新型杂环高性能工程塑料

DCS DFK
PPES
PPESK
PPESKK
DCS/DFKK
DFKK
中 试
PPEKK
DCS/DFK Diamine
Bisphenlo
R1
O R2
O
N-N R3
4-chlorobenzonitrile
HO H2O
COOH
R1 DCBN/DFK
O
N-N
R2 R3
H
DHPZ
ph4th-cahlilcoraon-hydriDdeCBNO/DCS
总体思路：
分子设计
新单体
新聚合物
➢新单体：
HO
O NN
H
结构特点：全芳环、 非共平面、扭曲结 构，活性类似双酚。
➢新聚合物：
结构特点：全芳环、 非共平面、扭曲结 构。
性能特点：既耐高 温又可溶解
6
同国内外同类产品性能比较
性能
单位
PPESK
PEEK(450G)
Tg
℃
5% Weight Loss Temp.wk.baidu.comin N2
新型杂环高性能工程塑料
蹇锡高 大连理工大学高分子材料系
jian4616@dl.cn Tel.: 86-411-8365426, 13904286124
Fax: 86-411-83639223
1
研究领域
➢ 新型高性能树脂的研究开发 ➢ 高性能树脂基复合材料 ➢ 耐高温高效功能膜 ➢ 耐高温（T≥250℃）绝缘材料 ➢ 耐高温特种涂料
20
12
15
10
5
PPESK的热变形温度比PEEK的高100℃。0
PEEK
PPESK
250℃时拉伸强度/MPa
在250 ℃时PPESK拉伸强度是PEEK 拉伸强度的2.5倍多。
8
技术先进性
－－获奖情况
2003年获国家技术发明二等奖
获上海国际工业博览会银奖
2002年获辽宁省科技发明一等奖
获中国石油和化学工业协会科技进步二等奖
2
立项背景 －－需求背景
高性能工程塑料是在上世纪60年代国际军备 竞赛促使下发展起来，长期以来受西方发达国家 垄断，并对我国封锁禁运。
高性能工程塑料是发展高技术、增强国力所 不可或缺的一类高分子材料。
3
立项背景 －－项目来源
“十五”计划：
国家“863”高科技计划项目：含杂萘联苯结构系列高性能树脂合成及应用新技术 （2001AA334020-3和2003AA33g040)
4-chloronitrobenzene
O N2H4
Diamine
PPEA
Diacid
R1
H2N
O
O
N-N R2 R3
Diacid
Dianhydride
O
Dianhydride NH2
PPEAI
PPENK/ PPENS
R1
O
O
O
N-N
R2 R3
O
O
PPEI
小试（in lab）
“八五”计划：
国家“八五”军工配套项目： 杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)浸渍漆 (教军配93-08) 国家“八五”重点科技攻关项目：杂萘联苯结构聚醚砜的研制（85-508-02-05） 辽宁省重点科技攻关项目：杂环联苯型聚醚砜酮的研制
4
立项背景 －－技术背景
O
PEEK: O
O
n
英国 ICI公司开发，Tg＝143 ℃ ，Tm=334 ℃，可在240℃下长期使用。但室 温下只溶于浓硫酸，致使合成难（350℃以上），后处理难（丙酮萃取8遍），
Tensile Strength
℃ MPa
263～305 >500
90～122
143(Tm=334) >500 93
Tensile Modulus
GPa
2.41～3.5
3.6
Enlogation
％
6.0～11
Flexural Strength
MPa
153～172
Flexural Modulus
GPa
辽宁省“十五”重点科技攻关项目：聚芳醚系列高性能树脂及其复合材料 (辽科 [2001]88号)
“九五”计划：
国家自然科学基金： 新型耐高温膜用高分子材料及其结构与性能研究(59473019) 国家“九五” 重点科技攻关项目：含杂萘联苯结构聚醚砜酮的中试及应 用开发
（97-564-01-06） 大连市重大高技术产业化项目： 杂环联苯型聚醚砜酮的制备及其产业化
现有用于新产品开发及复合材料生产的以及较完善的模 压、注塑、挤塑、机加工等设备
12
杂环高性能树脂生产装置
100吨/年中试基地
500吨/年生产装置
13
加工车间
14
HOOC
技术开发平台
已产业化(commercialization)
Batch plant
PPE
PPEK
phthaloyl chloride
成本高（49美元/磅，折合人民币89.6万元/吨） ，加工方式单一，应用领域受限。
O
PEEK-C:
O
C
O
n
O
O 长春应化所研制，Tg＝231 ℃，可溶，开创了可溶性聚芳醚酮的历史。 但耐热性降低，化学稳定性欠佳。未能产业化。 其他可溶品种（PSF、PES、PEI）耐热性更低。
5
技术创新性 －－高性能树脂结构全新
11
技术成熟可靠性
1992年底通过国家教委主持的小试技术鉴定 1996年09工程用PPESK浸渍漆通过核总和国家
教委联合主持的技术鉴定 2001年3月通过国家教育部主持的100吨/年规模
中试技术鉴定和“九五”重点科技攻关项目验收 现有用于研发的100吨/年中试装置一套 500吨/年PPES、PPEK、PPESK生产装置一套，
2001中国高校科技发明二等奖
2000年获教育部科技发明三等奖
1999年获国际经济评价（香港）中心世界华人重大科技成果奖
1996年获国家“八五”科技攻关重大科技成果奖
9
技术先进性
－－各种证书
国家技术发明 二等奖证书
其他各种证书
10
技术先进性 －－总结
低成本； 高性能； 结构、性能易调控； 加工方式多样化； 应用领域大大扩展。
2.43
6 132 2.74
1.31
Aprotic polar solvent
PPESK不仅耐高温而且可溶解，成本仅相当于PEEK的40％－60％。
7
同国内外同类产品高温热性能比较
253
260
240
220
200
180
152
160
32 35
30
140
25
120
100 PEEK
PPESK
热变形温度/℃
2.85～3.28
Volume Resistance 1016Ω·cm
2.8~4.38
Density
g/cm3
1.31～1.34
Solubility Room temp. Aprotic polar solvent
50 170 3.32 4.90 1.32
Concen. H2SO4
PEEK-C 231 <500 102