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简介
这是ppt工程塑料pc，包括了通用工程塑料，主要内容，聚碳酸酯（polycarbonate,PC），聚碳酸酯的结构与性能，聚碳酸酯的加工性能，聚碳酸酯的应用领域等内容，欢迎点击下载。
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第3章 工程塑料 工程塑料是指物理力学性能及热性能比较好的、可以当作结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定的机械应力和较苛刻的化学、物理环境中使用的塑料材料。 通用工程塑料：使用量大，长期使用温度在100~150℃，可作为结构材料使用的塑料材料 例如：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯等 主要内容 3.1 聚酰胺（PA） 3.2 聚碳酸酯（PC） 3.3 聚甲醛（POM） 3.4 聚苯醚（PPO） 3.5 热塑性聚酯 3.6 聚苯硫醚（PPS） 3.1 聚酰胺（polyamide，PA） 聚酰胺俗称“尼龙”，指分子主链 上含有酰胺基团（—NHCO—）的高分子化合物。 制备：二元胺和二元酸通过缩聚反应或ω-氨基酸或内酰胺自聚而得 3.1.1 聚酰胺的结构与性能 白色至淡黄色的颗粒，制品坚硬，表面有光泽，氢键的存在使其具有良好的力学性能、耐油性、耐溶剂性，吸水率比较大。 （1）力学性能 优良 拉伸强度、冲击强度、刚性、耐磨性较好；但易受温度和湿度的影响 （4）耐化学药品性 化学稳定性良好，能耐许多化学药品 常温下溶于强极性溶剂以及某些盐的溶液 （5）其他性能 耐候性一般 无臭、无味、无毒，具有自熄性，燃烧很慢 3.1.2 聚酰胺的加工性能 热塑性塑料的一般成型方法都适用：注射、挤压、模压、吹塑、浇注等 （1）原料吸水性大，高温易氧化变色，加工前必须干燥，80~90℃，10~12h （2）融化物黏度低，流动性大，必须采用自锁式喷嘴 （3）收缩率大，必须经过多次试加工，进行修模 （4）热稳定性较差，易热分解而降低制品的性能 3.1.3 聚酰胺的应用 由于聚酰胺优良的性能，在汽车工业、交通运输业、机械工业、电子电器工业、包装业、体育器材以及家具制造业上有广泛应用。 例如：轴承、齿轮、凸轮、磙子、辊轴、泵叶轮、风扇叶轮、涡轮、螺钉、螺帽、垫圈、高压密封圈、阀座、输油管等 3.2 聚碳酸酯（polycarbonate，PC） 聚碳酸酯是指分子主链中含有 链节的线性高聚物 3.2.1 聚碳酸酯的结构与性能 双酚A型聚碳酸酯的结构式： 聚碳酸酯是一种透明、微黄色的坚韧固体，密度1.20g/cm3 （1）力学性能 十分优良，既刚又韧； 拉伸、弯曲、压缩强度都较高，且受温度影响小； 冲击性能突出； 抗蠕变性能好 缺点是易产生应力开裂、耐疲劳性差，缺口敏感性高，不耐磨损 （2）热性能 耐高低温性能很好； 热导率、比热容不高； 线膨胀系数较小； 阻燃性好，具有自熄性 （3）电性能 较好的电绝缘性 可在宽温度范围内和潮湿的条件下保持良好的电性能； 介电常数和介电损耗在10~130℃接近常数 （4）耐化学药品性 一定的耐化学药品性； （5）其他性能 透光率很高，约为87~90%； 折射率高，可作为透镜光学材料 很好的耐候性和耐热老化能力 3.2.2 聚碳酸酯的加工性能 采用注塑、挤出、吹塑、真空成型、热成型等方法 （1）成型要求较高的温度和压力 （2）易产生内应力，应进行后处理 （3）吸水性不大，但高温下对微量水敏感，加工前应严格进行干燥 （4）收缩率低，成型制品精度较好 3.2.3 聚碳酸酯的应用领域 广泛应用于交通运输、机械工业、电子电器、包装材料、光学材料、医疗器械、生活日用品等方面 例如：可应用在大型灯罩、防护玻璃、照相器材、飞机座舱玻璃、电力工具、防护安全帽、热水杯、奶瓶、餐具；录音带、录像带、光盘、储存器等 3.3 聚甲醛（polyoxymethylene，POM） 第三大通用工程塑料，产量仅次于聚酰胺和聚碳酸酯 3.3.1 聚甲醛的结构 聚甲醛分子主链上具有 重复单元，是一种无侧链、高密度、高结晶度的线性聚合物，具有优异的综合性能。 3.3.2 聚甲醛的性能 白色粉末或颗粒，硬而质密，表面光滑有光泽，着色性好。 （1）力学性能 较高的弹性模量、硬度和刚性； 耐疲劳性、耐磨性以及耐蠕变性好； 随温度变化小 （2）热性能 热变形温度较高，短期使用温度140℃，长期100℃ 3.3.3 聚甲醛的加工性能 加工方法可采用注塑、挤出、吹塑、模压、焊接等 （1）吸水性小，一般不干燥 （2）热稳定性差，熔体黏度对温度不敏感，加工温度一般控制在250℃以下 （3）结晶度高，成型收缩率大，壁厚制品采用保压补料方式防止收缩 （4）冷凝速度快，易产生缺陷，可采用提高模具温度的方法减小缺陷 （5）制品易产生残余内应力，后收缩比较明显应进行后处理，温度100~130℃，6h。 3.3.4 聚甲醛的应用领域 聚甲醛具有十分优异的综合性能，特别适合于制造耐摩擦、磨损及承受高载荷的零件，如齿轮、滑轮、轴承等 广泛应用于汽车工业、精密仪器、机械工业、电子电器、建筑器材等 3.4 聚苯醚（polyphenyphenyleneoxide，PPO） 结构式： 3.4.1 聚苯醚的性能 线型、非结晶性聚合物 白色或微黄色粉末，综合性能优良 （1）力学性能 很高的拉伸强度、模量和抗冲击性； 硬度和刚性都比较大； 耐磨性好 耐疲劳性和耐应力开裂不好 3.4.2 聚苯醚的加工性能 可采用注塑、挤出、吹塑、发泡、真空成型、焊接成型等方法 （1）熔融状态下熔体黏度很大，接近于牛顿流体，但随温度升高会有所偏离，加工时应提高温度并适当增加注射压力； 3.5 热塑性聚酯 热塑性聚酯：由饱和二元酸和饱和二元醇缩聚得到的线性高聚物。 常用的两种：聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚对苯二甲酸丁二醇酯 3.5.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯 （polyethylene terephthalate，PET） 制备：对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚 分子结构式： 聚对苯二甲酸乙二醇酯的性能 无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯：无色透明固体，密度1.3~1.33g/cm3，折射率1.655，透光率90%； 结晶型聚对苯二甲酸乙二醇酯：乳白色半透明的固体，密度1.33~1.38g/cm3 阻隔性能好，对O2、H2、CO2有较高的阻隔性； 吸水性较低，尺寸稳定性好 （1）力学性能 优越的力学性能 较高的拉伸强度、刚度和硬度； 良好的耐磨性； 良好的耐蠕变性； 力学性能随温度变化很小； 热力学性能和冲击性能差 （2）热性能 熔融温度255~260℃，长期使用温度120℃，短期使用温度150℃ （3）电性能 优良的电绝缘性； 电性能受温度、湿度影响 （4）耐化学药品性 不耐强酸强碱； 室温下对极性溶剂较稳定； 具有优良的耐候性 聚对苯二甲酸乙二醇酯的加工性能 可采用注塑、挤出、吹塑等方法 （1）熔体具有较明显的假塑体特征，因而黏度对剪切速率的敏感性大，对温度的敏感性小 （2）吸水性虽小，但熔融下易水解，必须干燥 聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用 聚对苯二甲酸乙二醇酯的应用领域主要有纤维、薄膜、聚酯瓶及工程塑料等几个方面； 纤维的用量很大，目前世界上约有半数左右的合成前卫是有聚对苯二甲酸乙二醇酯制造的； 没有增强改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯主要用来制作薄膜和聚酯瓶； 3.5.2 聚对苯二甲酸丁二醇酯 （polybutylene terephthalate，PBT） 制备：对苯二甲酸和丁二醇缩聚，可以采用直接酯化法及酯交换法 分子结构式： 聚对苯二甲酸丁二醇酯的性能 乳白色结晶固体，无味、无臭、无毒，密度1.31g/cm3，吸水率0.07%，制品表面有光泽 （1）力学性能 一般 增强改性后性能大幅度提高 （2）热性能 耐热性不高 玻璃化转变为度51℃，熔融温度225~230 ℃，热变形温度55~70 ℃ （3）电性能 优良的电绝缘性 温度和湿度影响小 （4）耐化学药品性 耐弱酸、弱碱、醇类、脂肪烃类、高分子量酯类和盐类 不耐强酸、强碱、苯酚类化学试剂 热水中水解 聚对苯二甲酸丁二醇酯的加工性能 可采用注塑、挤出成型 （1）加工流动性好，可以制备厚度较薄的制品 （2）虽然吸水性小，但为防止高温下水解，进行干燥；120℃，3~5h （3）制品在不同方向上的成型收缩率差别大，不跟制品的几何形状、成型条件、贮存时间、条件及温度有关 聚对苯二甲酸丁二醇酯的应用 电子、电气、汽车、机械等方面 在电子、电气方面，主要利用其优良的耐热性、电绝缘性、阻燃性、成型加工性及尺寸稳定性；制作连接器、线圈架、电机零件、开关、插座、变压器骨架； 在汽车工业方面，利用其优良的耐冲击性；制作汽车保险杠、手柄、底座等 3.5.3 聚芳酯（polyarylate，PAR） 分子结构式： （1）力学性能 良好 具有良好的耐冲击性、耐蠕变性、应变回复性、耐磨性及较高的强度 （2）热性能 由于苯环的存在，具有优异的耐高温性 线膨胀系数小，尺寸稳定性好，热收缩率低 良好的阻燃性 （3）电性能 优良的电绝缘性，电性能受温度、湿度的影响小 3.5.4 聚苯酯（aromatic polyester） 分子结构式： 3.6 聚苯硫醚 （polyphenyl sulfone，PPS） 分子主链上含有苯硫基的结晶性热塑性工程塑料 分子结构式： 3.6.1 聚苯硫醚的性能 白色、硬而脆 （1）力学性能 不高； 拉伸、弯曲强度中等水平，冲击强度很低 刚性很高 3.6.2 聚苯硫醚的加工性能 可采用注塑、挤出、压制、喷涂等方法，也可采用中空成型 3.6.3 聚苯硫醚的应用 主要应用于耐高温黏合剂、耐高温玻璃钢、耐高温绝缘材料、防腐涂层以及模塑制品等 如用作电器接插件和零件；制造医疗及齿科器材；制造汽车和机械零部件 3.7 聚酰亚胺（polyimide，PI） 聚酰亚胺是分子主链中含有酰亚胺基团的一类芳杂环聚合物 制备：芳香族二元酸酐和芳香族二元胺经过缩聚反应生成聚酰胺酸，然后经热转化或化学转化环化脱水形成 3.7.1 聚酰亚胺的性能 具有优异的性能 （1）力学性能 优良；拉伸、弯曲、压缩强度都较高 突出的抗蠕变性和尺寸稳定性 （2）热性能 极其优异的耐热性 很好的耐低温性 热膨胀系数很低 3.7.2 聚酰亚胺的品种 不溶性聚酰亚胺：聚均苯甲酰二苯醚亚胺 可溶性聚酰亚胺： 热固性聚酰亚胺 改性聚酰亚胺 1.不溶性聚酰亚胺 聚均苯甲酰二苯醚亚胺 分子结构式： 2.可溶性聚酰亚胺 （1）单醚酐型聚酰亚胺 分子结构式： （2）双醚酐型聚酰亚胺 分子结构式： （3）酮酐型聚酰亚胺 分子结构式： 3.热固性聚酰亚胺 热固性聚酰亚胺是指分子两端带有可反应活性基团的低分子量聚酰亚胺，在加热或固化剂存在时依靠活性端基交联反应形成大分子结构的聚酰亚胺。 （1）NA基封端的聚酰亚胺 化学结构通式： （3）顺丁烯二酸酐封端的聚酰亚胺 常用的是4，4‘-双马来酰亚胺二苯甲烷（BDM） 分子结构式： 4. 改性聚酰亚胺 在分子主链上引入醚键、酯键等柔性基团，改善加工性能 （1）聚醚酰亚胺 琥珀色透明的热塑性塑料 分子结构式： 加工： 注塑、挤出、热成型等 性能： 良好的力学性能、热性能、耐辐射性、阻燃性能等 应用： 可用于交通运输、航空、航天、医疗器械、电子、电气等领域 （2）聚酯酰亚胺 分子结构式： （3）聚酰胺酰亚胺 分子结构式： 性能： 优良的综合性能，抗拉强度高、抗蠕变性能优异、阻燃性能好、具有自熄性、耐化学药品性优良、耐辐射性好； 加工： 注塑、挤出、流延、模压等 应用： 可制作飞机的结构件、罩壳、薄膜、层压板、齿轮、轴承、透波材料、发动机零部件等。 聚砜的性能 （1）力学性能 优异 拉伸强度和弯曲强度高 抗疲劳性差，易产生内应力开裂 （4）耐化学药品性 化学稳定性较好 （5）其他性能 优良的耐辐射性能 尺寸稳定性好 耐候性和耐紫外线性较差 聚砜的加工性能 成型可采用热塑性塑料的加工方法，如注塑、挤出、吹塑、热成型及二次加工 （1）熔体黏度大，接近牛顿流体，黏度对温度敏感 聚砜的应用 可应用于电子、电气、精密仪器、交通运输、医疗器械等方面 如制备需蒸煮的医疗设备、食品加工设备；电池盒、衬板、接触器、印刷线路板；仪表盘、汽车防护罩、电动齿轮等 3.8.2 聚芳砜（polyarylsulphone，PAS ） 非双酚A型聚芳砜 分子结构式： 3.8.3聚醚砜（polyether sulfone，PES） 分子结构式： 3.9 聚芳醚酮类塑料 （polyarylether ketones，PAEK） PAEK是一类耐高温、结晶性的聚合物； 强度和刚性高于其他工程塑料，在很宽的温度范围内具有较好的韧性及疲劳强度、热氧化稳定性好； 具有优良的高温力学性能、阻燃性、耐化学腐蚀性、耐辐射性； 在航空航天、汽车、电子、电气等领域有广泛的应用 聚醚醚酮（polyetheretherketone ，PEEK） 分子结构式： （3）电性能 优异的电绝缘性 介电常数小，介电损耗低 （4）耐化学药品性 化学稳定性好； 极佳的耐热水性和耐蒸汽性 （5）其他性能 具有很好的阻燃性； 优良的耐辐射性 加工性能： 可采用注塑、挤出、吹塑、层压等，可纺丝、制膜 应用： 在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业和宇航领域得到广泛应用 3.10 氟塑料 含氟塑料的总称 具有更优越的耐高温、低温、耐腐蚀、耐候性、电绝缘性，不吸水、摩擦系数低等特性 氟塑料成为现代尖端科学技术、国防、航空、军工生产和各工业部门所不能缺少的新型材料 3.10.1 聚四氟乙烯（polytetrafluroethylene，PTFE） 聚四氟乙烯具有优良的耐腐蚀性、自润滑性、耐热性、电绝缘性以及极低的摩擦系数； 广泛应用于化学工业的防腐材料、机械工业的摩擦材料、电气工业的绝缘材料以及防黏结材料、分离材料和医用高分子材料 聚四氟乙烯的性能： 白色不透明的蜡状粉体，密度2.14~2.20g/cm3，是塑料中密度最大的品种，结晶聚合物 （1）力学性能 极低的摩擦系数；是塑料材料中最低的，动、静摩擦系数相等 极好的自润滑性； 耐磨损性不好； 拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性、硬度、耐疲劳性较低 易产生蠕变现象 （5）其他性能 耐候性优良 对光和臭氧的作用很稳定，具有很好的耐大气老化性能 耐辐射性不好 具有自熄性，不能燃烧 表面自由能很低，几乎与所有材料都无法黏附 聚四氟乙烯的成型加工性能： 聚四氟乙烯不能采用热塑性塑料熔融加工方法，只能采用类似于粉末冶金的加工方法，即冷压成坯后烧结 烧结采用模压烧结、挤压烧结、推压烧结 聚四氟乙烯的应用： 广泛应用于密封材料、滑动材料、绝缘材料、防腐材料、医用材料等 防腐材料方面：各种化工容器和零件，如蒸馏塔、反应器、阀门、阀座、隔膜、反应釜、过滤材料和分离材料； 摩擦、磨损方面：各种活塞环、动密封环、静密封环、垫圈、轴承、轴瓦、支撑块、导向环等； 绝缘材料方面：耐高温、耐电弧、高频电绝缘制品，如高频电缆、耐潮湿电缆、电容器线圈等； 医药材料方面：人工心脏、人工食道、人工腹膜等 3.10.2 聚三氟氯乙烯（polychlorotrifluroethylene，PCTFE） 结构与性能： 与聚四氟乙烯相比，分子结构的几何对称性降低，规整性降低 拉伸强度、模量、硬度等优于聚四氟乙烯 （1）力学性能 优于聚四氟乙烯，冷流性降低 成型加工性： 一般热塑性塑料的加工方法，如注塑、压铸、压缩、模塑、挤出等 加工必须采用较高的成型温度和压力 加工比较困难 应用： 用于制造形状复杂而且聚四氟乙烯难以成型的耐腐蚀制品，如耐腐蚀的高压密封件、高压阀瓣、泵和管道的零件、高频真空管底座、插座等； 利用阻气性制造高真空系统的密封材料； 利用涂覆性，对反应器、冷凝加热器、搅拌器、分馏塔、泵等进行防腐涂层； 制造光学视窗如导弹的红外窗 3.10.3 聚偏氟乙烯 （polyvinylidene fluoride，PvdF） 分子结构式： 3.10.4 聚氟乙烯 （polyvinyl floride，PVF） 分子结构式： 3.11 氯化聚醚 （chlorinated pioyether，CP） 分子结构式： 3.11.1 氯化聚醚的性能 （1）力学性能 优异的耐磨性； 冲击强度偏低 （2）热性能 较好的耐热性 热导率很低，是一种优良的绝热材料； 很好的阻燃性 （3）电性能 良好的电绝缘性 （4）耐化学药品性 十分优异的耐化学介质腐蚀性 （5）其他性能 吸水率很低； 成型收缩率小，特别适合在湿度变化大的场合使用 3.11.2 氯化聚醚的加工性能 良好的成型加工性，可采用注塑、挤出、吹塑、模压、喷涂等方法 （1）熔体黏度低，加工流动性好 （2）吸水率低，可不用干燥 （3）加工时易放出腐蚀性气体，需对设备防腐处理 3.11.3 氯化聚醚的应用 可应用于化工、机械、矿山、冶金、电器、医疗器械等方面 化工腐蚀方面，用作防腐涂层及制品，如阀门、化工管道、容器、壳体等 机械方面，制作轴承、导轨、 齿轮、轴套、齿条等 电器方面，海底电缆、化工电缆、亚热带和盐雾环境中的电器配件 医疗器械方面，外科手术的医疗器械 复习题 1）工程塑料？通用工程塑料？特种工程塑料？试举例 2）PA的结构、性能及应用 3）PC的结构、性能及应用 4）PPS的结构及性能 5）PI的制备、结构及性能 6）PSU的结构及性能 7）PTFE的结构、性能及应用
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