高性能聚合物的发展历程及现状

1、高性能聚合物的发展历程及现状,（一）前言 高分子材料的分类 天然高分子材料：天然纤维 天然橡胶 合成高分子材料：合成纤维 合成橡胶 塑料 功能高分子材料 （电子材料）,塑料的分类：,热塑性 聚乙烯（PE），聚丙烯（PP）， 聚氯乙烯（PVC）， 1.通用塑料 聚苯乙烯（PS）等。 热固性 酚醛，不饱合聚酯， 脲醛，环氧等。,2工程塑料（五大工程塑料） 聚碳酸酯（PC） 聚酰胺（尼龙）（PA） 聚甲醛（POM）,聚苯醚（PPO） 聚丁酯（PBT）,3特种工程塑料 （1）聚酰亚胺（PI） （2）聚酰胺酰亚胺（PAI） （3）聚醚酰亚胺（PEI） （4）聚砜（PSF） （5）聚芳酯（U-polyme

2、r） （6）聚苯硫醚（PPS） （7）聚醚砜（PES） （8）聚醚醚酮（PEEK）,二、国际上特种工程塑料的发展历程及现状 （一）国际上的发展历程 特种工程塑料（Super EP）,更早期被称为耐高 温高分子材料，即长期使用温度在150以上的一 类高分子材料，进入本世纪又开始采用高性能聚 合物（high performance polymer）,从而把半芳香 尼龙，长链尼龙，液晶高分子等也纳入这个范畴。 60年代末70年代初开始，这类新一代塑料发展 的原始推动力是当时美、苏两霸的军备竞赛的急需。 所以当这类材料一问世，西方巴黎统筹委员会（COCOM组织）即将其列为战略物资向中国等 社会主义国家

3、封锁禁运。 下面分品种作些简单介绍：,（1）聚酰亚胺（PI，1964，Dupun公司）,特性：耐高低温性能优异（400269） 电性能优异（介电损耗小，击穿电压高） 用途：主要是薄膜（Kapton），和绝缘漆 价格：30000日元/Kg,（2）聚酰胺酰亚胺（PAI，1971，Amoco公司）,特性：与PI最大的不同是具有热塑性， 可注射、 挤出成型，高温机械强度 好，260还有很高的保持率， 阻燃性好，符合UL94V-0级。 用途：电器、电子零部件 机械零部件 汽车零部件 价格：12000日元/Kg,（3）聚醚酰亚胺（PEI，1978，GE公司）,特性：机械特性均衡 阻燃、发烟量少 耐候、耐药

4、品、耐放射性好 易加工、价格低（PI的1/6） 用途：汽车、电子、家电零部件为主 也可用做电磁线、薄膜等 价格：5000日元/Kg,（4）聚芳酯（EKONOL,1972,日本住友化学公司）,特性：连续使用温度高，线膨胀系数小，吸水率小而耐磨耗性大 耐药品性好，尺寸稳定性好 用途：利用上述特性制作机械零部件、电子电器零部件等,（5）聚芳酯（U-polymer，1973，Unitika,ltd.）,特性：阻燃，耐紫外线，尺寸稳定性好 适合填充改性 用途：电器、电子、汽车等零部件 医疗器械,（6）聚砜（PSF，1966，UCC公司）,特性：综合力学性能好，韧性突出 浅琥珀色，透明易着色 无毒，符合食

5、品卫生标准 用途：电器、电子、汽车等零部件 食品、医疗设备制品 价格：3100033000日元/Kg,（7）聚苯硫醚（PPS，1973，philips公司）,特性：耐热等级高200，阻燃 高温机械强度好，尺寸稳定性好 加工性好 用途：汽车零部件 电器、电子零部件 精密机械制品,（8）聚醚砜（PES,1972,公司）,特性：耐热等级高Tg=225（属H级），机械强度好 温度依赖性小，耐药品性好 阻燃UL-94 V-0，尺寸稳定性好 用途：电器、电子零部件（50%），机械零部件， 热水输送设备，汽车零部件，涂料，超滤膜 价格：60007500日元/Kg,（9）聚醚醚酮 (PEEK,1981,ICI

6、公司),特性：耐热等级高，长期使用温度240 机械强度高，电性能好，阻燃UL-94 V-0 耐药品性好，耐热水性好，耐辐射性好 用途：汽车零部件，电器、电子零部件 机械零部件，核电用 耐防腐式功能涂层,从上述发展历程介绍中不难看出，这类材料的开发初期有以下两个特点： 1.每个品种都是由像Duponf,ICI这样大牌公司在做； 2.几乎是每个公司都独自开发一个品种。 原因是由当时的历史背景决定的： 1.技术强度大，开发周期长； 2.应用背景是国防军工市场，规模小； 3.投资回报期很长，以PEEK为例大约经历了10年以上。,（二）国际上的现状 这里只介绍我带到金发的两大类。 1.聚芳醚砜系列即：

7、（1）PSU 产能达10000t/y左右 原生产公司被Solvay收购独家经营 （2）PES 美国的相关生产被Solvay收购，统一生产经营， 只是BASF还独立。,（3）PPSU（聚联苯醚砜） 这是90年代后由Solvay公司自行开发成功的一个新品种 特性：耐热性与PES相当，拉伸强度稍低于PES， 但断裂伸长则远大于PES 用途：与PES相当，近年一个突出引人注目的用途是由于 欧盟限制PC在医药、食品中的应用，而被PPSU取代,2.聚芳醚酮系列的现状 (1)PEEK树脂 从81年代商品化以来，由Victrex公司（早期为ICI）独家 垄断生产经营了20多年。产量由最初的1000t/y几次增

8、产扩大 到4250t/y。其发展趋势如图所示：,(2)PEEK-HT（第二代聚芳醚酮树脂）,由Victrex公司于90年代中期推出。 特性：基本力学性能比PEEK稍高外，其他物性和 加工性与PEEK相当，只是耐热性有显著提 高，即由 PEEK的343提高到373,(3)PEEK-ST（第三代聚芳醚酮树脂）,被称为聚醚酮醚酮酮，资料报导是2009年后半期开始上市，目前价格不详。,3.国际上这两类树脂产业化的新特点 （1）7080年代不曾参与这类高分子材料研发的大公司都 纷纷企图参与； （2）不再是一个公司独占一个品种，而有人想开始集约化 发展，典型如Solyay Sabic。,三国内研究开发的历程和现状 由于国内这方面由历年的高分子年会论文集和其他相关专 业杂志，可随意到手关于各品种的发展历史，我这里不想一一介绍。 只想概括的说几句，在那个年代一方面由于他是高分子前 沿的一部分，再就是从不同部门可以拿到科研经费，可以说 国内只要是有高分子专业的高校和研究所，没有不去从事这 方面研究的，甚至一个品种多家