【材料课件】第2章 工程塑料部分

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1、2.2工程塑料部分概述通用工程塑料特种工程塑料工程塑料工程塑料：力学性能和热性能较好、可以作为结构材料使用、在较宽的温度范围内可承受一定的机械应力、能在较苛刻的化学、物理环境中使用的塑料。具有优异的力学性能、化学性能、电性能、耐热性、耐磨性、耐老化性能等。使用量较大、长期使用温度100~150℃的塑料，如PA、POM、PC、PPO、PET、PBT等使用量小、价格高、长期使用温度>150℃的塑料，如PI、PSF、PPS、PEEK、PTFE、PVDF、PBI等2.2.1聚酰胺（PA，Polyamide）PA(尼龙，nylon）：分子链含有酰胺基团的聚合物；由二元

2、胺和二元酸缩聚而成，也可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而成；PA的品种：尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010（前为胺）、尼龙46、尼龙7、尼龙9等极性酰胺基上的H能与另一分子酰胺基的O形成氢键聚酰胺的结构与性能酰胺基的比例越大，吸水率越大：PA6>PA66>PA610注意吸水率对性能的影响物理性能白色至淡黄色颗粒，制品坚硬，表面有光泽，有自熄性优良的力学性能（拉伸强度、压缩强度、冲击强度等）但力学性能会受温度和湿度的影响热性能熔点高（>200℃），但Tg一般在<80℃具有良好的化学稳定性一般不溶于普通溶剂，但室温能溶解于强极性溶剂（酚类、硫酸、甲

3、酸等）电性能低温和干燥条件下具有良好的电绝缘性，但在潮湿条件下会显著降低聚酰胺的加工性能加工前原料必须干燥PA的吸湿性很大熔体粘度低、流动性大必须采用自琐式喷嘴，以免漏料热稳定性较差应避免采用较高的熔体温度结晶性聚合物，成型收缩率较大PA作为热塑性塑料，一般的塑料成型方法（注射、挤出、模压、吹塑、浇注）都可采用，最常用的方法是注射成型。普通PA的应用目前工业上产量最大的工程塑料；机械、化学及电气零件：轴承、齿轮、密封圈、涡轮等PA粉末喷涂于各种零件表面，提高磨擦性能；汽车工业、机械工业、电子电气、包装业、体育器材等行业越来越广泛地使用PA塑料。其它种类PA其

4、主要原料是PA6，直接将PA6单体浇注到模具内进行聚合并制成制品；分子量（3.5万~7万）比一般PA6高一倍，各项物理、力学性能、热性能均比一般PA6要好；能根据模具方便地制出任意形状的制件、型材；优良的耐磨擦性，可与POM相媲美。用途：造船、汽车、造纸、各种机械的部件(1)单体浇注聚酰胺（monomercastPA，MCPA）:聚对苯酰胺聚对苯二甲酰对苯二胺（kevlar，芳纶）(2)芳香族聚酰胺合成方法：对苯二胺与对苯二甲酰氯缩聚而成；特性：超高强度（强度最高的合成纤维）、超高模量、耐高温（Tg=410℃、Tf=450℃）、耐腐蚀、阻燃、耐疲劳、尺寸稳定

5、性好等一系列优异的特点；聚对苯二甲酰对苯二胺（kevlar，芳纶）用途：增强材料：橡胶补强材料、制成增强塑料用于航天器、导弹壳体等高技术领域。有机纤维：轮胎帘子线、特种绳索和工业织物（如防弹衣、赛艇、弓箭、羽毛球等体育器材）引入侧基来破坏分子链的规整性，减小结晶透光率可达90%(3)透明聚酰胺通常PA不透明（晶区存在）一般采用玻璃纤维作为增强材料；其力学性能、耐蠕变性能、尺寸稳定性在原有基础上有大幅提高(4)增强聚酰胺:2.2.2聚碳酸酯（PC，Polycarbonate）指分子主链中含有链节的线性高聚物；R可以为脂肪族、脂环族、芳香族，最具工业价值的是芳香

6、族PC，特别是双酚A型PC，其产量仅次于PA；合成工艺：酯交换法、空气界面缩聚法；聚碳酸酯的结构与性能主链的刚性和苯环的位阻效应，结晶能力较差，无定形聚合物，具有优良的透明性，透光率87~90%；力学性能优良，特别是冲击性能十分突出，优于一般的工程塑料；很好的耐高低温性，长期使用温度-70~120℃；尺寸稳定性能好主链上酯基对水敏感，高温下易水解；易产生应力开裂；综合性能优良（刚而韧）聚碳酸酯的加工性能加工前必须严格进行干燥——对水十分敏感；PC熔体粘度较一般热塑性塑料高，提高温度可改善熔体流动性；在较高温度下成型时，制品易产生应力开裂，故成型后制品应进行后

7、处理，100~120℃，保温8~12h；PC可以采用注射、挤出、吹塑、真空成型、热成型等方法，常采用注射、挤出、吹塑。聚碳酸酯的改性加工流动性差、制品残余应力大、高温易水解、不耐磨擦等缺陷：改性方法：增强PC：PC合金增强材料：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维等；拉伸、弯曲强度、耐热性、耐应力开裂性均明显改善；主要用于注射成型各种工程零件，机械方面：电动工具外壳；电气方面，插头、插座、继电器等PC/PE：改善加工流动性、耐应力开裂性及乃沸水性，但耐热性有所降低；PC/ABS、PC/POM、PC/PTFE等PC的应用玻璃装配业：各种防护玻璃、大型灯罩、飞机座舱玻璃；汽

8、车工业：仪表盘系统和内装饰系统，如前灯罩、前后档板，