特种工程塑料PEEK、PEI、LCP

1、聚醚酮类与聚醚醚酮（PEEK）
聚醚酮类是大分子主链的一个链节中同时含有醚基和酮基的一类高聚物的总称。

按命名习惯，当链节中含有一个醚基和一个酮基时，称为聚醚酮（英文缩写为PEK），当链节中含有一个醚基和二个酮基时，称为聚醚酮酮（英文缩写为PEKK），当链节中含有二个醚基和一个酮基时，称为聚醚醚酮（英文缩写为PEEK）。

它们的构造式如下：
聚醚醚酮一直是聚醚酮类中最主要的品种。

它是由4．4–二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠或碳酸钾为原料，以苯砜为溶剂制得。

聚醚醚酮是一种具有热固性树脂使用特性的热塑性树脂，它是一种结晶性聚合物，熔点334℃，分解温度在500℃以上，其制品具有良好的机械性能和耐热性。

可在220℃连续使用，最高使用温度为240℃。

加入30％玻璃纤维后，可在310℃连续使用。

聚醚醚酮有优良的耐辐射性和耐化学药品性，除浓硫酸外，可耐所有的化学试剂。

聚醚醚酮即使在260℃的热水中也不会发生水解。

此外具有优异的电绝缘性能，良好的韧性，在高温下仍保持优良的耐磨性。

聚醚醚酮在火焰中燃烧性低，且只发出低量的烟气，其燃烧性属于UL94V－0级。

由于聚醚醚酮熔点高，因此注塑加工温度高。

通常设定值为360－390℃。

熔融后的聚醚醚酮，有良好的加工流动性。

2、聚酰胺–酰亚胺（PAI）
聚酰胺–酰亚胺是大分子主链的一个链节中同时含有酰胺基和酰亚胺的一类高聚物的总称，其英
文缩写为PAI。

聚酰胺–酰亚胺通常是由偏苯三酸酐与芳香族二胺缩聚而得,其典型分子构造式如下：
聚酰胺–酰亚胺是一种新型的耐高温、耐辐射绝缘材料和结构材料，不仅室温机械性能突出，并且中高温下也有优良的机械性能，如Amoco公司产品Torlon 4203,在175℃时的拉伸强度仍在110Mpa以上，弯曲强度在150Mpa以上。

聚酰胺–酰亚胺的很高的热变形温度，大约为275℃左右，经玻璃纤维增强后，热变形温度在300℃以上。

聚酰胺–酰亚胺UL连续使用温度为220℃，在220℃经1500小时热老化后，拉伸强度仍保持在80％以上。

聚酰胺–酰亚胺有优的异耐摩擦、磨耗性能，其摩擦系数较低。

为进一步提高其耐磨性和减小摩擦系数，常采用添加石墨或氟聚合物的方法。

聚酰胺-酰亚胺具有十分优异的尺寸稳定性,其线膨胀系数很低,类似于金属。

聚酰胺-酰亚胺有突出的耐燃性，氧指数达45以上，0.2毫米厚度的试样也能通过UL94 V-0等级的燃烧试验，且发烟量很能小。

聚酰胺－酰亚胺在成型加工前要充分干燥，干燥温度通常为150－180℃,干燥时间为4－8小时，使含水量在0.05％以下。

否则，易引起成型缺陷，或使制品发脆。

注塑成型时的温度控制通常为330－380℃,从加料口到喷嘴逐步升高。

模具温度通常为160－190℃。

为了便于成型，商品聚酰胺－酰亚胺通常分子量相对较低。

因此模制品常常较脆、甚至耐化学性也较差。

为使制品具有较佳的综合性能，需要采用后固化工艺。

通常可在200℃左右后固化24小时。

3、聚醚酰亚胺（PEI）
聚醚酰亚胺是大分子主链的一个链节中同时含有酰亚胺基和醚基的一类高聚物的总称，又称聚醚亚胺（英文缩写为PEI），是一种非结晶性的热塑性聚酰亚胺。

它通常由芳香族醚酐和芳香烃二胺缩聚而成。

其典型聚醚酰亚胺的分子构造式如下：
聚醚酰亚胺把聚酰亚胺的高性能与通用热塑性工程塑料的良好成型加工性能结合在一起，使它既具有优良的机械性能、耐热性、电性能和阻燃性，又可以方便地用注射、挤出、吹塑等方法成型加工。

典型的聚醚酰亚胺商品牌号为Ultem,其玻璃化温度为217℃，热变形温度在205℃左右，UL 连续使用温度在170℃左右，新的聚醚酰亚胺品种Ultem 5000的热变形温度为227℃。

聚醚酰亚胺在非结晶性工程塑料中，显示了最好的耐药品性。

能耐几乎所有的脂肪族烃类，对酸也有良好的耐受性。

聚醚酰亚胺即使在沸水中经104h老化后，还能保持拉伸强度的85％，显示了优良的耐水性和耐沸水水解性。

聚醚酰亚胺的电性能优异，而且介电性能随温度的变化甚微。

注塑成型聚醚酰亚胺时，熔体温度通常控制在350－390℃，模具温度控制在100－175℃。

成型前需使物料充分干燥，干燥条件为150℃，4－6小时。

4、液晶聚合物（LCP）
受热熔融或被溶剂溶解之后，虽然失去固态物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然部分地保存着晶态物质分子的有序排列。

这类聚合物称为液晶态聚合物，或称液晶聚合物（英文缩写为LCP）。

液晶聚合物具有刚性的高分子形态。

在熔融状态或溶液状态下，其分子也不柔曲，呈棒状。

材
料流动时，分子沿流动方向取向。

当冷却时，分子按取向状态固化。

因此保持有序排列。

液晶聚合物分为溶致液晶聚合物（LLCP）和热致液晶聚合（TLCP）两大类。

用作塑性塑料的液晶聚合物主要是后者。

最典型的商品牌号是Xydar 与Vectra,其大分子链的构造式如下：
热致液晶聚合物（TLCP）是指在一临界温度区间，即在T i–T m温度区间（T m为固转变为液晶态的温度，T i为液晶态转变为普通液体的温度即清亮点）形成液晶态的聚合物。

在液晶态温度范围（T i–T m），TLCP熔体在成型加工的流动过程中，由刚性伸展链分子有序地排列组成的液晶畴，将在外力场作用下高度取向。

若随即将其冷却到T m以下，那么这种有序的液晶态就会被冻结在高分子本体中，从而形成实用的高强度、高模量、高热变形温度和低线膨胀系数的工程塑料制件。

由于液晶聚合物的独特分子结构，使其有一系列独特的性能。

液晶聚合物的主要特性有：
⑴、很高的的耐热性，如XYDAR的各种牌号，其热变形温度（HDT）通常在270－345℃范围，优于所有的热塑性工程塑料。

(2)、自增强作用，棒状刚性分子链在熔融加工时，由于沿流动方向高度定向排列，而具有自增强特性，从而赋予超高强度和超高模量。

液晶聚合物不经增强改性即可达到或超过通用工程塑料玻纤增强后的机械强度。

(3)、极低的蠕变性，LCP在使用温度下的蠕变量很小，可基本忽略。

因此，LCP克服了绝大多数塑料易发生蠕变的严重缺点，使其在使用条件下有很高的尺寸稳定性。

(4)、优异的阻燃性，绝大多数牌号的LCP的垂直燃烧等级为UL94V–0，氧指数一般在40左右。

(5)、突出的耐化学腐蚀性，宽广的温度范围内，能耐所有工业溶剂、洗涤剂、酸碱的腐蚀。

(6)、优良的介电性能。

通常液晶聚合物的介电强度达35kv/mm，且耐电弧性好。

(7)、极小的线膨胀系数，很高的尺寸精度。

由于液晶聚合物在熔融状态已具有结晶性，加工成的制品冷却时，不发生从无定形到结晶的相变引起的体积收缩，故成型收缩率很低，制品尺寸精度高，有些TLCP的取向方向的线膨胀系数接近于零，常用于高技术制品。

液晶聚合物成型加工时的料筒温度，通常控制在320－390℃,物料需在150℃下干燥6－8小时。