特种工程塑料及其应用

1、特种工程塑料及其应用 特种工程塑料及其应用 特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性能更高， 长期使 用温度在 150以上的工程塑料,主要用于高科技,军事和宇航、航 空等工业。 特种工程塑料主要包括： 聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)、 液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、含氟聚合物等。 PPS（聚苯硫醚）PPS（聚苯硫醚） 英文名称: Polyphenylene sulfide，简称 PPS. 中文名称: 聚苯硫醚聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂 PPS 具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性 以及优良的

2、电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑 料。同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领 域获得成功应用。近年来，国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依 赖进口的状况。但是，中国 PPS 技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题， 这些将是 PPS 下一步发展的重点。 特点特点: 具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、 热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。 PPS 是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于 260 度

3、、抗化学性仅次于聚 四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。 此外，它还具有成型收缩率小（约 0.08%），吸水率低（约 0.02%），防火性好、耐震动疲乏 性好等优点。 比重：1.36 克/立方厘米成型收缩率：0.7%成型温度：300-330 PPS 塑料的物料性能塑料的物料性能 1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆，跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻 璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。有优良的阻燃性，为不燃塑料。 2、强度一般，刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.长期使用温度可达 2 60 度，在 400 度的空气或氮气中保持稳定。通过加玻璃纤维或其它增强材料改性

4、后，可以使冲击 强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到 1.6-1.9，成型收缩率较小到 0.15 -0.25适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件. PPS 塑料的成型性能塑料的成型性能 1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。 2.流动性介于 ABS 和 PC 之间，凝固快，收缩小，易分解，选用较高的注射压力和注射速度。 模温取 100-150 度。主流道锥度应大，流道应短。 PPS 塑料缺点是脆性大、韧性差，耐冲击强度低，经过改良以后，可以获得十分优异的综合 性能，市场出售的产品均为其改良的产品. PPS 塑料广泛运用于：塑料广泛运用于： 电子方面：视机、电脑上

5、的高压元件、外壳、插座、接线柱，电动机的起动线圈、叶片，电刷 托架及转子绝缘部件，接触开关，继电器，电熨斗，吹风机，灯头，暖风机，F 级薄膜等。 汽车工业：适用于排气再循环阀及水泵叶轮，及汽化器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、 轴承、传感部件等。 机械工业：用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件，导 管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。 化工领域：用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。 国外国外 PPS 生产情况生产情况 目前全球 PPS 树脂的生产能力已经超过 5 万吨/年， 成为特种工程塑料的第一大品种和继聚碳、 聚酯、聚

6、甲醛、尼龙及聚苯醚等五大工程塑料之后的第六大工程塑料品种。其生产格局是：只有美 国、日本和中国掌握 PPS 树脂的工业化生产制造技术，拥有生产能力和产品。俄罗斯、印度正在 积极进行 PPS 树脂工业化生产的研发。美国雪佛龙菲利普斯公司、吴羽化学工业公司（包括佛特 隆公司）和大日本油墨化学工业公司是全球最主要的三大 PPS 树脂生产商。 在新兴的 PPS 树脂生产商和产品中，以日本吴羽化学工业公司和其推出的 Fortron PPS 第二代线性高分子量 PPS 树脂（其复合改性料由日本宝理公司生产、销售）的发展最引人注目。 该树脂生产工艺先进，产品质量好，性能优，特别是它全面改善了 PPS 耐冲击

7、性能差、性脆的致 命缺点。此外，Fortron PPS 可以直接制造纤维和薄膜，加之树脂本色浅，可制成各种色泽鲜艳的 制品，因而成为 PPS 树脂的发展方向并受到广泛欢迎。其生产能力也迅速扩展，与 Ryton PPS 一 道成为 PPS 树脂的两大主要品牌。 1990 年前后， 由于国际经济环境的影响， 日本 PPS 厂家的平均开工率只维持在 35%的低水平。 到 1994 年，开工率达额定生产能力的 60%左右。进入 21 世纪后，由于市场需求旺盛，开工率明 显提高。特别是进入 2004 年后，尽管原油价格持续上涨导致 PPS 树脂价格上涨 10%，但树脂仍 然供不应求，各家公司更是开足马力

8、进行树脂的生产。同时，一些公司纷纷准备扩建生产装置，如 雪佛龙菲利普斯、 大日本油墨化学工业公司和出光石油化学工业公司更分别提出建设万吨级生产装 置的计划。 国际上 PPS 复合粒料的生产厂商和产品规格、型号众多，其中供应中国的主要以雪佛龙菲利 普斯（包括东丽-菲利普斯公司）的 Ryton PPS 系列、日本宝理公司的 Fortron PPS 系列以及大 日本油墨公司的 DIC PPS 系列为主。 中国中国 PPS 的发展的发展 中国 PPS 的研究和生产始于上世纪 70 年代初期，先后有二十多家企业建立了 PPS 树脂合成 中试或生产装置，但是普遍存在技术水平低，工艺不过关的致命弱点。 近年

9、来，国内从事 PPS 复合材料生产开发的单位较多，如晨光化工研究院、北京市化工研究 院、 广州化工研究院等在 PPS 玻纤增强、 碳纤维及无机矿物填充增强 PPS 的成型加工及应用领域、 北京玻璃钢研究院在连续纤维增强制备 PPS 复合板材、 中山大学在 PPS/碳纤维复合材料研究方面 取得较大成绩。但国内的复合粒料生产厂仍然存在产量小，品种单一的问题，大多以通用品种 玻璃纤维增强料及无机物填充改性品种为主。一些高性能或特殊品种的 PPS 复合粒料与合金目前 仅有四川华拓公司、四川大学等少数单位有部分产品销售。 PPS 的前景与发展目标的前景与发展目标 目前中国 PPS 改性与复合粒料的市场总

10、需求量大于 8000 吨/年，且增长很快，年需求增长率 高达 15%-20%。消费的 PPS 产品型号仍以通用品种 0%-40%玻璃纤维增强料为主，应用以电子电 器、精密机械为主，在汽车、摩托以及石油、化工领域的消费也在稳步增长。随着中国电子电器、 汽车行业的高速发展，PPS 的市场前景极为广阔，预计 2005 年中国 PPS 粒料的市场需求量将达 到 10000 吨/年。国内外多家厂商和投资者有意介入 PPS 树脂生产线或者建设新的 PPS 树脂工业 化生产线。中国市场正在形成 PPS 生产的国内外双重竞争态势，这将有利于 PPS 在国内的进一步 推广以及市场和应用领域的扩展，并开拓国际市场

11、。 预计未来 5 年内，PPS 的需求量还将有年均 10%以上的增长率。目前全球 PPS 生产与需求已 趋于紧张，随着社会的发展，汽车和电子工业对 PPS 的总需求量还将进一步扩大。这给全球的 P PS 树脂生产商扩大生产提供了机会，同时，也为中国 PPS 产业带来巨大的机遇。 结合国内外 PPS 及新材料的发展动向，在发展新型 PPS 类材料品种，开发 PPS 新合成方法 的基础上还应当着力抓好新型改性料及专用料的研制开发， 积极开发新型 PPS 复合材料改性品种， 尽快建立更大的规模化生产装置等。其中，尽快建立 5000-8000 吨/年级的 PPS 树脂生产线，是中 国 PPS 发展的当

12、务之急。这是发展中国高性能结构材料所必须的战略举措，对打破国外技术限制 和封锁，满足国民经济以及军工各领域对高性能结构材料的需求意义极为重大。 PSF（聚砜） PSF（聚砜） 聚砜是分子主链中含有链节的热塑性树脂。英文名：Polysalfone（简称 PSF 或 PSU）有普通 双酚 A 型 PSF（即通常所说的 PSF），聚芳砜和聚醚砜二种。 PSF 是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力学性能优异，刚性大，耐磨、高强度，即 使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点，其范围为为-100150, 长期使用温度为 16 0,短期使用温度为 190,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩

13、率小, 无毒,耐辐射,耐燃, 有熄性。 在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能。化学稳定性好，除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外， 能耐一般酸、碱、盐、在酮，酯中溶胀。耐紫外线和耐候性较差。 耐疲劳强度差是主要缺点。 PSF 成型前要预干燥至水份含量小于 0.05%。PSF 可进行注塑、模压、挤出、热成型、吹塑 等成型加工，熔体粘度高，控制粘度是加工关键，加工后宜进行热处理，消除内应力。可做成精密 尺寸制品。 PSF 主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门， 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、接线柱 ，印刷电路板、轴套、 罩、电视系统零

14、件、电容器薄膜，电刷座，碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。PSF 还可做防护罩元 件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩，照相器档板，灯具部件、传感 器。代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘，咖啡盛器，微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品 分配器。卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和 实验室器械，还可用于镶牙，粘接强度高，还可做化工设备（泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管 道、阀门容器）、食品加工设备，奶制品加工设备、环保控制传染设备。 聚芳砜（PASF）和聚醚砜（PES）耐热性更好，在高温下仍保持优良机械性能。 聚酰亚胺(PI) 概述概述

15、聚酰亚胺：英文名 Polyimide (简称 PI) 聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、 激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21 世纪最有希望的工程塑料之 一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其 巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是解决问题的能手（protion solver），并认为没 有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。 分类分类 聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种。 （1）缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸 或芳香族四羧

16、酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N -甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工 艺， 这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净， 同时在聚酰胺酸环化 （亚胺化） 期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材 料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 （2）加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发 出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚

17、胺。通 常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺， 应用时再通过不饱和端基进行聚 合。 聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚 胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制 品。但固化物较脆。 降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由 NASA Lewis 研究中心发展的一类 PMR （for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。R MR 型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和 5-降冰

18、片烯-2，3-二羧酸的单 烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。 聚酰亚胺的性能聚酰亚胺的性能 1、 全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在 500左右。由联苯四甲酸二酐和 对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到 600，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。 2、 聚酰亚胺可耐极低温，如在269的液态氦中不会脆裂。 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在 100Mpa 以上，均苯型聚酰 亚胺的薄膜（Kapton）为 170Mpa 以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到 400Mpa。作为工程 塑料，弹性膜量通常为

19、34Gpa，纤维可达到 200Gpa，据理论计算，均苯四甲酸二酐和对苯二胺 合成的纤维可达 500Gpa，仅次于碳纤维。 4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解，这个看似缺点 的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点， 即可以利用碱性水解回收原料二 酐和二胺，例如对于 Kapton 薄膜，其回收率可达 8090。改变结构也可以得到相当耐水解的 品种，如经得起 120，500 小时水煮。 5、 聚酰亚胺的热膨胀系数在 210-5310-5，广成热塑性聚酰亚胺 310-5，联苯型可 达 10-6，个别品种可达 10-7。 6、 聚酰亚胺具有很高的耐辐照

20、性能，其薄膜在 5109rad 快电子辐照后强度保持率为 90。 7、 聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为 3.4 左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在 聚酰亚胺中，介电常数可以降到 2.5 左右。介电损耗为 10-3，介电强度为 100300KV/mm，广成 热塑性聚酰亚胺为 300KV/mm，体积电阻为 1017/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内 仍能保持在较高的水平。 8、 聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 9、 聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、 聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还 具有很好的生物相容性，例如，在血液相容

21、性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。 合成途径合成途径 聚酰亚胺品种繁多、 形式多样， 在合成上具有多种途径， 因此可以根据各种应用目的进行选择， 这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。 1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成，这两种单体与众多其他杂环聚合物，如聚苯并咪唑、 聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较，原料来源广，合成也较容易。二酐、二 胺品种繁多，不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。 2、聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂，如 DMF，DMAC,NMP 或 THE/甲醇混合溶剂中先 进行低温缩聚，获得可溶的聚酰胺酸，成膜或纺丝后加热至 300左右脱水

22、成环转变为聚酰亚胺； 也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂，进行化学脱水环化，得到聚酰亚胺溶液和粉末。二 胺和二酐还可以在高沸点溶剂，如酚类溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺。此外，还可以由四元 酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺；也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺，然后再转化为聚 酰亚胺。这些方法都为加工带来方便，前者称为 PMR 法，可以获得低粘度、高固量溶液，在加工 时有一个具有低熔体粘度的窗口，特别适用于复合材料的制造；后者则增加了溶解性，在转化的过 程中不放出低分子化合物。 3、 只要二酐（或四酸）和二胺的纯度合格，不论采用何种缩聚方法，都很容易获得足够高的 分子量，加入单元酐或单

23、元胺还可以很容易的对分子量进行调控。 4、 以二酐（或四酸）和二胺缩聚，只要达到一等摩尔比，在真空中热处理，可以将固态的低 分子量预聚物的分子量大幅度的提高，从而给加工和成粉带来方便。 5、 很容易在链端或链上引入反应基团形成活性低聚物，从而得到热固性聚酰亚胺。 6、 利用聚酰亚胺中的羧基，进行酯化或成盐，引入光敏基团或长链烷基得到双亲聚合物，可 以得到光刻胶或用于 LB 膜的制备。 7、 一般的合成聚酰亚胺的过程不产生无机盐，对于绝缘材料的制备特别有利。 8、 作为单体的二酐和二胺在高真空下容易升华，因此容易利用气相沉积法在工件，特别是表 面凹凸不平的器件上形成聚酰亚胺薄膜。 聚酰亚胺的应用

24、聚酰亚胺的应用 由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点，在众多的聚合物中，很难找到如聚酰亚胺这样 具有如此广泛的应用方面，而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。 1、薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦 Kapton,宇部兴产的 Upilex 系列和钟渊 Apical。 透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。 2. 涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用。 3. 先进复合材料：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如美国的 超音速客机计划所设计的速度为 2.4M，飞行时表面温度为 177，要求使用寿命为 6000

25、0h，据报 道已确定 50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用 量约为 30t。 4. 纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。 5. 泡沫塑料：用作耐高温隔热材料。 6. 工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以模压成型也可以用注射成型或传递模塑。主 要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特 种泵密封等机械部件上。 7. 胶粘剂：用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。 8. 分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离

26、，从空气烃类原 料气及醇类中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能，在 对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。 9. 光刻胶：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜， 可大大简化加工工序。 10. 在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品 率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还可以对 a-粒子起屏蔽作用，减少或消除器件的软 误差（soft error）。 11. 液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在 TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD 及未来的铁电液晶 显示器的取向剂材料方面都

27、占有十分重要的地位。 12. 电-光材料：用作无源或有源波导材料光学开关材料等，含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围 内为透明，以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。 综上所述，不难看出聚酰亚胺之所以可以从 60 年代、70 年代出现的众多的芳杂环聚合物脱颖 而出，最终成为一类重要的高分子材料的原因。 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名 Polyimide(简称 PI)， 可分为均苯型 PI，可溶性 PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。 PI 是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，有的品种可长期承受 290高温短时间承受 49 0的高温，另外力学

28、性能、耐疲劳性能、难燃性、尺寸稳定性、电性能都好，成型收缩率小，耐 油、一般酸和有机溶剂，不耐碱，有优良的耐摩擦，磨耗性能 Pi 电子电器方面均有应用， 电子工业上做印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插 座等领域。 聚芳酯（PAR） 聚芳酯（PAR） 聚芳酯，英文名称为 Polyarylate，简称 PAR。是一种耐热性好、使用温度较广，可在-70-+1 80下长期使用，阻燃性良好的热塑性工程塑料。 聚芳酯的软化温度与热分解温度（443）相差较远，故可方便地采用注射、挤出、吹塑等加 热熔融的加工方法。它的机械性能和电性能优异，有突出的耐冲击性（特别是百度较大的制品）各 回弹性。对一般有

29、机药品、油脂类稳定，也能耐一般稀酸，但不耐氨水、浓硫酸及碱。易溶于卤代 烃及酚类。难燃，耐候性好。 因聚芳酯的耐热性与电性能好，故主要用于耐高温的电气、电子和汽车工业方面的元件和零部 件，也常用作医疗器械。它可在溶液中成膜和纺丝，制成薄膜及纤维，前者用于 B 级（130）的 电机电器绝缘。后者用作耐高温纤维。可挤出成型抽板材和管材，也可应用于日常生活品方面。 采用玻璃纤维增强以提高聚芳酯的耐热性，用碳纤维改性改进其耐药品性，与聚四氟乙烯共混 提高其耐磨耗性，以特殊的列机填充可制得高反射遮光的聚芳酯，使它的应用范围更为扩大。近年 来还开发了高屏蔽和高透明的聚芳酯新品种，供不同用途之需。 LCP（

30、LCP（液晶聚合物） ） 一一 液晶高分子聚合物液晶高分子聚合物 液晶高分子聚合物（液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polyester），简称），简称 LCP。是。是 80 年代初期发展起 来的一种新型高性能工程塑料 年代初期发展起 来的一种新型高性能工程塑料 一、概述一、概述 LCP 是一类具有杰出性能的新型聚合物。LCP 是包含范围很宽的一类材料： a、溶致性液晶：需要在溶液中加工； b、热致性液晶：可在熔融状态加工。 最初工业化液晶聚合物是美国 DuPont 公司开发出来的溶致性聚对亚苯基对苯二甲酰胺（Kevl ar）。由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，只能

31、用作纤维和涂料。以下内 容只包括热致性 LCP。 LCP 外观：米黄色（也有呈白色的不透明的固体粉末）； LCP 密度：1.35-1.45g/cm。 液晶树脂的耐热性分类(低、中和高耐热型) 类型 热变形温度/ ASTM 分类 日本分类 牌号举例 低耐热 177 型 型 Vectra A430、Rodrun LC3000 中耐热 177243 型 型 Zenite 6330、Vetra A130、Novaccurate E335G30、Sumikasuper E7000、RodrunLC5000、Ueno LCP1000 高耐热 243 型 型 Xydar -930、Zenite6130 Ve

32、ctra C130、Ueno LCP2000、Titan LCP LG431、Novaccurate E345G30 高耐热液晶聚合物的代表性质 牌号 Xydar G-930 Titan LG431 Zenite 7130 Zenite 6130 Vectra E130i Vectra c130 相对密度 1.60 1.63 1.66 1.67 1.61 1.62 拉伸强度/MPa 135 139 145 150 165 159 弯曲强度/MPa 172 170 174 170 221 214 Izod 缺口冲击强度/（J/m） 96 299 160 123 208 176 热变形温度（1.8

33、2 MPa）/ 271 275 289 263 276 255 二、二、LCP 的特性与应用的特性与应用 1、特性 a、LCP 具有自增强性：具有异常规整的纤维状结构特点，因而不增强的液晶塑料即可达到甚 至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平。如果用玻璃纤维、 碳纤维等增强，更远远超过其他工程塑料。 b、液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性，对大多数塑料存在的蠕变特 点，液晶材料可以忽略不计，而且耐磨、减磨性均优异。 c、LCP 的耐气候性、耐辐射性良好，具有优异的阻燃性，能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。 其燃烧等级达到 UL94V-0 级水平。 d

34、、LCP 具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高，耐电弧性良好。在连续使用 温度 200-300，其电性能不受影响。间断使用温度可达 316左右。 e、LCP 具有突出的耐腐蚀性能，LCP 制品在浓度为 90%酸及浓度为 50%碱存在下不会受到 侵蚀，对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水，接触后不会被溶解，也不会引起应力开裂。 2、应用 a、电子电气是 LCP 的主要市场：电子电气的表面装配焊接技术对材料的尺寸稳定性和耐热性 有很高的要求（能经受表面装配技术中使用的气相焊接和红外焊接）； b、LCP：印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件、汽车机械零件、医疗方面； c、LCP 加

35、入高填充剂或合金（PSF/PBT/PA）： 作为集成电路封装材料、 代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料； 作光纤电缆接头护套和高强度元件； 代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料。 代替玻璃纤维增强的聚砜等塑料（宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统）。 三、三、LCP 的注塑工艺的注塑工艺 由于改性后的性能和用途级别相差很大，其加工工艺变数也很大，故应相应调整如下范围： 1、干燥：140140150 /5-7Hr 2、注塑温度：260300410 3、模 温：100100240 四、主要生产公司四、主要生产公司 Du Pont、 Eastman、 Solvay、 Ticona、 三菱工程塑料公司、

36、住友、 宝理塑料(为 Ticona 和日本大赛珞化学公司的合资公司)、 东丽, 此外还有上野精细化工公司和 Unitika 公司等。 五、其它了解五、其它了解 热致性 LCP 具有全芳香族聚酯和共聚酯结构。它还具有密集排列的直链聚合物链结构，形 成的产品具有良好的单向机械性能特点。良好高温性能（热变形温度为 121355）、良好的抗 辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性、固有的阻燃性、低发烟性、高尺寸稳定性、低吸湿性、 极低的线膨胀系数、高冲击强度和刚性（按相同重量比较，LCP 的强度大于钢，但刚性只是钢的 1 5%）。LCP 可以耐酸、溶剂和烃类等化学品，并有较好的阻隔性。 液晶芳香族聚酯

37、在液晶态下由于其大分子链是取向的， 它有异常规整的纤维状结构， 性能特殊， 制品强度很高，并不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲模量可超过 10 年发展起来的各种热塑性塑 料。采用的单体不同，制得的液晶聚酯的性能、加工性和价格也不同。选择的填料不同、填料添加 量的不同也都影响它的性能。 二二 链路控制协议链路控制协议 LCP ，Link Control Protocol(链路控制协议链路控制协议)的简称的简称 是 PPP 协议的一个子集，在 PPP 通信中，发送端和接收端通过发送 LCP 包来确定那些在数 据传输中的必要信息。LCP 检查链接设备的标识，决定是接受还是拒绝；确定传输中可接收的包 字

38、节数；核对双方配置是否匹配，如果不匹配则断开链接。只有在 LCP 包链接是可用的情况下， 数据才能实现网络通信。 LCP 负责设备之间链路的创建，维护和终止。 聚醚醚酮（peek） 聚醚醚酮（peek） 聚醚醚酮聚醚醚酮 聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有 诸多显著优势，耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、 耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和 食品加工等领域得到广泛应用。 性能优异应用广 PEEK 树脂最早在航空航天领域获得应用，替代铝和其他金属材料制 造各种飞机零部件。汽车工

39、业中由于 PEEK 树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能，作为 制造发动机内罩的原材料，用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在 汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。 PEEK 树脂是理想的电绝缘体，在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下，仍能保 持良好的电绝缘性能，因此电子信息领域逐渐成为 PEEK 树脂第二大应用领域，制造输送 超纯水的管道、阀门和泵，在半导体工业中，常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及 各种连接器件。作为一种半结晶的工程塑料，PEEK 不溶于浓硫酸外的几乎所有溶剂，因 而常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。 PEEK 树脂还可

40、在 134下经受多达 3000 次的循环高压灭菌，这一特性使其可用于生 产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。PEEK 不仅具有质量轻、无毒、耐腐蚀等 优点，还是目前与人体骨骼最接近的材料，可与肌体有机结合，所以用 PEEK 树脂代替金 属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。国内生产发展快 PEEK 树脂是 20 世纪 70 年代末由英国原 ICI 公司开发的，自问世以来，一直被作为一种重要的战略性国防军工材 料，许多国家均限制出口。 目前在消毒柜和无线验证系统上，有时会采用 peek，相当不锈钢的功效。 PEEK 扎带 聚醚醚酮聚醚醚酮树脂（ Polyether Ether Ket

41、one，简称 PEEK 树脂 ）是由 4，4-二氟二苯甲酮与 对苯二酚在碱金属碳酸盐存在下， 以二苯砜作溶剂进行缩合反应制得的一种新型半晶态芳香族热塑 性工程塑料。它属耐高温热塑性塑料，具有较高的玻璃化转变温度（ 143 ）和熔点（ 334 ）， 负载热变型温度高达 316（ 30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号 ），可在 250下长期使用，与其 他耐高温塑料如 PI、PPS、PTFE、PPO 等相比，使用温度上限高出近 50；PEEK 树脂不仅耐 热性比其他耐高温塑料优异，而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性；PEE K 树脂在高温下能保持较高的强度，它在 200时的弯曲强度达

42、24MPa 左右，在 250下弯曲强 度和压缩强度仍有 1213MPa；PEEK 树脂的刚性较大，尺寸稳定性较好，线胀系数较小，非常 接近于金属铝材料；具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，只有浓硫酸能溶解或者破坏 它，它的耐腐蚀性与镍钢相近，同时其自身具有阻燃性，在火焰条件下释放烟和有毒气体少，抗辐 射能力强；PEEK 树脂的韧性好，对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材 料媲美；PEEK 树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在 250 下保持高的耐磨性和低的摩擦系数；PEEK 树脂易于挤出和注射成型，加工性能优异，成型效率较 高。此外，P

43、EEK 还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能，使得其在航空航 天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用应用，开发利用前景前景十分广阔。 PEEK 是 Polyetheretherketone 的简称， 中文名是聚醚醚酮树脂， 是一种高端的特种工程塑料。 聚醚醚酮 / PEEK 蠕变量低。 弹性模量高。 优异的摩擦性能。 特别耐磨。 抵抗各种介质的侵蚀，符合 FDA 认证，无毒。 非常优异的耐化学性。 阻燃。 聚醚醚酮与聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI), 聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP）一起 被成为 5 大特种工程塑料。 PEEK 板

44、材、棒材：板材、棒材： 用纯 PEEK 原料制造的 PEEK 板材在所有 PEEK 板材级别中韧性最好，抗冲击最佳。 PEEK 可以使用最方便的消毒方式进行消毒（蒸汽、干燥热力、乙醇和 Y 射线），并且制造 PEEK 的原 材料成分符合欧盟及美国 FDA 关于食品应性的规定，这些特点使之适在医疗、制药和食品加工业 得到非常普遍应用。 PEEK 棒材、板材 含氟聚合物 含氟纤维 聚合物结构中含有氟原子的特种纤维。目前已工业化生产的都是烯烃类含氟纤维，如聚四氟乙 烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物及聚偏氟乙烯等纤维。 由于碳-氟键的键 能（116 千卡/克分子）比碳-氢键（99.

45、5 千卡/克分子）高，因此聚合物结构中氟原子所取代的氢原 子数愈多，纤维的热稳定性和抗氧化性就愈高。此外，氟原子的共价键直径（0.72 埃）比氢原子 （0.37 埃）大,因此可保护碳-碳主链使之免受各种化学药剂的侵蚀，氟取代基愈多，耐腐蚀性愈好。 聚四氟乙烯纤维 是含氟纤维中最主要的一个品种，1954 年首先由美国工业化生产。四氟乙烯 高聚物不溶于一般溶剂，因此不能用溶液纺丝成形，又由于分子刚性大,即使在熔点(327)以上温 度也不流动，仅形成凝胶状物，粘度约为 10111013 泊，而一般熔纺所允许的熔体粘度小于 300 00 泊,因此也不能通过熔纺成形。现在工业上用 3 种方法制造,最早也

46、是最常用的是乳液纺丝法。这 种方法最后须将成纤性载体（粘胶或聚乙烯醇）在高温烧结过程中分解掉，使聚四氟乙烯微粒熔结 在一起， 因此得到的是含有约 4碳化物的棕色纤维,尚须经长时间热处理或酸处理才能制出白色的 纤维。产品纤度为几旦至几十旦，强度最高为 2.12.2 克/旦，比重 2.12.3。第二种是糊料挤压 法。将聚四氟乙烯粉末与某种润滑剂如石蜡烃或石脑油等易挥发物质一起调成糊状物，然后用狭缝 式喷丝头挤压纺丝,使润滑剂挥发,再在高温（约 250）下高度拉伸,得到非均相的白色带条纱。它 具有泡沫状结构，比重为 1.01.6，在高温和张力下烧结后强度可高达 4 克/旦以上，但一般只能 获得 50

47、 旦以上的粗纤维，可用旋转针辊进一步原纤化而得到网状结构的原纤纱。第三种是薄膜切 割法，起始原料为聚四氟乙烯薄膜或致密的烧结圆柱体，切成细带丝后在熔点以上温度凝胶化，再 经拉伸和热处理，纤维强度与乳液纺丝法相仿。 聚四氟乙烯纤维具有许多优良的特性，它的耐腐蚀性是现有合成纤维中最高的，连王水也毫无 作用。另外，由于它的非粘着性，适于作各种强腐蚀性气体、液体的滤材和密封材料。它的摩擦系 数为 0.010.05，是现有合成纤维中最低的，约为锦纶的 1/6,适用作无油轴承材料。但作为高速轴 承填料时，由于其导热性差、热膨胀系数大,摩擦热不易散发,影响轴承寿命。这一弱点可通过在纤 维中添加石墨粉来改善。

48、极限氧指数为 9095，在高氧浓度下难燃，所以使用温度范围极宽， 耐气候性好，在户外放置 15 年而不出现老化现象，适用作宇航服等。纤维的导电率和导热率低， 在宽频带范围内有恒定的介电常数和介电损耗，体积电阻系数与表面电阻系数高，是高温高湿下的 良好电绝缘和绝热材料。此外，它的耐脆性和耐弯曲磨耗性在合成纤维中也最好，但临界表面张力 则最小。缺点是难染色并具有蜡感，静电较大，目前尚无较理想的油剂，因此不适宜作纺织材料。 四氟乙烯与六氟丙烯共聚纤维于 1960 年首先由美国试生产。它具有与聚四氟乙烯相类似的性 能，抗冲击性优良，但耐热性略低些，可通过熔纺成形，产品以棕丝为主。用途主要做强腐蚀性气、

49、 液体的滤材、滤网、分馏塔填料和电缆材料等。 聚偏氟乙烯纤维 由于聚合物链节中比聚四氟乙烯少两个氟原子，耐溶剂性与耐热性略差些， 可溶于丙酮中湿纺成形，纤维的机械强度和介电常数高，耐气候性、耐化学药剂、耐油、耐磨耗和 绝缘性好,折射率低,可用作钓鱼丝、滤材、防护服、填料和家庭防燃物等。1960 年美国开始工业化 生产。 乙烯三氟氯乙烯共聚纤维 因其结构中增加了乙烯柔性链节， 可通过熔纺或薄膜切割法成纤。 这种纤维的抗燃性较好，极限氧指数为 4850，模量比聚偏氟乙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤 维高 10 倍,抗形变性则与锦纶 6 或涤纶单丝相似,耐化学药剂性接近聚四氟乙烯。可用作滤材、填 料、

50、绝缘材料、传送带等。美国自 70 年代开始工业化生产。 特氟龙 特氟龙 特氟龙介绍 特氟龙介绍 特氟龙英文全称为 Polytetrafluoroetylene，简称 Teflon、PTFE、F4 等。特氟龙高性能特种涂 料是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料，英文名称为 Teflon，因为发音的缘故，通常又被称 特氟龙分子式图片 之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等（皆为 Teflon 的译音） 。特氟龙（铁氟龙）涂料是一种 独一无二的高性能涂料，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂料 无法抗衡的综合优势，它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状和大小的产品上。 特氟龙分

51、类特氟龙分类 特氟龙分为 PTFE、FEP、PFA、ETFE 几种基本类型: 特氟龙 PTFE：PTFE（聚四氟乙烯）不粘涂料可以在 260连续使用，具有最高使用温度 29 0-300，极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的化学稳定性。 特氟龙 FEP：FEP（氟化乙烯丙烯共聚物）不粘涂料在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜，具有 卓越的化学稳定性、极好的不粘特性，最高使用温度为 200。 特氟龙 PFA：PFA（过氟烷基化物）不粘涂料与 FEP 一样在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜。 PFA 的优点是具有更高的连续使用温度 260，更强的刚韧度，特别适合使用在高温条件下防粘和 耐化学性使用领域。 特氟龙

52、 ETFE：ETFE 是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物，该树脂是最坚韧的氟聚合物，可以形 成一层高度耐用的涂层，具有卓越的耐化学性，并可在 150下连续工作。 特氟龙涂装后具有的特性特氟龙涂装后具有的特性 烤炉片 1、不粘性：几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。 2、耐热性：特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。短时间可耐高温到 300，一般在 24 0260之间可连续使用，具有显著的热稳定性，它可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下 不融化。 3、滑动性：特氟龙涂膜有较低的摩擦系数。负载滑动时摩擦系数产生变化，但数值仅在 0.05 -0.15 之间。 4、抗湿性：

53、特氟龙涂膜表面不沾水和油质，生产操作时也不易沾溶液，如粘有少量污垢，简 单擦拭即可清除。停机时间短，节省工时并能提高工作效率。 5、耐磨损性：在高负载下，具有优良的耐磨性能。在一定的负载下，具备耐磨损和不粘附的 双重优点。 6、耐腐蚀性：特氟龙几乎不受药品侵蚀，可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。 铁氟龙广泛应用于耐高温、要求搞粘性的行业。 美国“阿克苏诺贝尔”公司新研究出无害不粘材料，由于是秘方并没有透露具体制作方法，但是 声称绝对安全无害，并且已经在美国顶级厨具 calphalon 的产品上使用。 氟橡胶氟橡胶 概述概述 是含有氟原子的合成橡胶，氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵

54、蚀的特性，是现代航 空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年，随着汽车工业对可靠性、安全 性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。 氟橡胶（fluororubber）是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。最早的 氟橡胶为 1948 年美国 DuPont 公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、 丙烯等的共聚体， 但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出，而且价格昂贵，没有实际工业价值。50 年代后期，美国 Th iokol 公司开发了一种低温性好，耐强氧化剂（N2O4）的二元亚硝基氟橡胶，氟橡胶开始进入实际 工业应用。此后，随着技术进步，各种

55、新型氟橡胶不断开发出来。 中国从 1958 年开始也开发了多种氟橡胶，主要为聚烯烃类氟橡胶，如 23 型、26 型、246 型 以及亚硝基类氟橡胶；随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡 胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发，逐步推广应用到民用工业部门。 类型类型 氟橡胶 23，国内俗称 1 号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。 氟橡胶 26，国内俗称 2 号胶，杜邦牌号 VITON A，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，综合性能 优于 1 号胶。 氟橡胶 246，国内俗称 3 号胶，杜邦牌号 VITON B，为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元 共聚物，氟含量高

56、于 26 胶，耐溶剂性能好。 氟橡胶 TP，国内俗称四丙胶，旭硝子牌号 AFLAS，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽 和耐碱性能优越。 偏氟醚橡胶，杜邦牌号 VITON GLT，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单 体四元共聚物，低温性能优异。 全氟醚橡胶，杜邦牌号 KALREZ，低温性能优异，氟含量高，耐溶剂性能优异。 氟硅橡胶，低温性能优异，具有一定耐溶剂性能。 氟橡胶生产供应商不止杜邦一家，在中国市场上，进口氟橡胶供应商还有美国 3M，日本的大 金和欧洲的 Solvay。 我们自己国产的有 3F、晨光、东岳等等。 氟橡胶主要应用于汽车和机动车行业，由于它的耐高温、耐油和耐

57、介质性能优异，主要是做油 封和 O 型圈。 主要性能主要性能 化学稳定性佳化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26 型氟橡胶耐 石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅 不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23 型氟胶的介质性能 与 26 型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比 26 型好，在 室温下 98%的 HNO3 中浸渍 27 天它的体积膨胀仅为 13%15%。 耐高温性优异耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性

58、体中最好的。26-41 氟胶在 250下可 长期使用，300下短期使用；246 氟胶耐热比 26-41 还好。在 300100 小时空气热老化后的 2 6-41 的物性与 300100 小时热空气老化后 246 型的性能相当，其扯断伸长率可保持在 100%左 右，硬度 9095 度。246 型在 350热空气老化 16 小时之后保持良好弹性，在 400热空气老化 110 分钟之后保持良好弹性，在 400热空气老化 110 分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳 纤维的胶料伸长率上升约 1/21/3，强度下降 1/2 左右，仍保持良好的弹性。23-11 型氟胶可以在 2 00下长期使用，250下短期使用。 耐老化性能好耐老化性能好 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont 开发的 VitonA 在自然存放 十年之