新材料行業(yè)——改性工程塑料培訓教程—（10）

工程塑料基礎

WUHUNIUMAITE

NewMaterialTechnologyCentre新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt工程塑料基礎WUHU1什么是工程塑料？工程塑料（engineering-plastics）——是指一類可以作為結構材料，在較寬的溫度范圍內承受機械應力，在較為苛刻的化學物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。工程塑料的性能特點：1、能承受一定的外力作用；2、有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，3、在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可用作工程結構件。工程塑料的主要性能：熱性質：玻璃化溫度（Tg）及熔點（Tm）；熱變形溫度（HDT）高；長期使用溫度高（UL-746B）；使用溫度范圍大；熱膨脹系數(shù)小。機械性質：高強度、高機械模數(shù)、低潛變性、強耐磨損及耐疲勞性。其它：耐化學藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。什么是工程塑料？工程塑料（engineering-plast2常用的工程塑料件常用的工程塑料種類：尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。常用的常用的工程塑料種類：尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。3五大通用工程塑料的發(fā)展史1、聚酰胺(PA)：卡羅澤斯（W.H.Carothers美國化學家）開發(fā)聚酰胺研究并于1931年申請了專利，由杜邦公司于1939年組織生產并率先工業(yè)化的。2、均聚甲醛(POM)：1956年杜邦公司又成功地開發(fā)出，并于1959年實現(xiàn)工業(yè)化生產。

共聚甲醛：1962年由美國塞拉尼斯公司開發(fā)并商品化生產。3、聚碳酸酯(PC)：1958年和1960年德國拜耳公司和美國通用電氣公司分別開發(fā)生產了酯交換法和光氣化法聚碳酸酯。4、聚苯醚(PPO)

：1964年通用電氣公司開發(fā)，兩年后推出改性聚苯醚。5、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)：1970年由美國塞拉尼斯公司將熱塑性聚酯類開發(fā)成工程塑料，它成為五大通用工程塑料最后開發(fā)成功且產量增長率極高的品種。五大通用工程塑料的發(fā)展史1、聚酰胺(PA)：卡羅澤斯（W.H4工程塑料的狀況從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料以來，半個世紀的發(fā)展，在市場競爭中成長壯大，在2000年，全世界工程塑料產量已超過500萬t，還以每年7~9%的速度遞增。雖然僅占全部塑料的2~3%，但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。我國工程塑料部分產品技術、質量指標也已接近國外先進水平。一些特種工程塑料產品的工藝技術已經進入到國際先進行列。2008年，我國工程塑料的消費量約為206萬噸，2010年，我國工程塑料的消費量已經達到約244萬噸。工程塑料的狀況從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料5工程塑料的分類工程塑料按連續(xù)使用溫度分類通用工程塑料聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚苯醚和熱塑性聚酯特種工程塑料聚酰亞胺，聚砜，聚苯硫醚，聚醚，聚苯酯，聚芳酯按聚合物結構單元和重復單元分類聚酰胺，聚酯，聚芳雜環(huán)化合物，聚醚和含氟塑料工程塑料的分類按連續(xù)使用溫度分類通用工程聚酰胺，聚碳酸酯，聚6通用工程塑料聚酰胺(PA)聚甲醛(POM)通用工程塑料聚碳酸酯(PC)改性聚苯醚(PPO)熱塑性聚酯(PBT、PET、PU)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)甲基戊烯聚合物(TPX)乙烯醇共聚物乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）聚乙烯醇（PVOH）通用工程塑料聚酰胺(PA)聚甲醛(POM)通用聚碳酸酯(PC7特種工程塑料特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)聚砜(PSF)聚酰亞胺(PI)聚芳(PAR)液晶聚合物(LCP)聚醚醚酮(PEEK)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA)等聚醚酰亞胺PEI液晶高分子PPS碳納米管增強PEEK特種工程塑料特聚苯硫醚(PPS)聚砜(PSF)聚酰亞胺(PI8表—1特種工程塑料類型：交聯(lián)型非交聯(lián)型聚氨基雙馬來酰胺(PABM)聚砜(PSF)聚三嗪聚醚砜交聯(lián)聚酰亞胺(PAI)聚苯硫醚(PPS)耐熱環(huán)氧樹指聚酰亞胺(PI)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA）聚醚醚酮（PEEK）聚芳酯(PAR)表—1特種工程塑料類型：交聯(lián)型9工程塑料的主要特性1、質量輕、相對密度小工程塑料的相對密度一般在1.0~2.0之間，遠低于金屬。自重輕，可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料用于航空飛行器、車輛等領域。工程塑料的主要特性1、質量輕、相對密度小10工程塑料的主要特性2、較高的比強度：用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強，可以大大提高抗張強度，*拉伸強度與相對密度的比值一般在1500-1700，甚到高達4000（鋼1600，鋁1500）3、突出的耐磨和自潤滑性能：用工程塑料作摩擦零件，與耐磨金屬合金相對，磨耗量低于1：5，氟塑料更佳。4、優(yōu)良的機械性能： 在較寬的溫度范圍內，許多工程塑料，尤其是增強的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。*拉伸強度(tensilestrength)：是指材料產生最大均勻塑性變形的應力。在拉伸試驗中，試樣至斷裂為止所受的最大拉伸應力即為拉伸強度，其結果以MPa表示。拉伸強度檢測儀工程塑料的主要特性2、較高的比強度：3、突出的耐磨和自潤滑性11工程塑料的主要特性5、優(yōu)良的電絕緣性：

幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性，可以躋身優(yōu)良絕緣材料行列6、化學穩(wěn)定性： 對酸、堿和一般有機溶劑都有很好的抗腐蝕性。8、有較高的耐熱性：一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強時，UL長期連續(xù)使用溫度都超過100℃，特種工程塑料的指標一般都超過150℃。7、較好的制件尺寸穩(wěn)定性：工程塑料的主要特性5、優(yōu)良的電絕緣性： 6、化學穩(wěn)定性：8、12工程塑料的主要特性9、優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能：工程塑料作為運動零部件使用時，沒有金屬撞擊的噪聲，有優(yōu)良的吸震消聲性能。對于有磨粒存在的條件下，可以埋沒異物，不像金屬之前可能會咬死或刮傷。工程塑料齒輪工程塑料齒輪10、良好的加工性能：工程塑料可以在較低的溫度下（通常400℃以下），采用注塑、擠出、吹塑等方法進行加工，制品可采用機械方法再加工，尺寸穩(wěn)定，成品的互換性強，模具費用低，與加工金屬相比，可節(jié)省能耗50%左右，工時縮短，成品率高。工程塑料的主要特性9、優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能：工13幾種常見的工程塑料聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）聚甲醛（POM）聚苯醚（PPO）幾種常見的工程塑料聚酰胺（PA）14工程塑料之一——尼龍的發(fā)展歷程聚酰胺：又稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide（簡稱PA），是一種人造多聚物，

世界上第一種完全人造的纖維和塑料。1931年：杜邦公司的卡羅澤斯開發(fā)尼龍-66，成為最先開工業(yè)化的工程塑料，并于1939年杜邦公司組織生產。1942年：德國人開發(fā)了尼龍-6的工業(yè)技術，并作為纖維開發(fā)應用。1961年：中國開發(fā)PA1010。1972年：杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術。尼龍目前是工程塑料中產量最大的品種

卡羅澤斯W.H.Carothers工程塑料之一——尼龍的發(fā)展歷程聚酰胺：又稱尼龍(Nylon)15最早的尼龍制品1938年尼龍正式上市，最早的尼龍制品是替代鬃毛制作牙刷的刷毛（1938年2月24日開始出售）和婦女穿的尼龍襪（1940年5月15日上市）。如今，尼龍纖維更多的是和其他纖維(棉、麻、毛等)混紡成多種人造纖維。最早的尼龍制品1938年尼龍正式上市，最早16中國的尼龍——“錦綸”錦綸：學名聚酰氨纖維，是中國所產聚酰胺類纖維的統(tǒng)稱。1958年4月，第一批中國國產己內酰胺（尼龍6）試驗樣品終于在遼寧省錦西化工廠試制成功。在北京纖維廠一次抽絲成功，從此拉開了中國合成纖維工業(yè)的序幕。這種合成纖維后來就被命名為“錦綸”，也就是尼龍。錦綸的特點：強度高，耐磨性、回彈性好，可以純紡和混紡作各種衣料及針織品。錦綸吸濕性和染色性都比滌綸好，耐堿而不耐酸，長期暴露在日光下其纖維強度會下降。錦綸有熱定型特性，能保持住加熱時形成的彎曲變形。錦綸的品種：有錦綸6、錦綸66、錦綸1010、錦綸610，其中最主要的是錦綸66和錦綸6。滌綸——聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），中國聚酯纖維的商品名稱，俗稱的確良，經紡絲和后處理制成的纖維。中國的尼龍——“錦綸”錦綸：學名聚酰氨纖維，是中國所產聚酰胺17聚酰胺的結構聚酰胺（PA），是主鏈上含有酰胺基團（-CONH-）的高分子化合物的總稱。PA可以由二元酸與二元胺或由同時含有胺基和羧基的ω-氨基酸縮聚而得，也可由內酰胺自聚制得。 脂肪族聚酰胺分子鏈由亞甲基（-CH2-）與酰胺結構（-CONH-）組成。二元酸二元胺內酰胺聚酰胺的結構聚酰胺（PA），是主鏈18聚酰胺的類型脂肪族聚酰胺的類型

聚酰胺的類型

PA(按主鏈組成分)脂肪族p型尼龍3，4，6，7，8，9，11，12等mp型尼龍66、69、610、1010、1212等芳香族芳綸1313--Nomex(諾梅克斯)、芳綸1414--Kevlar(凱夫拉)、芳綸14半芳香族尼龍MXD6、尼龍6T、尼龍9T尼龍12T脂環(huán)族含雜環(huán)聚酰胺的類型脂肪族聚酰胺的類型19聚酰胺（PA）的特性尼龍作為大用量的工程塑料，廣泛用于機械、汽車、電器、紡織器材、化工設備、航空、冶金等領域。成為各行業(yè)中不可缺少的結構材料，其主要特點如下：1．優(yōu)良的力學性能：尼龍的機械強度高，韌性好。2．自潤性、耐摩擦性好：尼龍具有很好的自潤性，摩擦系數(shù)小，從而，作為傳動部件其使用壽命長。3．優(yōu)良的耐熱性：尼龍46等高結晶性尼龍的熱變形溫度很高，可在150℃下長期使用。玻璃纖維增強PA66熱變形溫度達到250℃以上。4．優(yōu)異的電絕緣性能：尼龍的體積電阻很高，耐擊穿電壓高，是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。5．優(yōu)良的耐氣候性。

6．吸水性：尼龍吸水性大，飽和水可達到3%以上。在一定程度影響制件的尺寸穩(wěn)定性。聚酰胺（PA）的特性尼龍作為大用量的工程塑20聚酰胺的應用聚酰胺由于它獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性優(yōu)異、具有剛柔兼?zhèn)涞男阅芏A得人們的重視，加之其加工簡便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來代替金屬，廣泛用于汽車及交通運輸業(yè)。聚酰胺在汽車工業(yè)的消費比例最大，大約每輛汽車消耗尼龍制品達3.6~4千克。其次是電子電氣。典型的制品有泵葉輪、風扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調節(jié)閥等零部件。尼龍風扇葉片泵葉輪尼龍軸承聚酰胺的應用聚酰胺由于它獨特的低比重、高抗拉強21聚酰胺（PA）纖維的應用聚酰胺纖維可以與棉、麻、羊毛、蠶絲等其他紡織纖維混紡，以提高產品的強度和耐磨性。它還能制成輕、薄并有良好強度的產品，如尼龍塔夫綢，可用作滑雪衫、羽絨服、箱袋及傘的面料。聚酰胺纖維在襪類用途中居于優(yōu)勢地位。強度為53～88cN/dtex的聚酰胺纖維可用于制作輪胎簾子線、傳送帶及漁網、繩索、降落傘、帳篷布等工業(yè)用品。聚酰胺纖維地毯方面的應用正迅速增加。聚酰胺（PA）纖維的應用聚酰胺纖維可以與棉、麻22聚酰胺（PA）的應用部位部件名稱材料性能發(fā)動機部件汽缸蓋，進氣支管，進氣消器，散熱器，過濾器，同步皮帶，加油器蓋，高壓代碼保護器，電機電刷，沉淀器，冷卻風扇GPA6、PA66、PA6高強度，耐溫，耐環(huán)境變化車身部件車門，前后蓋板、把手、門鎖、安全帶固定鉸鏈，儀表板、擋泥板，遮光板夾具PP/PA6、PE/PA66、PPO/PA6、PA66等抗沖擊，耐熱穩(wěn)定，可涂裝性電氣部件電氣配線，接插件，熔斷器，保險盒，電線包覆，電線夾及固定卡套、接線柱、按鈕、開關PA6阻燃PA6驅動控制部件齒輪，車輪蓋板，扣釘，油門，踏板，制動管，輸油管增強PA6、PA66、PA11、PA12、PA46表-2汽車用PA工程塑料部件聚酰胺（PA）的應用部位部件名稱23聚酰胺（PA）的加工特性1．尼龍吸濕性強，容易受潮：成型前必須充分干燥。

尼龍含水量對其力學性能有較大的影響，在熔融狀態(tài)下，水分的存在，會引起尼龍的水解而導致分子量下降，使得制品機械性能下降，還會在成型過程中，制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。2．尼龍熔體粘度低、流動性大，噴嘴會產生“流延”現(xiàn)象：尼龍在螺桿式注射機成型時，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。

用螺桿式注射機注射成型時，熔體會在螺桿和料筒壁之間出現(xiàn)逆流，使注料不準，浪費原料，污染噴嘴。3．尼龍是結晶性高聚物：必須嚴格控制工藝條件。

熔點明顯，而且較高。尼龍需要在較高溫度下成型，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易分解。

4．尼龍的成型收縮率大：成型工藝應嚴格控制。

對于制造高精密度的制品，模具設計應在試驗的基礎上確定其尺寸。聚酰胺（PA）的加工特性1．尼龍吸濕性強，容易受潮：成型前必24脂肪族聚酰胺的制備p型聚酰胺： 由ω-氨基酸自縮聚或由內酰胺開環(huán)聚合制得（如尼龍6）水解縮聚CH2--CH2--CH2--CH2CO——NH——CH2——己內酰胺脂肪族聚酰胺的制備p型聚酰胺：水解縮聚CH2--25脂肪族聚酰胺的制備mp型：由二元胺與二元羧酸縮聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龍6,6）煤、水、空氣

縮聚己二胺己二酸脂肪族聚酰胺的制備mp型：煤、26兩種不同聚合的區(qū)別尼龍6,6與尼龍6在鏈結構上的相似性，導致兩種材料的性能基本相似；但是鏈結構上的細微差別，也導致性能有所差異。尼龍6與尼龍6,6有什么區(qū)別？兩種不同聚合的區(qū)別尼龍6,6與尼龍6在鏈結構27脂肪族聚酰胺的結構與性能1、都是線型結構——熱塑性所有脂肪族聚酰胺分子鏈都是線型結構，分子鏈骨架由-C-N-鏈組成，具有良好的柔順性，因此都是典型的熱塑性聚合物。2、分子鏈之間有氫鍵——結晶能力強（與聚烯烴類的區(qū)別）分子鏈上有規(guī)律地交替排列著較強的極性酰胺鍵，分子鏈規(guī)整，極性酰胺鍵可以使分子鏈之間形成氫鍵，導致聚酰胺具有較強的結晶能力。脂肪族聚酰胺的結構與性能1、都是線型結構——熱塑性2、分子鏈28脂肪族聚酰胺的結構與性能氫鍵比例數(shù)對材料性能的影響：由于不同品種的PA其單體所含碳原子數(shù)不同，使分子鏈之間所能形成的氫鍵比例數(shù)及氫鍵沿分子鏈分布的疏密程度不同，影響到不同PA的結晶能力和熔點有明顯的差別。氫鍵比例數(shù)越大，PA的結晶能力增強，熔點愈高。氫鍵比例數(shù)∝

PA的結晶能力、熔點P型PA：單體中含有奇數(shù)個碳原子，分子鏈上的酰胺基可以100%形成氫鍵，偶數(shù)則只有50%可以形成氫鍵。mp型PA：兩種單體上都含有偶數(shù)碳原子，100%形成氫鍵，只有一種或沒有偶數(shù)碳原子，50%形成氫鍵。脂肪族聚酰胺的結構與性能氫鍵比例數(shù)對材料性能的影響：氫鍵比例29脂肪族聚酰胺的結構與性能脂肪族PA主要性能力學性能熱性能電性能光學性能耐化學性能其他性能脂肪族聚酰胺的結構與性能脂肪族PA主要性能30脂肪族聚酰胺的結構與性能力學性能： 具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。典型的強而韌聚合物，綜合性能優(yōu)于一般的通用塑料。熱性能：具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點。PA是半結晶聚合物，結晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結晶度聚合度。脂肪族聚酰胺的結構與性能力學性能：熱性能：31脂肪族聚酰胺的結構與性能電性能：聚酰胺鏈中極性的酰胺基團，影響其電絕緣性。室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時候，電絕緣性減小。同時，溫度升高，也會使電絕緣性降低光學性能：大多數(shù)結晶脂肪族PA超過2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時為半透明。加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結晶度、球晶數(shù)量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區(qū)增加。脂肪族聚酰胺的結構與性能電性能：光學性能：32脂肪族聚酰胺的結構與性能耐化學性能：由于其高的內聚能和結晶性，使其具有良好的化學穩(wěn)定性。1、不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類）；2、耐許多化學藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響；3、對鹽水、細菌和霉菌都很穩(wěn)定；4、常溫下，溶于強極性的溶劑（硫酸、甲酸等）。其他性能：室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長時間保持性能不變。具有相對優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會使PA發(fā)脆，力學性能下降，表面產生變化。具有自燃性，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈Ｖ咀寰埘０返慕Y構與性能耐化學性能：由于其高的內聚能和結晶性33脂肪族聚酰胺的加工與應用PA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要的是注塑和擠出成形。另外，PA吸水率高，應該在成形前對樹脂進行干燥。

PA的應用：1、機械零件：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等2、汽車工業(yè)：主要采用玻纖增強PA，用在皮帶輪、吸附罐、刮水器等等3、電子電器：機罩、集成線路板、旋扭、電器線圈4、化工設備：耐腐耐油管道、輸油管、過濾器5、建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等等脂肪族聚酰胺的加工與應用PA具有寬泛的加工范圍34芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺——分子主鏈上含有芳香環(huán)的聚酰胺。芳香族聚酰胺是20世紀60年代首先由美國杜邦公司開發(fā)成功的耐高溫、耐輻射、耐腐蝕尼龍新品種。目前投入實際應用的主要有兩種：聚間苯二甲酰間苯二胺商品名：Nomex(諾梅克斯芳綸1313)全對位聚芳酰胺：商品名：Kevlar(凱夫拉芳綸1414)芳香族聚酰胺芳香族聚酰胺——分子主鏈上含有芳香環(huán)的聚酰胺。35Nomex的結構特性諾梅克斯（間位芳綸或芳綸1313）：人造纖維，化學名稱：為聚間苯二甲酰間苯二胺（MPIA）。結構特性：1、分子鏈中交替排列的苯環(huán)，使分子鏈不能內旋轉。2、極性酰胺基在分子鏈之間形成氫鍵，增大分子主鏈之間的作用力。3、苯環(huán)與酰胺基之間形成共軛體系。以上三點賦予了材料有很優(yōu)異的耐熱性、突出的強度、剛度、高熔點、高黏度。

NOMEX飛行服NOMEX防火服Nomex的結構特性諾梅克斯（間位芳綸或芳綸1313）：人造36聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）的制備制備方法：以間苯二甲酰氯和間苯二胺為單體進行界面縮聚或低溫溶液縮聚。界面縮聚是將間苯二甲酰氯溶于環(huán)己酮中成為有機相，間苯二胺溶在碳酸鈉水溶液中成為水相，在快速攪拌下將水相倒入有機相，兩相在界面進行縮聚。聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）的制備制備方法：以間苯二甲37Nomex的性能和應用Nomex具有遠高于脂肪族PA的力學性能和耐熱性能，1、壽命長：作為纖維織物，是脂肪族PA纖維布的8倍，棉布的20倍；2、良好的耐熱老化性：250oC經2000h熱老化后，表面電阻率和體積電阻保持不變；3、較好的電性能：在較高溫度或潮濕的環(huán)境下仍可保持較好的電性能。主要用于H級電絕緣材料和制備高性能纖維（HT-1纖維）

耐熱性能測試：在實驗室中進行耐熱測試。必須能夠經受距離為3厘米，攝氏300到400度的明火，如果在10秒內沒有點著，才可用于制造賽服。車手和車隊人員的內衣、頭罩、襪子和手套都是用諾梅克斯制造的。Nomex的性能和應用Nomex具有遠高于脂肪38全對位聚芳酰胺全對位聚芳酰胺是酰胺基位于苯環(huán)對位的一種聚芳酰胺，制備方法有兩種。1、對苯二胺與對苯二甲酰氯縮聚縮聚產物稱聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA），又稱芳綸1414樹脂主要用于制備凱夫拉（Kevlar）纖維全對位聚芳酰胺全對位聚芳酰胺是酰胺基位于苯環(huán)對39全對位聚芳酰胺2、對氨基苯甲酸自縮聚縮聚產物為聚對苯甲酰胺（PBA），又稱芳綸14，也用于制纖維，稱為B纖維全對位聚芳酰胺2、對氨基苯甲酸自縮聚縮聚產物為聚對苯甲酰胺（40全對位聚芳酰胺的性能與應用這是一種芳綸復合材料，全對位聚芳酰胺具有超高強度、超高模量、耐高溫、耐腐蝕、阻燃、膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。“凱夫拉”新型材料的特點：密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型，而受到人們的重視。1、Kevlar纖維的拉伸強度可達到直徑相同的鋼絲的5倍。2、Kevlar樹脂具有極優(yōu)異的耐熱性（分解溫度500℃）主要用于超高強度超高模量纖維，也可作為高強度、高模量復合塑料增強材料，用于航天器、導彈殼體等。由于“凱夫拉”材料堅韌耐磨、剛柔相濟，具有刀搶不入的特殊本領，在軍事上被稱之為“裝甲衛(wèi)士”。全對位聚芳酰胺的性能與應用這是一種芳綸復合材料41半芳香聚酰胺 為了克服常規(guī)PA的耐熱性差，吸水率引起的尺寸變化等性能缺陷，開發(fā)具有較好的物理機械性能、尺寸相對穩(wěn)定的聚酰胺，人們嘗試在脂肪族PA分子主鏈中引入含有苯環(huán)的半芳香族聚酰胺鏈段，由此制得的聚酰胺稱為半芳香族聚酰胺。 OHHO對-苯二甲酸HH脂肪族二胺+[]n[]n

對-苯二胺HH脂肪族二元酸HOOH+****************************************************半芳香聚酰胺 為了克服常規(guī)PA的耐熱性差，吸水率引起的尺寸42半芳香聚酰胺的結構與制備目前研究的半芳香聚酰胺的主鏈上大都是具有或結構單元的均聚和共聚物，其中-R為脂肪族鏈。一般用芳香族的二酸或二胺代替脂肪族的二酸或二胺進行合成半芳香聚酰胺。半芳香聚酰胺的結構與制備目前研究的半芳香聚酰胺43半芳香聚酰胺的產品

均聚半芳香聚酰胺產品品種原料尼龍MXD6間苯二甲胺和己二酸為原料（聚己二酰間苯二甲胺）尼龍6T己二胺與芳香族二酸合成尼龍9T壬二胺和對苯二甲酸熔融縮聚尼龍12T共聚半芳香聚酰胺產品品種研發(fā)地半芳香族共聚酰胺模塑料德國（BASF）半芳香族共聚酰胺日本（三井化學）PA9M-T日本（可東麗）高度耐化學試劑的透明尼龍法國（埃勒夫阿托）尼龍12T/12中國（鄭州大學）半芳香聚酰胺的產品均聚半芳香聚酰胺產44半芳香聚酰胺MXD6的特點及應用PA/MXD66001，6007（聚己二酰間苯二甲胺），一般簡稱“尼龍MXD6”，是一種特殊的高阻隔性尼龍材料，其阻隔性不受溫度及濕度的影響，這尤其適合于高溫和潮濕場合使用。在當今阻隔性包裝以及以塑代鋼的大趨勢中，MXD6成為引人注目的塑料新品種之一。主要用于包裝材料，包括食品與飲料的包裝、儀器設備包裝（防潮、消振的軟墊和發(fā)泡材料）等。SMT基板(surfaceMountTechnology)尼龍6T主要用于汽車內燃機部件、耐熱電器部件、傳動部件和電子裝配件等半芳香聚酰胺MXD6的特點及應用PA/MXD645半芳香聚酰胺RENY的特點及應用目前，Reny已廣泛用于汽車，電器，電子，機械，建筑等。特點：1.在較大溫度范圍內具有高強度高模數(shù)的優(yōu)越性；2.成型尺寸穩(wěn)定性高于聚酰胺，低吸水率使其具有高強度的優(yōu)越性；3.熱膨脹系數(shù)低，與合金相當；4.對油類和有機溶劑有較高抵抗性；5.收縮率小，不易變形；6.玻纖強化的情況下表面仍保持光澤。RENY樹脂接頭RENY樹脂齒輪RENY是聚酰胺MXD6作為基聚合物，用50%玻璃纖維強化的結晶性工程塑料。Reny系列樹脂——包括高耐熱品RenyMXD6/PPO的合金、抗振級Reny等。比其它工程塑料具有更高的機械強度和彈性，并具有出色的耐油性和耐高溫，因此它用途廣泛，可用作金屬的代替品，特別是需要承受重壓的結構較復雜的部件。RENY六角螺母半芳香聚酰胺RENY的特點及應用目前，Reny已廣泛用于汽車46聚碳酸酯

Polycarbonate(PC)聚碳酸酯

Polycarbonate(PC)47生活中的聚碳酸酯生活中的聚碳酸酯48聚碳酸酯 聚碳酸酯是指分子鏈中含有碳酸酯基的聚合物，可以看作是由二羥基化合物與碳酸的縮聚產物，通式為：-R-代表生成聚碳酸酯的二羥基化合物的主體部分， 根據(jù)-R-基團的不同，聚碳酸酯可分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族以及脂肪-芳香族等幾類型。沒有特別加以說明的情況下，通常所說的聚碳酸酯都是指雙酚A型聚碳酸酯及其改性品種化學名：2,2'-雙（4-羥基苯基）丙烷聚碳酸酯聚碳酸酯 聚碳酸酯是指分子鏈中含有碳酸酯基的聚合物，可以看49工程塑料之一——聚碳酸酯（PC）的發(fā)展1953年：拜耳公司首次獲得聚碳酸酯（PC）。1958年：拜耳公司以熔融酯交換法進行PC的中規(guī)模工業(yè)化生產。1960年：美國通用公司半工業(yè)化投產我國在1958年著手研發(fā)，1965年工業(yè)化建廠。80年代后，PC的應用需求迅速地增長，80年代的增長速度接近13%，90年代保持在8~9%真空聚碳酸脂干燥箱工程塑料之一——聚碳酸酯（PC）的發(fā)展1953年：拜耳公司首50聚碳酸酯（PC）的特點及用途聚碳酸酯（PC）既具有類似有色金屬的強度，同時又兼?zhèn)溲诱剐约皬婍g性，它的沖擊強度極高，用鐵錘敲擊不能被破壞，能經受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好，并可施以任何著色。由于聚碳酸酯的上述優(yōu)良性能，已被廣泛用于各種安全燈罩、信號燈，體育館、體育場的透明防護板，采光玻璃，高層建筑玻璃，汽車反射鏡、擋風玻璃板，飛機座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。用量最大的市場是計算機、辦公設備、汽車、替代玻璃和片材，CD和DVD光盤是最有潛力的市場之一。聚碳酸脂隔聲板聚碳酸酯防護鏡DVD光盤聚碳酸酯（PC）的特點及用途聚碳酸酯（PC）既51聚碳酸酯的制備由于自由狀態(tài)的碳酸并不存在，因此雙酚A型聚碳酸酯的制備通常采用酯交換或光氣法來實現(xiàn)。酯交換法：在堿性催化劑、高溫、高真空的條件下，使雙酚A與碳酸二苯酯進行酯交換，脫出苯酚，縮聚成聚碳酸酯。碳酸二苯酯雙酚A苯酚聚碳酸酯聚碳酸酯的制備由于自由狀態(tài)的碳酸并不存在，因此52聚碳酸酯的制備（光氣法）鈉鹽與光氣反應光氣法：

將雙酚A先轉變成鈉鹽，以雙酚A鈉鹽的NaOH水溶液為一相，以通入光氣的二氯甲烷為另一相，在常溫常壓下進行界面縮聚。雙酚A轉換成鈉鹽聚碳酸酯的制備（光氣法）鈉鹽與光氣反應光氣法： 雙酚A轉換53聚碳酸酯的制備（光氣法）聚碳酸酯的制備（光氣法）54聚碳酸酯的結構與性能龐大的剛硬基團，限制了分子鏈段的內旋強極性基團，提供較大的分子間力，使分子鏈互相束縛，削弱分子鏈柔性決定了聚碳酸酯屬性剛性較強的大分子。因此，聚合物的玻璃化溫度和熔融溫度較高、熔體黏度高，分子鏈在外力作用下不易滑移，抗變形能力強，力學強度高，耐溶劑性和耐水性聚碳酸酯的結構與性能龐大的剛硬基團，限強極性基團，提供較大的55聚碳酸酯的性能聚碳酸酯是透明的無色或微黃色強韌固體，透明性僅次于PMMA和PS，透光率可達89%，無味、無毒，著色性好，可制成各種色彩鮮艷的制品。熱性能：良好的耐熱性和耐寒性：熱變形溫度高達130oC,且受負荷大小影響不大，可在-100~130oC長期使用較好的熱導率及比熱容：塑料中居中等水平，但與金屬材料相比，仍不失為良好的絕熱材料。聚碳酸酯的性能聚碳酸酯是透明的無色或微黃色強韌56聚碳酸酯的性能力學性能：典型的強韌聚合物，具有良好的綜合力學性能，能在廣闊的溫度范圍內保持較高的機械強度。其突出的特點是具有優(yōu)異的抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性，但耐疲勞性和耐磨性較差，易產生應力開裂。抗蠕變性好，使PC尺寸穩(wěn)定性非常好。沖擊強度：比PS高18倍，比HDPE高7~8倍，是ABS的2倍，可與玻璃鋼相比聚碳酸酯的性能力學性能：沖擊強度：57聚碳酸酯的性能光學性能及耐旋光性：通常呈非晶結構，無色透明，具有良好透光性。但材料表面硬度較低，耐磨性也不太好，表面容易磨毛而影響其透光率。PC對紅外光、可見光和紫外光等低能長波光線一般都有良好的穩(wěn)定性。電性能：

弱極性聚合物，使其電性能低于PE、PS等非極性塑料，但也不失為電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬的溫度范圍內保持良好的電性能。聚碳酸酯的性能光學性能及耐旋光性：58聚碳酸酯的性能耐化學試劑及耐溶劑性：聚碳酸酯是無定形聚合物，它的內聚能在塑料中居中等水平，具有一定的抗化學腐蝕能力和耐溶劑性。聚碳酸酯的性能耐化學試劑及耐溶劑性：59聚碳酸酯的加工及應用注塑成形：PC最重要的成形方法。制品廣泛用于汽車、建筑、紡織、醫(yī)療器械等各種領域。產中主要以設備零部件為主，也用于光盤，光安帽，防護玻璃等。擠出成形：擠出制品主要用于絕緣材料、防震玻璃以及二次加工和冷加工原料。中空吹塑生產熱水杯、包裝容器等中空制品。聚碳酸酯的加工及應用注塑成形：PC最重要的成形方法。60聚醚類工程塑料

聚甲醛（POM)

聚苯醚（PPO)聚醚類工程塑料

聚甲醛（POM)

聚苯醚（PPO)61聚醚類工程塑料聚醚類工程塑料——分子主鏈上含有醚鍵（—O—）和硫醚鍵（—S—）的聚合物統(tǒng)稱聚醚塑料。聚醚類結構通式：聚硫醚類結構通式：聚醚類工程塑料聚醚類工程塑料——分子主鏈上含有醚鍵聚醚類結構62聚甲醛聚甲醛學名聚氧亞甲基，結構式：聚甲醛是一種表面光滑，有光澤，硬而致密的材料，外觀為淡黃或白色。聚甲醛具有高力學性能，優(yōu)良的電絕緣性，耐溶劑性和加工性，可在-40-100°C溫度范圍內長期使用。是繼聚酰胺之后一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，是五大通用工程塑料之一。][CH2Ｏn名稱品種商品名發(fā)明者年代聚甲醛均聚甲醛Delrin美國杜邦（Dupont）公司1959年共聚甲醛Celcon美國塞拉尼斯（Celanese）公司1962年聚甲醛聚甲醛學名聚氧亞甲基，結構式：63聚甲醛的性能及應用1、性能優(yōu)良：聚甲醛（pom）是一種性能優(yōu)良的工程塑料，在國外有“奪鋼”、“超鋼”之稱，在熱塑性樹脂中是最堅韌的。⑴具有類似金屬的硬度、強度、鋼性和良好的耐疲勞性；⑵具有很好的自潤滑性，富于彈性；；⑶電性能優(yōu)良；⑷吸水率低（0.20~0.27%），尺寸穩(wěn)定，⑸較好的耐化學品性；2、成本低：低于其他許多工程塑料的成本，替代一些金屬（如替代鋅、黃銅、鋁和鋼），廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農業(yè)等領域。聚甲醛的性能及應用1、性能優(yōu)良：聚甲醛（pom）是一種性能優(yōu)64聚甲醛的制備均聚甲醛的制備：共聚甲醛的制備：聚甲醛的制備均聚甲醛的制備：共聚甲醛的制備：65聚甲醛的結構與密度的關系聚甲醛沒有側鏈；C—O鍵的鍵長比C—C鍵的鍵長短；C和O原子是螺旋構型，分子鏈間距小，密度大；如：均聚甲醛密度1.425~1.430g/cm3>聚乙烯0.960g/cm3高密度的線性聚合物高結晶度線性聚合物聚甲醛結構與結晶度的關系聚甲醛沒有側鏈；分子鏈柔順性大；鏈的結構規(guī)整性高；如：均聚甲醛結晶度75~85%，共聚甲醛70~75%；結晶速度快，即使快速猝火，結晶度仍達到65%以上聚甲醛的結構與密度的關系聚甲醛沒有側鏈；高密度的高結晶度聚甲66聚甲醛的物理力學性能均聚甲醛的力學強度略高10~20%聚甲醛的物理力學性能均聚甲醛的力學強度略高10~20%67聚甲醛的熱性能聚甲醛的熱性能68聚甲醛的電性能聚甲醛的電性能69聚甲醛的化學性能

聚甲醛是一種沒有沒有側鏈，高密度，高結晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。耐非極性溶劑，又有良好的耐油、耐過氧化物性能；不耐強酸、強堿、強氧化劑、酚類、有機鹵化物及強極性有機溶劑。不耐太陽光紫外線的輻射。

聚甲醛的化學性能聚甲醛是一種沒有沒有側鏈，70聚甲醛的改性玻璃纖維增強聚甲醛聚甲醛的改性玻璃纖維增強聚甲醛71耐磨聚甲醛耐磨聚甲醛72聚甲醛合成工藝1.單體精制：加入惰性溶劑聚乙烯醇二甲醚(PEGDME)，使得甲醛和水共沸點消失，可以用精餾的方法，餾出高純度的甲醛.惰性溶劑甲醛水溶液萃取精餾高純度精甲醛斧液稀醛,溶劑聚甲醛合成工藝1.單體精制：惰性溶劑甲醛水溶液萃取精餾高純73聚甲醛合成工藝2.聚合反應共聚甲醛亦屬離子聚合，常用BF3及其絡合物作引發(fā)劑，在雙螺桿反應器中進行，可以獲得預期的聚合物。聚甲醛的端基是活性的羥基，必須封端，不然會自動降解。均聚甲醛用乙酐封端,共聚甲醛以分子量調節(jié)劑形式加入，一般端基為甲氧基醚,羥基乙基醚或丁氧基醚，封端后，摻混助劑即進行造粒。聚甲醛合成工藝2.聚合反應74聚甲醛的成型工藝性1.聚甲醛結晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y晶型凝固體的體積收縮率大約17%，因此采用保壓補料方式防止收縮。2.聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超過250℃，熔體在料筒中停留時間不宜過長。在保證物料充分塑化條件下應盡量降低溫度，并采用提高注射壓力和速度增加熔料沖模能力。3.聚甲醛熔體凝固速率快，會造成沖模困難，制品表面褶皺，毛斑等，因此模溫宜控制在80~130℃來消除。4.聚甲醛吸濕性小，一般可不干燥，也可在110℃下干燥2h。5.聚甲醛加工時應選用突變螺桿，噴嘴宜用直通式，模具的澆注系統(tǒng)應設計為流線型，澆口盡可能大.聚甲醛的成型工藝性1.聚甲醛結晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y75聚甲醛的應用耐有機溶劑，耐磨，抗蠕變，耐疲勞等聚甲醛的應用耐有機溶劑，76聚苯醚（PPO）聚苯醚（PPO）結構式：1957年：聚苯醚由美國通用電器公司采用氧化偶合方法合成；1964年：美國通用電氣公司首先用2,6-二甲基苯酚為原料實現(xiàn)聚苯醚工業(yè)化生產。1966年，通用電氣公司又生產了改性聚苯醚（MPPO）。1984年，世界聚苯醚的消費量為163kt。2010年及2015年我國聚苯醚的消費量將分別達到8萬噸和12萬噸，改性PPO(MPPO)綜合性能好，成為五大通用工程塑料之一。聚苯醚（PPO）聚苯醚（PPO）結構式：1957年：聚苯醚由77聚苯醚的性能及應用聚苯醚（PPO）一般呈土黃色粉末狀。聚苯醚最大的特點：1、在長期負荷下，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良和突出的電絕緣性；2、使用溫度范圍廣，可在－127～121℃范圍內長期使用；3、優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能（Tg為210℃，熱變形溫度為190℃）；4、制品具有較高的拉伸強度和抗沖強度；5、較好的抗蠕變性、耐磨性和電性能。6、但熔體流動性差，加工困難。主要用途：1、代替不銹鋼制造外科醫(yī)療器械。2、機電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風機葉片、管道、閥門、螺釘及其他緊固件和連接件等3、用于制作電子、電氣工業(yè)中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。聚苯醚的性能及應用聚苯醚（PPO）一般呈土黃78改性PPO(MPPO)的用途1）MPPO密度小，尺寸穩(wěn)定性好，易加工，熱變形溫度在90~175℃，適用制造辦公設備、家用電器、計算機箱體、底盤及精密部件等。2）MPPO的介電常數(shù)及介質損耗角正切在五大通用工程塑料中最低，絕緣性最好，且耐熱性好，不受溫度及周波數(shù)影響，適用于電氣工業(yè)。宜于制作用在潮濕而有載荷條件下的電絕緣部件，如線圈骨架、管座、控制軸、變壓器屏蔽套、繼電器盒、絕緣支柱等。3）MPPO的耐水及耐熱水性好，適用于制造水表、水泵。紡織廠用的紗管需耐蒸煮，用MPPO制的紗管使用壽命長。4）鋰離子電池市場大有發(fā)展前景，最近國外開發(fā)出的MPPO鋰離子電池用有機電解液的包裝材料性能優(yōu)于過去用的ABS或PC，5）MPPO制作汽車儀表盤、防護杠等，PPO與PA合金，尤其是高耐沖擊性能的規(guī)格品種用于外裝部件發(fā)展比較快。6）MPPO可用來制造耐腐蝕設備，其耐水解性尤其好，還耐酸、堿、耐芳香烴、鹵代烴、油類等性能差，易溶脹或應力開裂。7）用于醫(yī)療器械，可在熱水貯槽和排風機混合填料閥中代替不銹鋼和其他金屬。改性PPO(MPPO)的用途1）MPPO密度小，尺寸穩(wěn)定性好79改性聚苯醚（MPPO）的制備1.單體二甲酚的合成它可以直接從焦油中分離得到，但不易得到高純的單體。2,6-二甲酚和甲醇在催化劑存在下的甲基化反應技術最為成熟。改性聚苯醚（MPPO）的制備1.單體二甲酚的合成80改性聚苯醚（MPPO）的制備2.聚合反應：3.選擇*特性粘度[η]為0.5~0.55的PPO與PS或HIPS按7：3共混，同時加入適量的穩(wěn)定劑，增塑劑，阻燃劑，潤滑劑等；4.共混后進入雙螺桿擠出機造粒，溫度控制在240~280℃，加入25%短玻纖再雙螺桿擠出機造粒得到玻纖增強MPPO。*特性粘度：高聚物溶液的濃度較稀時,其相對粘度的對數(shù)值與高聚物溶液質量濃度的比值即為該高聚物的特性粘度。特性粘度(intrinsicviscosity)的定義是當高聚物溶液濃度趨于零時的“比濃粘度”(ηspc)或比濃對數(shù)相對粘度(lnηrc)，即：limc→0ηsp/c=Inηr/c=[η](1)。改性聚苯醚（MPPO）的制備2.聚合反應：3.選擇*特性81聚苯醚的結構與性能耐水性和高絕緣性氧原子與苯環(huán)處于p-π共軛;沒有可水解的基團；沒有顯著極性；弱的抗氧化性含有酚羥基,受熱容易氧化剛性大，高熱穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性含有大量的酚基芳香環(huán)；兩個甲基；新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt優(yōu)秀課件精品課件培訓課件培訓教材新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt優(yōu)秀課件精品課件培訓課件培訓教材聚苯醚的結構與性能耐水性和氧原子與苯環(huán)處于p-π共軛;弱的抗82聚苯醚的物理力學性能新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt優(yōu)秀課件精品課件培訓課件培訓教材新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt優(yōu)秀課件精品課件培訓課件培訓教材聚苯醚的物理力學性能新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt優(yōu)秀83聚苯醚的熱性能

聚苯醚的熱性能熱變形溫度185~194℃Tg（玻璃化溫度）211℃Tm280~300℃脆化溫度-170℃分解溫度>350℃線膨脹系數(shù)(4.9~5.4)*10-5/℃制品成型收縮率0.7%

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工程塑料基礎

WUHUNIUMAITE

NewMaterialTechnologyCentre新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt新材料行業(yè)改性工程塑料培訓教材ppt工程塑料基礎WUHU90什么是工程塑料？工程塑料（engineering-plastics）——是指一類可以作為結構材料，在較寬的溫度范圍內承受機械應力，在較為苛刻的化學物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。工程塑料的性能特點：1、能承受一定的外力作用；2、有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，3、在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可用作工程結構件。工程塑料的主要性能：熱性質：玻璃化溫度（Tg）及熔點（Tm）；熱變形溫度（HDT）高；長期使用溫度高（UL-746B）；使用溫度范圍大；熱膨脹系數(shù)小。機械性質：高強度、高機械模數(shù)、低潛變性、強耐磨損及耐疲勞性。其它：耐化學藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。什么是工程塑料？工程塑料（engineering-plast91常用的工程塑料件常用的工程塑料種類：尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。常用的常用的工程塑料種類：尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。92五大通用工程塑料的發(fā)展史1、聚酰胺(PA)：卡羅澤斯（W.H.Carothers美國化學家）開發(fā)聚酰胺研究并于1931年申請了專利，由杜邦公司于1939年組織生產并率先工業(yè)化的。2、均聚甲醛(POM)：1956年杜邦公司又成功地開發(fā)出，并于1959年實現(xiàn)工業(yè)化生產。

共聚甲醛：1962年由美國塞拉尼斯公司開發(fā)并商品化生產。3、聚碳酸酯(PC)：1958年和1960年德國拜耳公司和美國通用電氣公司分別開發(fā)生產了酯交換法和光氣化法聚碳酸酯。4、聚苯醚(PPO)

：1964年通用電氣公司開發(fā)，兩年后推出改性聚苯醚。5、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)：1970年由美國塞拉尼斯公司將熱塑性聚酯類開發(fā)成工程塑料，它成為五大通用工程塑料最后開發(fā)成功且產量增長率極高的品種。五大通用工程塑料的發(fā)展史1、聚酰胺(PA)：卡羅澤斯（W.H93工程塑料的狀況從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料以來，半個世紀的發(fā)展，在市場競爭中成長壯大，在2000年，全世界工程塑料產量已超過500萬t，還以每年7~9%的速度遞增。雖然僅占全部塑料的2~3%，但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。我國工程塑料部分產品技術、質量指標也已接近國外先進水平。一些特種工程塑料產品的工藝技術已經進入到國際先進行列。2008年，我國工程塑料的消費量約為206萬噸，2010年，我國工程塑料的消費量已經達到約244萬噸。工程塑料的狀況從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料94工程塑料的分類工程塑料按連續(xù)使用溫度分類通用工程塑料聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚苯醚和熱塑性聚酯特種工程塑料聚酰亞胺，聚砜，聚苯硫醚，聚醚，聚苯酯，聚芳酯按聚合物結構單元和重復單元分類聚酰胺，聚酯，聚芳雜環(huán)化合物，聚醚和含氟塑料工程塑料的分類按連續(xù)使用溫度分類通用工程聚酰胺，聚碳酸酯，聚95通用工程塑料聚酰胺(PA)聚甲醛(POM)通用工程塑料聚碳酸酯(PC)改性聚苯醚(PPO)熱塑性聚酯(PBT、PET、PU)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)甲基戊烯聚合物(TPX)乙烯醇共聚物乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）聚乙烯醇（PVOH）通用工程塑料聚酰胺(PA)聚甲醛(POM)通用聚碳酸酯(PC96特種工程塑料特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)聚砜(PSF)聚酰亞胺(PI)聚芳(PAR)液晶聚合物(LCP)聚醚醚酮(PEEK)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA)等聚醚酰亞胺PEI液晶高分子PPS碳納米管增強PEEK特種工程塑料特聚苯硫醚(PPS)聚砜(PSF)聚酰亞胺(PI97表—1特種工程塑料類型：交聯(lián)型非交聯(lián)型聚氨基雙馬來酰胺(PABM)聚砜(PSF)聚三嗪聚醚砜交聯(lián)聚酰亞胺(PAI)聚苯硫醚(PPS)耐熱環(huán)氧樹指聚酰亞胺(PI)含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA）聚醚醚酮（PEEK）聚芳酯(PAR)表—1特種工程塑料類型：交聯(lián)型98工程塑料的主要特性1、質量輕、相對密度小工程塑料的相對密度一般在1.0~2.0之間，遠低于金屬。自重輕，可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料用于航空飛行器、車輛等領域。工程塑料的主要特性1、質量輕、相對密度小99工程塑料的主要特性2、較高的比強度：用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強，可以大大提高抗張強度，*拉伸強度與相對密度的比值一般在1500-1700，甚到高達4000（鋼1600，鋁1500）3、突出的耐磨和自潤滑性能：用工程塑料作摩擦零件，與耐磨金屬合金相對，磨耗量低于1：5，氟塑料更佳。4、優(yōu)良的機械性能： 在較寬的溫度范圍內，許多工程塑料，尤其是增強的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。*拉伸強度(tensilestrength)：是指材料產生最大均勻塑性變形的應力。在拉伸試驗中，試樣至斷裂為止所受的最大拉伸應力即為拉伸強度，其結果以MPa表示。拉伸強度檢測儀工程塑料的主要特性2、較高的比強度：3、突出的耐磨和自潤滑性100工程塑料的主要特性5、優(yōu)良的電絕緣性：

幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性，可以躋身優(yōu)良絕緣材料行列6、化學穩(wěn)定性： 對酸、堿和一般有機溶劑都有很好的抗腐蝕性。8、有較高的耐熱性：一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強時，UL長期連續(xù)使用溫度都超過100℃，特種工程塑料的指標一般都超過150℃。7、較好的制件尺寸穩(wěn)定性：工程塑料的主要特性5、優(yōu)良的電絕緣性： 6、化學穩(wěn)定性：8、101工程塑料的主要特性9、優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能：工程塑料作為運動零部件使用時，沒有金屬撞擊的噪聲，有優(yōu)良的吸震消聲性能。對于有磨粒存在的條件下，可以埋沒異物，不像金屬之前可能會咬死或刮傷。工程塑料齒輪工程塑料齒輪10、良好的加工性能：工程塑料可以在較低的溫度下（通常400℃以下），采用注塑、擠出、吹塑等方法進行加工，制品可采用機械方法再加工，尺寸穩(wěn)定，成品的互換性強，模具費用低，與加工金屬相比，可節(jié)省能耗50%左右，工時縮短，成品率高。工程塑料的主要特性9、優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能：工102幾種常見的工程塑料聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）聚甲醛（POM）聚苯醚（PPO）幾種常見的工程塑料聚酰胺（PA）103工程塑料之一——尼龍的發(fā)展歷程聚酰胺：又稱尼龍(Nylon),英文名稱Polyamide（簡稱PA），是一種人造多聚物，

世界上第一種完全人造的纖維和塑料。1931年：杜邦公司的卡羅澤斯開發(fā)尼龍-66，成為最先開工業(yè)化的工程塑料，并于1939年杜邦公司組織生產。1942年：德國人開發(fā)了尼龍-6的工業(yè)技術，并作為纖維開發(fā)應用。1961年：中國開發(fā)PA1010。1972年：杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術。尼龍目前是工程塑料中產量最大的品種

卡羅澤斯W.H.Carothers工程塑料之一——尼龍的發(fā)展歷程聚酰胺：又稱尼龍(Nylon)104最早的尼龍制品1938年尼龍正式上市，最早的尼龍制品是替代鬃毛制作牙刷的刷毛（1938年2月24日開始出售）和婦女穿的尼龍襪（1940年5月15日上市）。如今，尼龍纖維更多的是和其他纖維(棉、麻、毛等)混紡成多種人造纖維。最早的尼龍制品1938年尼龍正式上市，最早105中國的尼龍——“錦綸”錦綸：學名聚酰氨纖維，是中國所產聚酰胺類纖維的統(tǒng)稱。1958年4月，第一批中國國產己內酰胺（尼龍6）試驗樣品終于在遼寧省錦西化工廠試制成功。在北京纖維廠一次抽絲成功，從此拉開了中國合成纖維工業(yè)的序幕。這種合成纖維后來就被命名為“錦綸”，也就是尼龍。錦綸的特點：強度高，耐磨性、回彈性好，可以純紡和混紡作各種衣料及針織品。錦綸吸濕性和染色性都比滌綸好，耐堿而不耐酸，長期暴露在日光下其纖維強度會下降。錦綸有熱定型特性，能保持住加熱時形成的彎曲變形。錦綸的品種：有錦綸6、錦綸66、錦綸1010、錦綸610，其中最主要的是錦綸66和錦綸6。滌綸——聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），中國聚酯纖維的商品名稱，俗稱的確良，經紡絲和后處理制成的纖維。中國的尼龍——“錦綸”錦綸：學名聚酰氨纖維，是中國所產聚酰胺106聚酰胺的結構聚酰胺（PA），是主鏈上含有酰胺基團（-CONH-）的高分子化合物的總稱。PA可以由二元酸與二元胺或由同時含有胺基和羧基的ω-氨基酸縮聚而得，也可由內酰胺自聚制得。 脂肪族聚酰胺分子鏈由亞甲基（-CH2-）與酰胺結構（-CONH-）組成。二元酸二元胺內酰胺聚酰胺的結構聚酰胺（PA），是主鏈107聚酰胺的類型脂肪族聚酰胺的類型

聚酰胺的類型

PA(按主鏈組成分)脂肪族p型尼龍3，4，6，7，8，9，11，12等mp型尼龍66、69、610、1010、1212等芳香族芳綸1313--Nomex(諾梅克斯)、芳綸1414--Kevlar(凱夫拉)、芳綸14半芳香族尼龍MXD6、尼龍6T、尼龍9T尼龍12T脂環(huán)族含雜環(huán)聚酰胺的類型脂肪族聚酰胺的類型108聚酰胺（PA）的特性尼龍作為大用量的工程塑料，廣泛用于機械、汽車、電器、紡織器材、化工設備、航空、冶金等領域。成為各行業(yè)中不可缺少的結構材料，其主要特點如下：1．優(yōu)良的力學性能：尼龍的機械強度高，韌性好。2．自潤性、耐摩擦性好：尼龍具有很好的自潤性，摩擦系數(shù)小，從而，作為傳動部件其使用壽命長。3．優(yōu)良的耐熱性：尼龍46等高結晶性尼龍的熱變形溫度很高，可在150℃下長期使用。玻璃纖維增強PA66熱變形溫度達到250℃以上。4．優(yōu)異的電絕緣性能：尼龍的體積電阻很高，耐擊穿電壓高，是優(yōu)良的電氣、電器絕緣材料。5．優(yōu)良的耐氣候性。

6．吸水性：尼龍吸水性大，飽和水可達到3%以上。在一定程度影響制件的尺寸穩(wěn)定性。聚酰胺（PA）的特性尼龍作為大用量的工程塑109聚酰胺的應用聚酰胺由于它獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性優(yōu)異、具有剛柔兼?zhèn)涞男阅芏A得人們的重視，加之其加工簡便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來代替金屬，廣泛用于汽車及交通運輸業(yè)。聚酰胺在汽車工業(yè)的消費比例最大，大約每輛汽車消耗尼龍制品達3.6~4千克。其次是電子電氣。典型的制品有泵葉輪、風扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調節(jié)閥等零部件。尼龍風扇葉片泵葉輪尼龍軸承聚酰胺的應用聚酰胺由于它獨特的低比重、高抗拉強110聚酰胺（PA）纖維的應用聚酰胺纖維可以與棉、麻、羊毛、蠶絲等其他紡織纖維混紡，以提高產品的強度和耐磨性。它還能制成輕、薄并有良好強度的產品，如尼龍塔夫綢，可用作滑雪衫、羽絨服、箱袋及傘的面料。聚酰胺纖維在襪類用途中居于優(yōu)勢地位。強度為53～88cN/dtex的聚酰胺纖維可用于制作輪胎簾子線、傳送帶及漁網、繩索、降落傘、帳篷布等工業(yè)用品。聚酰胺纖維地毯方面的應用正迅速增加。聚酰胺（PA）纖維的應用聚酰胺纖維可以與棉、麻111聚酰胺（PA）的應用部位部件名稱材料性能發(fā)動機部件汽缸蓋，進氣支管，進氣消器，散熱器，過濾器，同步皮帶，加油器蓋，高壓代碼保護器，電機電刷，沉淀器，冷卻風扇GPA6、PA66、PA6高強度，耐溫，耐環(huán)境變化車身部件車門，前后蓋板、把手、門鎖、安全帶固定鉸鏈，儀表板、擋泥板，遮光板夾具PP/PA6、PE/PA66、PPO/PA6、PA66等抗沖擊，耐熱穩(wěn)定，可涂裝性電氣部件電氣配線，接插件，熔斷器，保險盒，電線包覆，電線夾及固定卡套、接線柱、按鈕、開關PA6阻燃PA6驅動控制部件齒輪，車輪蓋板，扣釘，油門，踏板，制動管，輸油管增強PA6、PA66、PA11、PA12、PA46表-2汽車用PA工程塑料部件聚酰胺（PA）的應用部位部件名稱112聚酰胺（PA）的加工特性1．尼龍吸濕性強，容易受潮：成型前必須充分干燥。

尼龍含水量對其力學性能有較大的影響，在熔融狀態(tài)下，水分的存在，會引起尼龍的水解而導致分子量下降，使得制品機械性能下降，還會在成型過程中，制品表面出現(xiàn)氣泡、銀絲和斑紋等缺陷。2．尼龍熔體粘度低、流動性大，噴嘴會產生“流延”現(xiàn)象：尼龍在螺桿式注射機成型時，在螺桿端部必須安裝止逆環(huán)。

用螺桿式注射機注射成型時，熔體會在螺桿和料筒壁之間出現(xiàn)逆流，使注料不準，浪費原料，污染噴嘴。3．尼龍是結晶性高聚物：必須嚴格控制工藝條件。

熔點明顯，而且較高。尼龍需要在較高溫度下成型，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易分解。

4．尼龍的成型收縮率大：成型工藝應嚴格控制。

對于制造高精密度的制品，模具設計應在試驗的基礎上確定其尺寸。聚酰胺（PA）的加工特性1．尼龍吸濕性強，容易受潮：成型前必113脂肪族聚酰胺的制備p型聚酰胺： 由ω-氨基酸自縮聚或由內酰胺開環(huán)聚合制得（如尼龍6）水解縮聚CH2--CH2--CH2--CH2CO——NH——CH2——己內酰胺脂肪族聚酰胺的制備p型聚酰胺：水解縮聚CH2--114脂肪族聚酰胺的制備mp型：由二元胺與二元羧酸縮聚得所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺（如尼龍6,6）煤、水、空氣

縮聚己二胺己二酸脂肪族聚酰胺的制備mp型：煤、115兩種不同聚合的區(qū)別尼龍6,6與尼龍6在鏈結構上的相似性，導致兩種材料的性能基本相似；但是鏈結構上的細微差別，也導致性能有所差異。尼龍6與尼龍6,6有什么區(qū)別？兩種不同聚合的區(qū)別尼龍6,6與尼龍6在鏈結構116脂肪族聚酰胺的結構與性能1、都是線型結構——熱塑性所有脂肪族聚酰胺分子鏈都是線型結構，分子鏈骨架由-C-N-鏈組成，具有良好的柔順性，因此都是典型的熱塑性聚合物。2、分子鏈之間有氫鍵——結晶能力強（與聚烯烴類的區(qū)別）分子鏈上有規(guī)律地交替排列著較強的極性酰胺鍵，分子鏈規(guī)整，極性酰胺鍵可以使分子鏈之間形成氫鍵，導致聚酰胺具有較強的結晶能力。脂肪族聚酰胺的結構與性能1、都是線型結構——熱塑性2、分子鏈117脂肪族聚酰胺的結構與性能氫鍵比例數(shù)對材料性能的影響：由于不同品種的PA其單體所含碳原子數(shù)不同，使分子鏈之間所能形成的氫鍵比例數(shù)及氫鍵沿分子鏈分布的疏密程度不同，影響到不同PA的結晶能力和熔點有明顯的差別。氫鍵比例數(shù)越大，PA的結晶能力增強，熔點愈高。氫鍵比例數(shù)∝

PA的結晶能力、熔點P型PA：單體中含有奇數(shù)個碳原子，分子鏈上的酰胺基可以100%形成氫鍵，偶數(shù)則只有50%可以形成氫鍵。mp型PA：兩種單體上都含有偶數(shù)碳原子，100%形成氫鍵，只有一種或沒有偶數(shù)碳原子，50%形成氫鍵。脂肪族聚酰胺的結構與性能氫鍵比例數(shù)對材料性能的影響：氫鍵比例118脂肪族聚酰胺的結構與性能脂肪族PA主要性能力學性能熱性能電性能光學性能耐化學性能其他性能脂肪族聚酰胺的結構與性能脂肪族PA主要性能119脂肪族聚酰胺的結構與性能力學性能： 具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。典型的強而韌聚合物，綜合性能優(yōu)于一般的通用塑料。熱性能：具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點。PA是半結晶聚合物，結晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結晶度聚合度。脂肪族聚酰胺的結構與性能力學性能：