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1、第一节 工程塑料概述,工程塑料的定义顾名思义是工程上应用的塑料或可作工程材料的塑料，一般指能在常见温度或更宽的温度范围内较长时间使用而能保持其优良性能，并且有一定的机械强度可以作为结构材料的塑料。,一、工程塑料的分类,1.按聚合物的结构单元和重复单元特征分类 聚碳酸酯 聚甲醛 聚芳酯 聚苯醚聚酯 聚苯酯 聚醚 聚苯硫醚 聚对苯二甲酸丁二醇酯 聚醚醚酮 聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚醚醚酮 其它 其它 聚芳酰亚胺 尼龙6 聚芳杂环化合物 聚芳醚亚胺 聚酰胺 尼龙66 聚苯并咪唑 其它,2.按长期连续使用温度分 聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）通用工程塑料 聚甲醛（POM）聚苯醚（PPO）热塑性聚酯（PB
2、T、PET）聚酰亚胺 聚砜 聚醚 特种工程塑料 聚苯硫醚 聚醚醚酮 聚芳酯 聚苯酯 其它,二、工程塑料的主要特性,(1)质量轻、相对密度小；(2)较高的比强度；(3)突出的耐磨和自润滑性能；(4)优良的机械性能；(5)优良的电绝缘性能；(6)化学稳定性能；(7)优良的吸震、消声和对异物的埋没性能；(8)较好的制件尺寸稳定性；(9)有较高的耐热性；(10)良好的加工性能。,第二节、重要的工程塑料及其应用,一、聚酰胺 聚酰胺又叫尼龙(Nylon)，是高分子主链上含有酰胺结构 的高聚物，一般可由氨基酸缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二酸和二胺缩聚而成。其命名原则是以单体中所含胺基的碳数目和羧基的碳数
3、目来表示的。若是氨基酸或内酰胺则以单体中总的碳数来表示。如尼龙12表示是12个碳的氨基酸聚合而成，尼龙610表示由6个碳的二胺和10个碳的二酸缩合成的。,聚酰胺树脂是高结晶性的，力学性能优良，韧性好，蠕变变形小，具有耐寒、耐汽油、耐高温的特性，可在-40100 范围内长期使用。质轻耐磨，易于加工。此外，尼龙具打一定的阻燃性，能够自熄，又有良好的电绝缘性能；同时尼龙耐磨、摩擦系数小。聚酰胺工程塑料除了尼龙6和尼龙66外，还有PAl2、PA11、PAl010、PA86、PA610、PA612、PA46、PAl212、PAl313、半芳香族尼龙、MXD6尼龙、尼龙6T、尼龙9T、全芳香族尼龙PPTA
4、和共聚尼龙等。,聚己二酰己二胺,（尼龙-66）,O R O C O,二、聚碳酸酯 在高分子主链中，出现重复单元,的结构，这一类材料统称为聚碳酸酯。随重复单元中R基团的不同，可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几个类型，目前只有芳香族聚碳酸酯具有工业价值，其中尤以双酚A型聚碳酸酯为主，其重复单元为:它是无定形热塑性塑料。,1PC的合成工艺,光气法,非光气法,直接用光气与双酚A进行缩聚,羰基化法双酚A羰基化合成,间接用光气合成碳酸二苯酯进行酯交换法,碳酸二甲酯等进行酯交换法,按原料划分,按反应工艺原理划分,光气合成碳酸二苯酯,非光气化合成碳酸二甲酯等类,CO与双酚,直接缩聚法,酯交换法,光气与双酚A,溶
5、液缩聚,界面缩聚,聚碳酸酯有突出的耐冲击性能、电绝缘性，使用温度范围较宽，耐蠕变、耐气候、，低吸水性，无毒，自熄，而且是透明材料。(1)机械性能 PC的 耐蠕变性相当优良，冲击强度在工程塑料中非常突出。(2)热性能 PC可在-60120 下长期使用。分解温度大于300，玻璃化温度为145150，熔点 220230(3)电性能 PC的电绝缘性能优良。(4)耐油耐溶剂性(5)耐燃、耐老化性 PC能燃，但可自熄；PC抗气候能力和抗热老化能力相当好。(6)光学性能 PC具有良好的透过可见光的能力。,2.PC 的重要性能,以甲醛为主要单体、聚合物主链中结构单元 CH2 O 为主构成的聚合物(POM)，分
6、为均聚甲醛和共聚甲醛两类。1.POM的性能(1)机械性能好 既有刚性又有叫高的耐冲击性和较高的拉伸模量、优良的耐磨性、耐疲劳、耐蠕变。(2)热性能 具有较高的热变形温度；(3)耐有机溶剂性能突出；(4)电绝缘性能优良；(5)尺寸稳定性好。,三、聚甲醛,2.成型加工 聚甲醛的热稳定性较差，在加工时应尽量使用较低的 温度和较短的受热时间应。由于POM的结晶度高，熔融时有明显的体积变化，必须有足够的保压时间。此外助M收缩率极大，一般为1.53.5，摩擦系数小，有自润滑性和回弹性，可以快速脱模。,聚苯醚（PPO)是分子主链中含有 CH5(CH3)2O基团的聚合物。其产量在工程塑料中居第四位。PPO是由
7、单体2，6-二甲基苯酚在铜-氨络合物的催化作用下，以芳烃为反应介质，通入氧气进行氧化偶合反应制得，聚合方法有均相溶液法和沉淀聚合法。1.PPO的性能特点(1)机械性能 低蠕变、高模量、高冲击强度，是一种硬而坚韧的材料；(2)PPO为结晶型聚合物，具有较高的耐热性，它的线膨胀系数在所有的塑料中最小；(3)在宽的频率范围和温度范围类显示优异的介电性能；(4)优良的化学稳定性；(5)吸湿性小，阻燃性好、有自熄性。,四、聚苯醚和改性聚苯醚,2.PPO的加工性能 PPO热变形温度高，熔体粘度大，在剪切速率增加时，粘度不会下降。其熔体流动性差，必须用很高的加工温度(315)，加工困难，且能耗大。改性的PP
8、O（MPPO）仍保持了.PPO的耐水性能和尺寸稳定性好、成型收缩串低以及电性能优异的特点。虽然热变形温度下降，但仍高于大多数实际应用场合所要求的温度，MPPO大大改善了加工性能。,大分子主链中，含有结构 的一般通称为聚酯。一般说的热塑性聚酯，大多数场合指由饱和二元酸和饱和二元醇，通过缩聚制得的线型高分子。主要品种有：聚对苯二甲酸丁二(醇)酯 PBT 聚对苯二甲酸乙二(醇)酯 PET 聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯 PCT 聚萘二甲酸乙二酯 PEN 聚萘二甲酸丁二酯 PBN 聚对苯二甲酸丙二酯 PTT 广义的热塑性聚酯，还包括聚芳酯等。,五、聚热塑性聚酯PBT和PET等,1PET树脂的聚合 P
9、ET是对苯二甲酸或对苯二甲酯与乙二醇反应而制得的热塑性树脂，其分子结构式为 它是典型的逐步聚合反应，分为酯交换法和直接酯化法两种。,2PBT、PET和改性塑料的性能 PBT是半结晶的热塑性树脂，具有良好的耐化学药品性及耐高温性，它的突出优点是具有优良的电绝缘性及高流动性。PET塑料的主要性能如下：(1)较高的拉伸强度、刚度和硬度良好的耐磨性(2)PET的热变形温度为80，玻璃化温度79(3)吸水性小，制品尺寸稳定性好。(4)良好的化学稳定性和电绝缘性。,第三节 特种工程塑料,特种工程塑料在于它们的优异的耐热性和其它特殊的性能。通常指热变形温度在120 以上的高分子，在使用温度下，足以达到工程上
10、需要的强度和其它要求。一、聚酰亚胺 聚酰亚胺是一类工程塑料的统称，聚酞亚胺是耐热性最高的聚合物，又具有很高的机械性能，优异的电性能和耐辐射等性能。聚酞亚胺根据结构单元和合成方法有如下品种：聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等,二、聚砜 主链结构中含有二苯砜单元的这一类高分子统称为聚砜。按其结构分为三类：聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PAS)。三、聚醚酮 大分子主链的重复单元中，有醚键又有酮基的聚合物统称聚醚酮类高分子，其中主要是聚醚醚酮，有两个醚键一个酮基，称聚醚醚酮(PEEK)；有两个酮基一个醚键的则叫聚醚酮酮(PEKK)；含有一个醚键和酮基的则叫聚醚酮(PEK)。,四、聚苯硫
11、醚 大分子主链结构单元为CH5-S，简称 PPS。PPS的主要特点是：(1)PPS在高温下强度下降很小，强度保持率远大于其它工程塑料，并且耐磨。(2)优异的热稳定性，PPS结晶度有时高达65，熔点高达280290,在空气中分解温度为430460，热变形温度高达260。在长期使用的热塑性塑料中，其使用温度最高，高达220 240，PPS的线膨胀系数在工程塑料中最小，阻燃性能在工程塑料中最好，达到VL指标最高级别，耐热老化。(3)PPS具有突出的耐化学 药品和环境介质性能。(4)PPS具有优良的电绝缘性。(5)共混改性和加工性能 PPS与许多材料相容性好，可制成各种PPS合金。PPS可进行涂层加工
12、，可以作塑料、纤维、薄膜，可以用注射挤出模压、烧结压制等方法加工。,五、热致性液晶 液晶是指在液态时，大分子链的某些部分仍保持或呈现近程有序、远程有序的排列，具有结晶的性质。在溶液中保持有序排列的叫溶致性液晶；在熔融态的某一温度区间，仍保持结晶性质的高分子叫热致性液晶高分子，简称LCP。LCP液晶树脂具有高强度、高模量的特点，有序结构与分子链方向相同，因此有自增强作用，不加补强剂的LCP材料，就足以与填加玻纤增强的普通工程塑料相匹敌。LCP对蠕变可忽略不计，耐热、耐化学药品、耐磨、耐候、耐辐射、阻燃、自熄，是十分难得的特种工程塑料。LCP具有优良的电绝缘性能，而且熔融后，粘度小，流动性好，具有很好的成型加工性能。,
