 冲击强度 硬度 抗蠕变性以及耐热性和尺寸稳定性也大大提高 7 2 热性能PA熔点高 熔融温度范围窄 通常在180 280 之间 PA使用温度不超过100 通常为80 在100 以上的温度长期与氧接触会引起其表面的缓慢热氧降解 是制品逐渐呈现褐色丧失使用性能 新开发的芳香族PA长期使用温度可达200 PA散热性较差 可加入铜粉或石墨提高其散热性 PA具有自熄性 常用尼龙的熔化温度 PA66 260 290 PA6 230 280 PA12 240 300 8 3 化学性能PA室温下耐稀酸 弱碱和大多数盐 不耐强酸和浓度较高的酸及强氧化剂 PA具有优良的耐油性 但水和醇及其类似的化合物可使PA产生溶胀 PA的耐候性一般 通常加入碳黑 胺类和酚类提高其耐候性 4 电性能由于极性酰氨基的存在 PA不适合作为高频和在潮湿环境下工作的电绝缘材料 9 5 成型加工性能 1 由于PA的吸水性 加工前应在80 100 下真空干燥6 10h 2 PA的熔体黏度对温度敏感 加工过程中要使温度和黏度相匹配 3 PA的熔程窄 一般在10 左右 故要严格控制加工温度 一般在PA熔点以上5 50 受热时间不宜超过0 5h 4 PA具有较大的成型收缩率 对于使用温度高于80 或精度要求较高的制品成型后需进行退火处理 10 聚酰胺的成型加工与应用 1 注塑成型与制品 齿轮 轴承 滑轮 导轨 2 挤出成型与制品 薄膜 管材 片材等 3 单体浇注 MC尼龙 大型制件 11 聚碳酸酯 PC 12 引言 PC是20世纪50年代末发展起来的重要热塑性工程塑料 产量仅次于PA 具有优异的均衡力学 热和电性能 特别是冲击强度为一般热塑性塑料之冠 易于加工 PC是一类主链含有碳酸酯基的聚合物 通常根据结构单元的组成分为芳香族 脂肪族和脂肪 芳香族三类 工程塑料的品种主要为双酚A型的芳香族PC 13 碳酸酯的合成 1 光气法2 酯交换法 14 聚碳酸酯的主要性能 1 力学性能 1 PC具有突出的冲击强度 高出PA的3倍 在相对分子质量3万左右出现峰值 PC的冲击强度对缺口较敏感 2 PC具有良好的尺寸稳定性 3 PC的疲劳强度和耐磨性一般 容易产生内应力而引起应力开裂 15 2 热性能PC玻璃化温度约150 熔融温度220 230 长期使用温度高 在120 具有优良的耐寒性 脆化温度低达 100 3 化学性能耐油性优良 不耐碱 浓硫酸 王水和糠醛等 能溶解于极性溶剂 如四氯乙烷 吡啶 噻吩 四氢呋喃等极性有机溶剂 耐候性一般 可加入抗氧剂1076和紫外线吸收剂U P等稳定化助剂 4 电性能一般 16 5 光学性能PC无色透明 具有良好的透过可见光的能力 长期在光照环境中使用需加入紫外线吸收剂以提高其防老化性能 6 成型加工性能 1 PC由于酯基易于发生高温水解 加工前需在135 下干燥 2 PC熔体流动特性接近牛顿流体 熔体黏度对温度变化敏感 成型加工可通过温度调节控制熔体流动 17 3 PC对缺口敏感 PC制品设计尽量避免尖角 缺口以及厚度突变的区域 以免产生应力集中而导致制品破坏 4 通过控制熔体温度 模具温度 注塑压力和保压时间可制得尺寸精度较高的制品 18 PC的成型加工与应用 19 热塑性聚酯 20 简介 聚酯是指大分子链节中含有酯基的一类聚合物 主要成分为饱和聚酯和不饱和聚酯两大类 饱和聚酯的品种主要有聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯 又称为热塑性聚酯或线型聚酯 不饱和聚酯是重要的热固性树脂 21 聚对苯二甲酸乙二酯 PET PET起初主要生产涤纶 后来用于生产薄膜 1 PET的结构与性能PET分子链既含有苯环 也含有酯基 苯环使分子链变得刚硬 酯基使其具有一定的柔性 熔融温度为257 265 刚柔相济的分子结构赋予PET具有较高拉伸强度 良好的耐磨性和耐蠕变性 长期使用温度为120 耐有机溶剂和油类 不耐强酸强碱侵蚀 具有一定的吸水性和优良的气体阻隔性 22 2 PET的三大应用 薄膜 饮料瓶 工程制件 23 聚对苯二甲酸丁二酯 PBT PBT具有良好的成型加工特性和较高的性价比被广泛的应用 与PET相比 分子链柔顺性增加 刚性 硬度 Tg Tm下降 但韧性增加 1 结构性能特征 1 综合性能优异 目前大部分采用玻纤增强 PBT