1、五大工程塑料工程塑料简介工程塑料一般是指可以作为结构材料承受机械应力,能在较宽的温度范围和较为苛刻的化学及物理环境中使用的塑料材料。工程塑料可分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料通常是指已大规模工业化生产的、应用范围较广的5种塑料,即:聚酰胺(尼龙,PA)聚碳酸酯(聚碳,PC)聚甲醛(POM)聚酯(主要是PBT,PET)聚苯醚(PPO,或变性PPE)。特种工程塑料则是指性能更加优异独特,但目前大部分尚未大规模工业化生产或生产规模较小、用途相对较窄的一些塑料。如:聚苯硫醚(PPS)聚酰亚胺(PI)聚砜(PSF)聚醚酮(PEK)液晶聚合物(LCP)等。工程塑料性能优良
2、,可替代金属作结构材料,因而被广泛用于电子电气、交通运输、机械设备及日常生活用品等领域,在国民经济中的地位日益显著。一、工程塑料之一、工程塑料之PA简介简介聚酰胺(PA)俗称尼龙u综合性能PA具有良好的机械性能、耐热性、耐磨损性耐化学性、阻燃性和自润滑性,容易加工、摩擦系数低,特别适宜于玻璃纤维和其他材料填充增强改性等。PA密度小、抗拉强度高、冲击韧性优异,耐磨、自润滑性好,但易吸水变形;其具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视,加之加工简便且效率高、比重轻(只有金属的1/7)、可以加工成各种制品来代替金属。u应用领域由于其具有优异的性能,因此在世界各国,PA的生产能力与产量都占工程塑料的第
3、一位。广泛应用于汽车、电子电器、包装、机械、日用消费品等众多领域。聚酰胺在汽车工业的消费比例最大,大约每辆汽车消耗尼龙制品达3.64千克,其次是电子电气。其在汽车及交通运输业主要用于生产汽车零部件,其典型制品有风扇叶片、各种仪表板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀、空气滤清器等。在电子电器方面主要用于录音机、录像机、摄像机、DVD、OA设备的机芯/骨架/支撑件等家用电器及小家电等,以及制造机床电器、泵叶轮、阀座、衬套、轴承齿轮、传动轮以及电缆架、电缆护套,变压器骨架、固定夹、保险盒、空气开关、接插件、各种线圈骨架、各种电动工具外壳和内部构件等。u发展现状PA作为工程塑料使用已有近50年的
4、历史了,其发展历程大致可以分为两个主要阶段,一是20世纪70年代以前,以开发新品种为主,开发的品种主要有PA6、PA66、PA610、PA11、PA12、PA1010、PA612、芳香酰胺等;70年代至今,以改性为主,同时也开发出一些新的小品种,如PA46、PA6T、PA9T、MXD-6等。在世界范围内PA的需求量一直居工程塑料之首,由于多种改性PA的开发与应用,使得PA工业一直充满勃勃生机,生产与消费快速稳步增加,2001年世界PA的生产能力约为220万t/a,其中美国占31%,欧洲占45%,亚洲占24%,产量约为196万t。品种以PA6、PA66为主,二者约占PA工程塑料总量的90%左右,
5、世界范围内PA6与PA66的比例约为3:2。由于各国或地区PA的发展历程不同,PA6与PA66比例也有所区别,在欧洲PA6与PA66比为5:4,美国PA6与PA66之比为4:6,而日本则以PA6为主,约占总产量的60%以上。PA生产与消费主要集中在西方发达国家与地区,主要生产厂家与生产能力为,杜邦公司,生产能力50万t/a;巴斯夫公司25.5万t/a;罗地亚公司,21万t/a;GE/霍尼维尔公司,20万t/a;AlliedSignal公司,15万t/a;陶氏化学公司,13万t/a;UBE公司,8万t/a;DSM公司,7.5万t/a;拜耳公司,6.5万t/a等,另外日本有众多生产公司如东丽公
6、司、旭化成公司等。目前PA工业生产呈现出以下几大特点,一是工程塑料与许多石油化工产品,全球范围不断进行兼并、重组,向集中化、规模化、专业化、高技术含量化方向发展;二是尽管近年来全球市场对PA的需求增加速度放缓,但是许多主要生产商仍在追加投资,以占领更多的市场,尤其是快速发展的亚洲市场;三是PA的生产主要集中在杜邦、巴斯夫、GE塑料、罗地亚、陶氏化学等几家大公司,这几大公司生产能力占据全球总生产能力的近70%,这些公司将主宰和左右世界PA工业的命运与发展前途。u国内需求及发展近年来我国改性PA发展很快,但整体生产水平低,产量少,高附加值、功能化、专用化PA品种少,难以满足市场需求,每年需大量
7、进口。我国目前生产的主要品种有PA6、PA66、PA1010、PA1110、PA1111等。中国神马集团是我国PA产业的龙头企业,其投资15亿元的20万t/a尼龙66成套项目于2005年12月开工建设,项目建成后该公司尼龙66盐的产能扩大到30万t/a,生产规模升至世界第四位。目前上海杰事杰、温州俊尔及山东兖州矿务局正在开发新型耐高温PA和长碳链PA,以替代进口。u聚己内酰胺(PA6)分子式:NH(CH2)5COn介绍:聚己内酰胺(PA6)又称聚酰胺6、尼龙6。PA6为乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物,可自由着色,韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温,耐细菌、能慢燃,离
8、火慢熄,有滴落、起泡现象,成型加工性极好:可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。PA6是吸水率最高的PA,尺寸稳定性差,并影响电性能(击穿电压)。PA6最高使用温度可达180,加抗冲改性剂后会降至160,用15%-50%玻纤增强,可提高至199,无机填充PA能提高其热变形温度。u聚己二酰己二胺(PA66)分子式:NH(CH2)6NHCO(CH2)4COn介绍:聚己二酰己二胺又称聚酰胺66(PA66)或尼龙66,由己二酸和己二胺通过缩聚反应制得。尼龙66为半透明或不透明的乳白色结晶聚合物,受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光,机械强度较高,耐应力开裂性好,是耐磨
9、性最好的PA,自润滑性优良,仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛,耐热性也较好,属自熄性材料,化学稳定性好,尤其耐油性极佳,但易溶于苯酚,甲酸等极性溶剂,加碳黑可提高耐候性;吸水性大,因而尺寸稳定性差,成型加工性好,可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。u聚癸二酰己二胺分子式:NH(CH2)6NHCO(CH2)8COn介绍:聚癸二酰己二胺(PA610)又称聚酰胺610或尼龙610,PA610是半透明、乳白色结晶型热塑性聚合物,性能介于PA6和PA66之间,但相对密度小,具有较好的机械强度和韧性;吸水性小,因而尺寸稳定性好;耐强碱,比PA6和PA66更耐弱酸,耐有机溶
10、剂,但也溶于酚类和甲酸中;属自熄性材料。u聚十一内酰胺(PA11)分子式:NH(CH2)10COn介绍:聚十一内酰胺(PA11)又称尼龙11,为白色、半透明结晶型聚合物,相对密度小,熔点低,吸水性低,尺寸稳定性好,柔性好,耐曲折,低温冲击性好,成型温度范围宽,成纤性亦好,染色性差,可添加石墨、二硫化钼、玻璃纤维增强改性。可采用一般热塑性塑料成型工艺,可烧结成型、流延成膜、金属表面静电粉末涂覆和火焰喷涂,亦可使其发泡制建材。透明尼龙的主要品种为:聚对苯二甲酰三甲基己二胺介绍:聚对苯二甲酰三甲基己二胺又名透明尼龙。性能,成型方法、用途与PA6相同,是无定型聚合物,透光率达85%-95%;吸
11、水率低,尺寸稳定性好,热膨胀系数、收缩率小;化学稳定性和耐老化性好;耐稀酸、稀碱、氯代和氟代烃,无臭、无毒、电绝缘性好;属自熄性材料,氧指数为26.8。u高抗冲尼龙介绍:高抗冲尼龙又名增韧尼龙,以尼龙66或尼龙6为基体,通过与接枝韧性聚合物共混的方法而制得的具有高冲击强度的尼龙,虽然强度、刚性、耐热性比母体尼龙有所下降,但冲击强度大幅提高,可提高10倍以上,并具有优异的耐磨性和尺寸稳定性。u单体浇铸尼龙(MCPA)介绍:单体浇铸尼龙又称MC尼龙,结构式为NH-(CH2)mn,式中M的值为6-10,一般为6,故通常称MC尼龙6,MC尼龙6分子量比普通尼龙6高一倍左右,达3.5-7.0万,物
12、理机械性能优于普通尼龙,有较好的强度,刚性、韧性、耐磨性、化学稳定性;吸水率低,尺寸稳定性好;有自熄性,持续耐热可达100。机械性能受温度影响较大,随着温度的升高,机械性能明显下降。制品可机加工,焊接,粘接。可旋转成型、浇铸、模压成型,特别适宜浇铸大型制件或少批量,多品种和结构复杂的制件。u聚十二二酰己二胺分子式:NH(CH2)6NHCO(CH2)10COn介绍:聚十二二酰己二胺(PA612)又称聚酰胺612或尼龙612,PA612除具有一般PA特点外,还具有相对宽度小,吸水性低,尺寸稳定性好的优点,有较高的拉伸强度和冲击强度。u聚癸二酰癸二胺英文名:Polydecamethylene
13、Sebacamide尼龙1010介绍:尼龙1010是我国在1958年研制的,1959年由上海赛璐珞厂最早投产。技术路线:尼龙1010是由癸二酸经缩聚制得的。将癸二酸和癸二胺以等摩尔比溶于乙醇中,在常压75下进行中和反应,生成尼龙1010盐。尼龙1010盐的反釜中,在240-260、1.2-2.5Mpa下缩聚制得尼龙1010。缩聚可分间歇法和连续法。亦可用精制的癸二胺与癸二酸的等摩尔比的水溶液直接缩聚而制得聚合物,然后经挤带、冷却、造粒而制得尼龙1010粒料。性能:尼龙1010是半透明、轻而硬、表面光亮的结晶形白色或微黄色颗粒,相对密度和吸水性比尼龙6和尼龙66低,机械强度高,冲
14、击韧性、耐磨性和自润滑性好,耐寒性比尼龙6好,熔体流动性好,易于成型加工,但熔体温度范围较窄,高于100时长期与氧接触会逐渐呈现黄褐色,且机械强度下降,熔融太时与氧接触极易引起热氧化降解。尼龙1010还具有较好的电气绝缘性和化学稳定性,无毒。不溶于大部分非极性溶剂,如烃、脂类、低级醇等,但溶解于强极性溶剂,如苯酚、浓硫酸、甲酸、水合三氯乙醛等,耐霉菌、细菌和虫蛀。概括起来,主要在以下几方面进行改性。改善尼龙的吸水性,提高制品的尺寸稳定性。提高尼龙的阻燃性,以适应电子、电气、通讯等行业的要求。提高尼龙的机械强度,以达到金属材料的强度,取代金属提高尼龙的抗低温性能,增强其对耐环境应变的能力。提高尼
16、究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。聚碳酸酯(PC)的特性解析1.物化性能:纯PC树脂是一种无定形、无味、无嗅、无毒、透明的热塑性聚合物,分子量一般的2000070000范围内,相对密度1.181.20,玻璃化温度140150,熔220230。聚碳酸酯具有一定的耐化学腐蚀性,耐油性优良.由于聚碳酸酯的非结晶性,分子间堆砌不够致密,芳香烃、氯代烃类有机溶剂能使其溶胀或溶解,容易引起溶剂开裂现象。耐碱性较差。2.机械性能:聚碳酸酯是机械性能优良,尤为突出的是它的冲击强度和尺寸稳定性,在广阔的温度范围难仍能保持较高的机械强度,其缺点是耐疲劳强度和耐磨性较差,较易产生应
17、力开裂现象。1)冲击强度:聚碳酸酯的冲击强度在通用工程塑料乃至所有的热塑性塑料中都是很突出的,其数值与45%玻纤增强聚酯PET相似。影响聚碳酸酯冲击强度的主要因素有分子量、缺口半径、温度和添加剂等。2)耐蠕变性:聚碳酸酯的奶蠕变性在热塑性工程塑料中是相当好的,甚至优于尼龙和聚甲醛。因吸水而引起的尺寸变化和冷流变形均很小。这是它尺寸温度性优良的重要标志。3)疲劳强度:聚碳酸酯抵抗周期循环应力往复作用的能力较差。4)耐摩擦磨耗性:与其他的工程塑料相比,聚碳酸酯摩擦系数较大,耐磨性较差。3.热性能:在通用工程塑料中,聚碳酸酯的耐热性还算是较好的,其分解温度在300以上,长期工作温度可高达1
19、红磷等改性提高阻燃性。6.光学性能聚碳酸酯是非结晶性物质,纯净聚碳酸酯无色透明,具有良好的透光性,因其表面硬度较差,耐磨性不好,表面容易发毛而影响其透光率。一、生产状况一、生产状况聚碳酸酯工业化合成主要是界面光气化路线,以双酚A为原料,使用光气、氢氧化钠和二氯甲烷为原料及反应助剂,此法工艺成熟,产品质量较高,易于规模化和连续化生产,经济性好等,长期占据着聚碳酸酯生产的主导地位。但由于该法使用的原料光气剧毒,因此近年来各大公司纷纷研究非光气法生产路线。1993年非光气法工艺研究成功,并由GE塑料日本公司实现了工业化生产。主要以双酚A与碳酸二苯酯为原料,该工艺是一种符合环境要求的“绿色工艺”
20、,已成为今后聚碳酸酯合成工艺的发展方向,预计未来在聚碳酸酯生产中将逐渐占据主导地位。2002年全球PC总生产能力约230万吨/年,PC生产主要集中在美国、西欧和日本,上述三大产地生产能力约占世界总生产能力的90%。目前世界聚碳酸酯工业发展呈现两大特点,一是生产更趋集中和垄断,德国拜耳公司、美国GE化学公司、道化学公司及日本帝人公司的生产能力占世界总生产能力的80%左右,这几大公司控制着世界聚碳酸酯的生产与市场,主宰着世界聚碳酸酯的命运二是亚洲发展迅速,近年来随着亚洲经济逐步恢复,中国、印度经济的持续稳定发展,对工程塑料的需求越来越强劲,世界着名聚碳酸酯生产商纷纷来亚洲投资建厂,据不完全统计.
21、19972004年建设或拟建的聚碳酸酯装置70%在亚洲。我国原有10余家聚碳酸酯生产企业,目前能维持生产仅有3家,分别为常州合成化工总厂3000吨/年(光气法)、上海中联化工厂1200吨/年(酯交换法)、重庆长风化工厂1000吨/年(酯交换法),总产能约5000吨/年,年产量不足千吨。与国外公司相比,不仅规模极小,而且技术落后,远远不能满足国内需求。但是,我国将很快形成投资热潮。目前在华投资聚碳酸酯的国际跨国公司,主要有德国拜耳、日本帝人。拜耳公司在上海漕泾化工区18亿美元的第一期投资中,包括20万吨年聚碳酸酯及配套的20万吨年双酚A项目,将于2005年建成。日本帝人公司发言人宣布其制造和销售
22、树脂的子公司帝人化成将从2005年4月开始在浙江省生产聚碳酸酯树脂,投资5亿美元,2007年形成年产10万吨聚碳酸酯的生产规模。从国内方面看,中国蓝星计划2004年在南通或兰州建10万吨/年聚碳酸酯装置,中国精细化工(常州)开发园区将建设5000吨/年特种聚碳酸酯。二、市场需求二、市场需求1995年以前聚碳酸酯在国内主要用于制备纺织业用沙管,占总消耗量的50%左右。1995年以后逐渐转向电子电气、光盘、建筑、汽车工业等领域,需求量急剧增加。1995年我国聚碳酸酯的消费量为4.2万吨,到2002年猛涨至34.3万吨,年均增长率高达35%左右,远远高于国民经济的平均增长速度和其它通用工程塑料的增
23、长速度。由于国内产量极小,我国使用的聚碳酸酯主要从国外进口。2000、2001和2002年我国PC净进口量分别为23.5万吨、21.2万吨、34.2万吨。我国PC最大消费用户是电子电气工业,如电器仪表屏、计算机和办公设备的配件等,2002年消耗PC约15万吨;随着我国城市建设的发展,促使聚碳酸酯中空阳光板、隔音屏障、天棚的需求迅速增长,2002年国内中空阳关板消耗PC约10万吨;随着国内CD、VCD、DVD市场的迅速发展,光盘已成为国内聚碳酸酯需求增长最快的领域,年均增长率超过40%,据保守估计,2002年,国内光盘生产线150余条,年消耗PC约4万吨左右;饮水桶及一些食品容器约消耗PC3万
24、吨左右;汽车工业、复合材料、安全玻璃等行业消耗PC约2万吨。随着我国国民经济的稳定发展,尤其是电子电气工业、汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业,另外城市建设和西部大开发等基础项目的建设将对新型建筑材料有较大的需求。业内人士预计未来几年我国聚碳酸酯的需求年均增长率将保持在15%左右,2005年我国聚碳酸酯的需求量将达到45万吨左右。鉴于我国未来聚碳酸酯市场需求潜力巨大,国内许多单位通过各种途径寻求国外先进技术,近年来,除德国拜耳公司和上海氯碱股份公司合资建设5万吨/年PC项目较为明确外,美国GE与燕山石化合资项目,常州合成化工厂、海南洋浦开发区、蚌埠建设投资公司准备招商引资建设聚碳酸酯的计划,
25、至今尚无大的进展。即使上海PC项目如期建成,也远远不能满足国内巨大市场需求。由于PC优越的综合性能日益受到重视,许多生产商对PC前景过于乐观,尤其是19972002年间全球生产能力急剧增长,国外权威机构预计未来几年内全球的Pc将出现一定产能过剩,价格将有所下降,这对于主要依赖进口的我国无疑是件好事。三、应用发展三、应用发展尽管PC具有许多优异性能,然而由于PC分子链的高刚性和大的空间阻位使其具有较高的熔体粘度,因此加工困难,易开裂,耐溶剂性和耐磨损性较差,因此对PC改性研究成为PC应用研究最重要的课题,目前聚合物合金化成为PC改性重要途径,国外已有大量性能优良PC合金投入市场,随着PC合金材
26、料的研究不断进展,PC的应用范围不断扩大,以下简要介绍PC极具开发前景的应用领域,宽波透光的光学器械,作为一种透明性能良好的工程塑料,PC作为光盘基材在全球大量使用,不仅可以制备CD、VCD、DVD光盘,还可以适用于高密度记录光盘的基材,尤其是PC与苯乙烯接枝生成的共聚物具有极佳的应用效果。PC片材特别适宜于制作眼镜镜片,在PC分子链中引入硅氧基团,可以提高其硬度及耐擦伤性。PC作为高折射率塑料,用于制作耐高温光学纤维的芯材,若在PC分子链中的CH链为CF链所取代,则可以对可见光的吸收减少,能有效降低传递途中的信号损失。另外PC良好透光性,在透明窗材高层建筑幕墙、机场和体育场馆透明建筑材料等
27、方面应用非常普遍和具有潜力,今后重点是提高表面硬度和抗静电性。阻燃环保的通信电器,由于PC良好电绝缘性能,广泛应用于通信电信设备领域,目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料,今后重点开发阻燃PC用于通信电器领域中,因此无污染阻燃PC材料成为开发重点,溴系阻燃剂由于毒性在减少使用,而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温度和冲击强度,因此比较适宜的是有机硅系阻剂。另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求,目前PCABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业中应用。表面金属化的汽车部件,PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度,广泛应用于各种汽车零部件中,但是电镀过程中会降低它的冲击
28、韧性,因此采用弹性体与PC共混改性,所含弹性体分散了致开裂应力,虽经电镀也不会降低其冲击韧性,因此电镀级PC树脂非常具有开发前景。另外表面金属化的PC还可以作为电磁波的屏蔽材料,应用于计算机中。低残留有害物的食品容器,工业合成PC是双酚义型,由于合成时有微量未反应的单体双酚A残留在树脂中,在作为饮用水桶和食品容器时,易被溶出而影响人们身体健康,因此要开发卫生级的PC树脂,用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用,国内应用前景非常看好。防开裂脆化的医疗器械,PC具有诸多优异性能,目前已应用于医疗器械中,由于其耐化学品性较差,在化学药品存在下易引起内应力开裂,如PC在人工透析器、人工肺等医疗器械中
29、应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象,若克服这些缺点,PC在医疗器械中应用可迅速扩大。三、工程塑料之PPO简介聚苯醚(PPO)是世界五大通用工程塑料之一。它具有优异的物理与力学、耐热、绝缘等性能,但由于PPO流动性较差,通常与其它塑料共混改性形成工程塑料合金使用(简称MPPO),是目前工程塑料领域最典型与用量最大的工程塑料合金。MPPO具有优良的综合性能和成型加工性能,因而在电子电气及家用电器、办公自动化机械、汽车等输送机械、建材、航空及军事等领域具有广泛的用途,成为开发国家的核心材料之一。与其它四种通用工程塑料相比,中国PPO及MPPO与世界开发国家的技术水平与产业化差距最大。PPO工程
30、塑料的市场一般以单体、PPO树脂与MPPO三种型态出现,通常由MPPO最常出现。在五大通用工程塑料中,MPPO工程塑料规模与产量比PBT略低,居第5位。近3年来,随着经济的复苏及MPPO新市场机会的出现,特别是电子信息用壳体材料及高性能印制电路板用交联PP合金的强劲市场需求,导致世界三大PPO生产公司(GE、日本三菱瓦斯化学、旭化成)纷纷扩大其生产规模。到2002年,世界2,6-二甲基苯酚单体生产能力达25万吨年以上,PPO树脂的总产量达到23.6万吨;MPPO的总生产能力达到46.5万吨,实际产量约为40万吨左右,产值约为13亿美元。从规模、产量与市场来看,GE公司一直占主导地位,约占全世界
31、的80。聚苯醚(MPPO属性)1,本色为白色或灰白色,密度为1.07-1.45克/cm3,是五大通用工程塑料中最小的。1.07为纯树脂,1.45为加40%填充料。2,难燃,离火后熄灭(V2),火焰呈浓浓黑烟,塑料熔融时发出花果臭。3,介电性能优良,介电常数为2.6-2.8(工程塑胶最小),几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域,体积电阻率:10的16次方,(最高)。电性能:抗静电:10次方以上不防静电,8-10抗静电。6-8,4-6次方为优良抗静电,4次方一下为导体或半导体。抗电弧性:塑料材料抵抗由高压电弧作用引起变质的能力,通常用电弧焰在材料表面引起碳化至表面导
33、4,PPO高耐水解,超低吸水,一般0.06%左右。纯树脂高,含填充料的低。5,收缩率低,0.3%-0.8%。纯树脂高,含填料的更低。具高温下沸水蒸煮的能力,不变形,不分解,在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性。6,PPO,热变形温度在1.82MPa下,90-175长期使用,热变形温度190,脆化温度-170。随着PPE含量增加,材料的热变形温度不断升高。7,PPO是结晶性塑料,有明显的熔点,268时熔化,但它的粘度大,难以有效的流动,330时就分解;一般加工温度为260-290;PPO吸水,在有水分的情况下,能引起分解,需要烘干,可以用130烘干2-4小时即可。8,PPO
34、可以采用注塑、挤出、模压、发泡和电镀、真空镀膜、印刷等各种加工方法。PPO(MPPO),一代(PPE+PS),二代(PPE+PA),三代:(PPE+PA+PS)五大工程塑胶原料之一。缺点:PPO在有机溶剂的情况下,会出现应力开裂。PPO不耐气候,易受阳光的照射下变色发黄。PPO流动性差,难加工(纯树脂)运用:电子电气:,运用制备电视机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电路板,各种高压电子元器件,电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。化工领域:用于制作管道、阀门、滤片及
35、潜水泵等耐腐蚀零部件。四、工程塑料之PBT简介聚对苯二甲酸二丁酯(Polybutyleneterephathalate简称PBT),系以对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,4-丁二醇(1,4-Butanediol)聚合而成的一种结晶性热可塑性工程塑料。由于PBT树脂的CH2链增长,使得分子链易于挠曲,所以玻璃转移温度比PET低,而结晶速度增快,其化学结构式如下:PBT在1970年代初期由美国Celanese公司研究成功,并以Celanex商品名上市,随后世界知名厂商德国BASF、Bayer、美国GE、Ticona,日本Toray、三菱化学,台湾新光合纤、长春人造树脂、南亚塑料等公司先后投入生
36、产行列,全球生产厂商共计三十余家。PBT又可称为热塑性聚酯塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格的产品,目前岛内规格有百余种,故PBT是一种量少、规格多的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好,广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等,而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。2002年底在东京举行的国际橡塑料大展(IPF2002)中,日本大成Plas公司发表一项令业者侧目的技术,该公司已开发出铝合金与PBT的共同成型技术,铝合金表面经过特殊处理产生微细的
38、玻璃纤维增强或无机填充改性,其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上,热变形温度也大幅提高。可以在140下长期工作,玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致,易使制品发生翘曲。PBT加工工艺PBT又可称为热塑性聚酯塑料,为适用于不同加工业者使用,一般多少会加入添加剂,或与其它塑料掺混,随着添加物比例不同,可制造不同规格的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好,广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等,而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料。PBT结晶速度快,最适宜加工方法为注塑,其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型,成型
39、前需预干燥,水分含量要降至0.02%。PBT的注塑工艺特性与工艺参数的设定:PBT的聚合工艺成熟、成本较低,成型加工容易。未改性PBT性能不佳,实际应用要对PBT进行改性,其中,玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70以上。1PBT的工艺特性的工艺特性PBT具有明显的熔点,熔点为225235,是结晶型材料,结晶度可达40。PBT熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大,因此,在注塑中,注射压力对PBT熔体流动性影响是明显。PBT在熔融状态下流动性好,粘度低,仅次于尼龙,在成型易发生“流延”现象。PBT成型制品各向异性。PBT在高温下遇水易降解。2注塑机注塑机选用螺杆式注塑机时。应考
40、虑如下几点。制品的用料量应控制在注塑机额定最大注射量的3080。不宜用大注塑机生产小制品。应选用渐变型三段螺杆,长径比为1520,压缩比为2.53.0。应选用自锁式喷嘴,并带有加热控温装置。在成型阻燃级PBT时,注塑机的有关部件应经防腐处理。3制品与模具设计制品与模具设计制品的厚度不宜太厚,PBT对缺口很敏感,因此,制品的直角等过渡处应采用圆弧连接。未改性PBT的成型收缩率较大,在1.72.3,模具要有一定的脱模斜度。模具需要设排气孔或排气槽。浇口的口径要大。模具需设置控温装置。模具最高温度不能超过100。阻燃级PBT成型,模具表面要镀铬,以防腐。4原料准备原料准备注塑前要
43、是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,长期使用温度可达120,电绝缘性优良,甚至在高温高频下,其电性能仍较好,但耐电晕性较差,抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。PET有酯键,在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生分解,耐有机溶剂、耐候性好。缺点是结晶速率慢,成型加工困难,模塑温度高,生产周期长,冲击性能差。一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性,以玻璃纤维增强效果明显,提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性。但仍需改进结晶速度慢的弊病,可以采取添加成核剂和结晶促进剂等手段。加阻燃剂和防燃滴落剂可改进PET
44、阻燃性和自熄性。为改进PET性能,PET可与PC、弹性体、PBT、PS类、ABS、PA形成合金。PET(增强PET)主要采取注射成型法加工,其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和焊接、封接、机加工、真空镀膜等二次加工方法。成型前须充分干燥。主要应用为电子电器方面有:电气插座、电子连接器、电饭煲把手、电视偏向轭,端子台,断电器外壳、开关、马达风扇外壳、仪表机械零件、点钞机零件、电熨斗、电磁灶烤炉的配件;汽车工业中的流量控制阀、化油器盖、车窗控制器、脚踏变速器、配电盘罩;机械工业齿轮、叶片、皮带轮、泵零件、另外还有轮椅车体及轮子、灯罩外壳、照明器外壳、排水管接头、拉链、钟表零件、喷雾器部件。聚甲醛聚甲
45、醛POM分子式;均聚甲醛:CH2On;共聚甲醛:-CH2On-CH2O-CH2-CH2m-(nm)介绍:聚甲醛又名聚氧化次甲基,英文名polyoxymethylene(简称POM)。分子结构规整和结晶性使其物理机械性能十分优异,有金属塑料之称。POM为乳白色不透明结晶性线性热塑性树脂,具有良好的综合性能和着色性,具有较高的弹性模量,很高的刚性和硬度,比强度和比刚性接近于金属;拉伸强度,弯曲强度,耐蠕变性和耐疲劳性优异,耐反复冲击,去载回复性优;摩擦系数小,耐磨耗,尺寸稳定性好,表面光泽好,有较高的粘弹性,电绝缘性优,且不受温度影响;耐绝缘性好且不受湿度影响;耐化学药品性优:除了强酸、酚
46、类和有机卤化物外,对其他化学品稳定,耐油;机械性能受温度影响小,具有较高的热变形温度。缺点是阻燃性较差,遇火徐徐燃烧,氧指数小,即使添加阻燃剂也得不到满意的要求,另外耐候性不理想,室外应用要添加稳定剂。均聚甲醛结晶度高,机械强度、刚性、热变形温度等比共聚甲醛好,共聚甲醛熔点低,热稳定性,耐化学腐蚀性,流动特性,加工性均优于均聚甲醛,新开发的产品为超高流动(快速成型),耐冲击和降低模具沉积牌号,也有无机填充,增强牌号。POM吸水率大于0.2%,成型前应预干燥,POM熔融温度与分解温度相近,成型性较差,可进行注塑、挤出、吹塑、滚塑、焊接、粘接、涂膜、印刷、电镀、机加工、注塑是最重要的加工方法,成
47、型收缩率大,模具温度宜高些,或进行退火处理,或加入增强材料(如无碱玻璃纤维)。POM强度高,质轻,常用来代替铜、锌、锡、铅等有色金属,广泛用于工业机械、汽车、电子电器、日用品、管道及配件、精密仪器和建材等部门。lPOM被广泛用于制造各种滑动、转动机械零件,做各种齿轮、杠杆、滑轮、链轮,特别适宜做轴承,热水阀门、精密计量阀、输送机的链环和辊子、流量计、汽车内外部把手、曲柄等车窗转动机械,油泵轴承座和叶轮燃气开关阀、电子开关零件、紧固体、接线柱镜面罩、电风扇零件、加热板、仪表钮;l录音录像带的轴承;l各种管道和农业喷灌系统以及阀门、喷头、水龙头、洗浴盆零件;l开关键盘、按钮、音像带卷轴;l温控定时器;l动力工具,庭园