耐高温塑胶材料

耐高温塑胶材料性能及应用
PPS:（聚苯硫醚的简称）
聚苯硫醚英文简写为 PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化 学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广 泛应用 PPS 是一种综合性能优异的特种工程塑料。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。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。 作为耐高温，防腐涂料，涂层可以在 180℃下长期使用;电子电器工业上作连接器，绝缘隔板， 端子，开关;机械和粘密机械在做泵、齿轮、活塞环贮槽、叶片阀件，钟表零部件，照相机 部件;汽车工业上汽化器。 分配器部件，电子电气组等零件，批气阀气，传感器部伯件;家电部件有磁带录相机结构部 件、品体二极管、各种零件;另个还用于宇航、航空工业， 耐热性能优异 其熔点超过 280 ℃，热变形温度超过 260℃，长期使用温度为 220-240℃。 pps 由于分子链是由苯环和硫原子交替排列组成，本身具有阻燃作用，无须加入阻燃剂就可 以达到 UL-94-VO 级水平。它的极限氧指数可达 44%-53%，与 pvc 相近，是一种自熄性塑 料，pps 对紫外线、射线等也很稳定，在照射时不会表面发粘或分解的现象。 pps 的主要不足是韧性较差，冲击强度较低，熔体粘度不够稳定等 PPS 不足之处有；价格太高，在耐高温材料中属底价，但比通用工程塑料高许多；韧性差， 性脆；中粘度不稳定。 良好的机械性能，高抗蠕变性，耐高温，摩擦性，阻燃性，耐化学性，优良的电绝缘性能， 耐电弧性，低模收缩效用，易加工良好的尺寸稳定性，耐辐射性。 （1）：一般性能：PPS 为一种外观白色，高结晶度、硬而脆的聚合物，纯 PPS 的相对密度 为 1.3，但改性后会增大。PPS 吸水率极小，一般只有 0.03%左右.PPS 的阻燃性好,其氧指数 高达 44%以上;与其他塑料相比,它在塑料中属于高阻燃材料(纯 PVA 的氧指数为 47%.PSF 为 30%、PA66 为 29%、MPPO 为 28%、PC 为 25%)。 （2）：机械性能：纯 PPS 的机械性能不高，尤其冲击强度低。以玻璃纤维增强后会大幅度 提高冲击强度，有 27J/m,增大到 76J/M，增大 3 倍：拉伸强度由 6Mpa 增大到 137Mpa，增 大 1 倍。PPS 的刚性很高。在工程材料少见。纯 PPS 的弯曲模量可达到 3.8Gpa，无机填充 改性后可到到 12.6Gpa，增大 5 倍之多。而以刚性著称的 PPO 仅为 2.55Gpa，PC 仅为 2.1Gpa。 PPS 在负荷下的耐蠕变性好；硬度高；耐磨性高，其 1000 转时的模量仅为 0.04g，填充 F4 及二硫化钼后还会进一步得到改善；PPS 还具有一定的自润性。PPS 的机械性能对温度的敏 感性能小。 （3）：热学性能：PPS 又有优异的热性能，短期可耐 260℃，并可在 200~240℃下长期使用； 其耐性与 PI 相当，仅次于 F4 塑料，这是在热固性塑料中也不多见。 （4）：电学性能：PPS 的电性能十分突出，与其它工程材料相比，其介电常数与介电耗损角 成切值都比较低，并且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大；PPS 的耐电弧好，可与 热固性塑料媲美。PPS 常用于电器绝缘材料，这在热固性材料中也不多见；其用量占 30% 左右。 （5）： 环境性能：PPS 最大的特点之一为耐化学腐蚀性好，其化学稳定性仅次于 F4：
力学性能，PSU 的拉伸强度和弯曲强度优于 POM，PA，和 PC 等通用工程塑料，即使在 150 ℃时拉伸强度仍能达到 60MPa，而此时大多数通用工程塑料已失去使用价值，这种高温时
仍能保持其室温下所具有的力学性能的性质是一般工程塑料所不及的 热性能，PSU 的 Tg 为 190℃，热变形温度 175℃，可长期在-100?~?150℃下使用，而且 PSU 具有极好的耐热氧 老化性，在 150℃时经 2 年的热氧老化，拉伸屈服强度和热变形温度不降反而有所提高，冲 击强度仍能保持原来 55%的数值 电性能，PSU 具有良好的电绝缘性，尤其是在高温环境和水及潮湿空气中放置后仍能保持 良好的电绝缘性 化学性能，PSU 对一般无机酸，碱，盐以及脂肪烃，醇类和油类都较稳定，但会受到强溶 剂浓硫酸，硝酸作用，某些极性溶剂如酮类，卤代烃，芳香烃，甲基甲酰等会使其发生溶解 和溶胀尽管 PSU 的的熔体粘度对温度敏感，其粘度仍然很高，成型过程中流动性较差；另 外，熔体的冷却速度较快，分子链又呈刚性，因此，成型中所产生的内应力难以消除 显然，PSU 的发分子结构中无亲水基团，吸水性较小，平衡吸水性为 0.6％，但在成型过程 中，微量水分的存在，会因高温及强机械力作用导致熔体降解。因此，在注塑之前，必须进 行干燥过高的注射速率会使 PSU 熔体出现熔体破裂，限制了充模速率，造成充模困难。
LCP（工业化液晶聚合物）
工业化液晶聚合物(简称 LCP)起初是美国 DuPont 公司开发出来的溶致性聚对亚苯基对苯二 甲酰胺（Kevlar&reg;）。由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工，不能熔融，只能用作纤 维和涂料，是一种特种工程塑胶原料。 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。 液晶树脂的耐热性分类（低、中和高耐热型） 低耐热 <177 中耐热 177～243 高耐热 >243 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、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。 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）。 LCP 已经用于微波炉容器，可以耐高低温。LCP 还可以做印刷电路板、人造卫星电子部件、 喷气发动机零件：用于电子电气和汽车机械零件或部件；还可以用于医疗方面。 LCP 可以加入高填充剂作为集成电路封装材料，以代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料； 作光纤电缆接头
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护头套和高强度元件；代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料等。 LCP 还可以与聚砜、 PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金，制件成型后机械强度高。 主要用途 1）LCP 塑胶原料其具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良，被用于电子、电 气、光导纤维、汽车及宇航等领域。2）用液晶作成的纤维可以做鱼网、******、体育用品、 刹车片、光导纤维几显示材料等，还可制成薄膜，用于软质印刷线路、食品包装等。3）LCP 塑胶原料已经用于微波炉容器，可以耐高低温。LCP 还可以做印刷电路板、人造卫星电子 部件、喷气发动机零件；用于电子电气和汽车机械零件或部件；还可以用于医疗方面。4） LCP 塑胶原料可以加入高填充剂作为集成电路封装材料，以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等。 5）LCP 塑胶原料还可以与聚砜、PBT、聚酰胺等塑料共混制成合金，制件成型后其机械强 度高，用以代替玻璃纤维增强的聚砜等塑料，既可提高机械强度性能，又可提高使用强度及 化学稳定性等。目前正在研究将 LCP 用于宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统等。
PPS 对大多酸。酯、铜、酚、及脂肪经、芳香经、氯代经等稳定，不耐氯代 v 联苯及氧化 性酸、氧化剂、浓硫酸、浓硝酸、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。PPS 耐辐射性好。 PPS 的分子结构比较简单，分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予 PPS 以刚 性，大量的硫醚键又提供柔顺性。分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能好，不吸水 PPS 的突出性能有：良好的耐热性能，可在 180～220℃温度范围内使用；耐腐蚀性接近聚 四氟乙烯；电性能优异；机械性能优异；阻燃性能好 应用的 PPS 多为其改性能品种。具体有：40％玻璃纤维增强 PPS，无机填充 PPS 等。
PSU（聚砜类塑料）
PSU（聚砜）是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，具有良好的辐射稳定性，较低的离 子杂质和良好的耐化学及耐水解性能。 聚砜（PSU）类塑料是指大分子主链含有砜基及芳核的高分子化合物。它是一种线型热塑性 工程塑料，具有优良的耐热性、耐氧化性、耐辐射性，以及电绝缘性、突出的抗蠕变能力和 较高的物理力学性能，优良的耐化学腐蚀，除强溶剂、浓硫酸、硝酸以外对其他化学试剂（如 无机酸碱盐等）稳定。 按其主链分子结构的不同，聚砜类塑料有可分为聚砜、聚芳砜和聚醚砜。一般说，聚砜的热 变形温度为 175℃，可在-100℃--150℃之间长期使用，而且在高温下耐老化性能极好。聚芳 砜是耐热工程塑料中最优秀的品种之一，其耐热性可与热固性耐高温的句聚酰亚胺媲美，负 荷变形温度为 275℃，长期使用温度为 275℃，在-240℃--260℃能够保持良好的力学性能和 电绝缘性能。聚醚砜的性能介于聚砜和聚芳砜之间负荷温度为 203℃长期使用温度为-100℃ --180℃。聚砜类塑料在潮湿的环境中仍然能够保持良好的电绝缘性能。 它们的主要运用有： 机械工业：用于制造钟表壳体及零件、复印机及照相机等零件，用作食品机械的热水阀、冷 冻系统器具、传动零部件等。聚砜塑料加入聚四氟乙烯或石墨等耐磨填料后可用来作高温负 荷的轴承，以及活塞环、轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮等。 电子电器：可用于制造电视机、音响及计算机的积分线路板，还可制作电子电器设备的外壳、 电镀槽、示波器的套管及线圈架、电容器薄膜和电线、电缆的包覆层、各种小型精密电子元 件。聚芳砜可做 C 级绝缘材料使用，作成各种耐高温的线圈架、开关、连接器等。聚醚砜 也可作线圈线管、线圈框架、微型电容器等。玻纤增强的聚醚砜可作可控硅绝缘体、微型电 位差计外壳和集成电路插座等。 交通运输 ：用于制造汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保持架、发动机齿轮、 止推环等；飞机上的热空气导管和框窗等。 医疗器械：因为其透明性和耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性特点，可用于制作 防毒面具、 接触眼睛片的消毒器、内视镜零件、人工心脏瓣膜、人工假牙等；聚醚砜可制成人工呼吸器、 血压检查管、牙科用反射镜支架、注射器等。聚砜和聚醚砜还可制成超过滤膜和反渗透膜等。