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特種工程塑料基本簡介
特種工程塑料
特種工程塑料主要包括聚苯硫醚(PPS），聚砜(PSF），聚酰亞胺（PI），聚芳酯（PAR），液晶聚合物（LCP），聚醚醚酮（PEEK），含氟聚合物（PTFE、PVDF、PCTFE、PFA）等，特種工程塑料種類多，性能優(yōu)異價格昂貴。
特種工程塑料聚苯硫醚
特種工程塑料基本特性
聚苯硫醚全稱為聚苯基硫醚，是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹脂，英文名為polyphenylene snlfide（簡稱PPS）。
PPS是結(jié)晶型（結(jié)晶度55%-65%）的高剛性白色粉末聚合物，耐熱性高（連續(xù)使用溫度達240℃）、機械強度、剛性、難燃性、耐化學(xué)藥品性，電氣特性、尺寸穩(wěn)定性都優(yōu)良的樹脂，耐磨、抗蠕變性優(yōu)，阻燃性優(yōu)。有自熄性。達UL94V-0級，高溫、高濕下仍保持良好的電性能。流動性好，易成型，成型時幾乎沒有縮孔凹斑。與各種無機填料有良好的親和性。增強改性后可提高其物理機械機械性能和耐熱性（熱變形溫度），增強材料有玻璃纖維、碳纖維、聚芳酰胺纖維、金屬纖維等，以玻璃纖維為主。無機填充料有滑石、高嶺土、碳酸鈣、二氧化硅、二硫化鉬等。
PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/PPO等合金已商品化，PPS/PTFE合金改進了PPS的脆性，潤滑性和耐腐蝕性，PPS/PA合金為高韌性合金。
玻纖增強PPS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐磨性、抗蠕變性、在寬范圍（溫度、濕度、頻率）內(nèi)有的機械性能和電性能，介電量數(shù)小、介電損耗低。作為耐高溫，防腐涂料，涂層可以在180℃ 下長期使用；電子電器工業(yè)上作連接器，絕緣隔板，端子，開關(guān)；機械和粘密機械在做泵、齒輪、活塞環(huán)貯槽、葉片閥件，鐘表零部件，照相機部件；汽車工業(yè)上汽化器。分配器部件，電子電氣組等零件，批氣閥氣，傳感器部部件；家電部件有磁帶錄相機結(jié)構(gòu)部件、品體二極管、各種零件；另個還用于宇航、航空工業(yè)， PPS/PTFE可做防粘、耐磨部件及傳動件，如軸泵。
特種工程塑料發(fā)展歷史
1973 年，美國Phillips 石油公司成功研發(fā)出了PPS 的合成技術(shù)，并首先實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，推出了商品名“Ryton”的PPS 樹脂產(chǎn)品。1985 年P(guān)hillips 公司保護到期后，日本東曹公司、吳羽化學(xué)工業(yè)公司、德國拜耳公司均建成了商業(yè)化的PPS 生產(chǎn)裝置。四川得陽公司于2002 年建成套千噸級PPS 樹脂生產(chǎn)線，我國PPS 工業(yè)化生產(chǎn)的空白，使我國成為世界上繼美、日、德之后的第四個實現(xiàn)PPS 產(chǎn)業(yè)化的國家。2007 年，該公司投資新建了年產(chǎn)24000噸PPS 樹脂生產(chǎn)線和年產(chǎn)5000 噸PPS 紡絲生產(chǎn)線，實現(xiàn)從PPS 樹脂到PPS 纖維全程國產(chǎn)化。PPS 樹脂的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過7 萬噸/年，成為特種工程塑料的大品種。[1]
特種工程塑料用途
PPS 比重小、強度高、耐腐蝕，可用其取代金屬材料，制成軍事裝備所需的結(jié)構(gòu)部件。如：發(fā)動機散熱器、車體門、電動泵等，跨海水陸兩用坦克炮塔底座、耐腐蝕旋轉(zhuǎn)齒輪、密封環(huán)、活塞環(huán)、密封墊片、電噴發(fā)動機轉(zhuǎn)子葉輪等，可有效降低戰(zhàn)車的重量，提高其機動性、可靠性、破損安全性以及乘坐舒適性；用PPS 制成的自潤滑軸承、滑動墊片等制品非常適合于及裝甲戰(zhàn)車在各種惡劣的自然條件下使用，提高裝備的可靠性和戰(zhàn)時出勤率。[1]
特種工程塑料聚砜
特種工程塑料介紹
聚砜是以雙酚A 和4, 4‘-二氯二苯砜為原料， 經(jīng)縮聚反應(yīng)制備的熱塑性工程塑料。英文名Polysalfone（簡稱PSF或PSU）有普通雙酚A型PSF（即通常所說的PSF），聚芳砜和聚醚砜二種。聚砜是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，具有力學(xué)性能優(yōu)異，剛性大，耐磨，高強度等特點。其使用溫度范圍為-100~150℃，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度可達190℃。即使在高溫下也保持優(yōu)良的機械性能是其突出的優(yōu)點。
特種工程塑料發(fā)展史
聚砜材料由美國聯(lián)合碳化物公司（UCC）開發(fā)成功并投入生產(chǎn)，1986 年，該公司將其聚砜生產(chǎn)和銷售權(quán)轉(zhuǎn)讓給了阿莫科公司。除此之外，主要的聚砜生產(chǎn)企業(yè)還有德國巴斯夫公司、英國ICI 公司和俄羅斯的謝符欽克公司等。聚砜產(chǎn)量已超過4 萬噸，我國生產(chǎn)能力為1500 噸。[1]
特種工程塑料特性
PSF是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學(xué)性能優(yōu)異，剛性大，耐磨、高強度，即使在高溫下也保持優(yōu)良的機械性能是其突出的優(yōu)點，其范圍為為-100~150℃，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度為 190℃，熱穩(wěn)定性高，耐水解，尺寸穩(wěn)定性好，成型收縮率小，無毒，耐輻射，耐燃，有熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性能。化學(xué)穩(wěn)定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、堿、鹽、在酮，酯中溶脹。耐紫外線和耐候性較差。耐疲勞強度差是主要缺點。PSF成型前要預(yù)干燥至水份含量小于0.05%。PSF可進行注塑、模壓、擠出、熱成型、吹塑等成型加工，熔體粘度高，控制粘度是加工關(guān)鍵，加工后宜進行熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力。可做成精密尺寸制品。
特種工程塑料用途
PSF 主要用于電子電氣、食品和日用品、汽車用、航空、醫(yī)療和一般工業(yè)等部門，制作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽 ，絕緣套管、線圈骨架、接線柱 ，印刷電路板、軸套、罩、電視系統(tǒng)零件、電容器薄膜，電刷座，堿性蓄電池盒、電線電纜包覆。PSF還可做防護罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、飛機內(nèi)外部零配件、宇航器外部防護罩，照相器檔板，燈具部件、傳感器。代替玻璃和不銹鋼做蒸汽餐盤，咖啡盛器，微波烹調(diào)器、牛奶盛器、擠奶器部件、飲料和食品分配器。衛(wèi)生及醫(yī)療器械方面有盤、噴霧器、加濕器、牙科器械、流量控制器、起槽器和實驗室器械，還可用于鑲牙，粘接強度高，還可做化工設(shè)備（泵外罩、塔外保護層、耐酸噴嘴、管道、閥門容器）、食品加工設(shè)備，奶制品加工設(shè)備、環(huán)保控制傳染設(shè)備。
電氣及電子工業(yè)中的應(yīng)用，主要包括線圈骨架、接觸器、二維及三維空間結(jié)構(gòu)的印刷電路板、開關(guān)零件、燈架基座、電池及蓄電池外罩、電容器薄模等。由于PES制品長期使用溫度達180℃，屬UL94V-0級材料，具有高尺寸穩(wěn)定性能、良好的電絕緣性能，因而使其成為電氣工程結(jié)構(gòu)材料的材料。
機械工業(yè)中的應(yīng)用，主要選用玻璃纖維增強牌號，制件具有耐蠕變、堅硬、尺寸穩(wěn)定等特性。適合制作軸承支架及機械件的外殼等。
航空領(lǐng)域的應(yīng)用，已通過聯(lián)邦航空規(guī)范條款25·853及客機技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條款1000·001，用于飛機內(nèi)部裝飾件包括支架、門、窗等，以提高安全性。聚醚砜對雷達射線透過率，雷達天線罩已用其代替過去的環(huán)氧制件。
廚房用具的應(yīng)用，包括咖啡器、煮蛋器、微波器、熱水泵等。
聚醚砜開發(fā)以共聚改性為主，其目的是提高其綜合性能和加工性能，以滿足市場的需求。卜內(nèi)門公司開發(fā)出聚醚砜/聚砜的共聚物，其組份百分含量不同，樹脂性能也有不同的同性能產(chǎn)品。該共聚物具有比聚砜更高的熱變形溫度，比聚醚砜更低的吸水性，具有更佳的流動加工性能，并可以用GF增強。
特種工程塑料聚芳砜
特種工程塑料名稱
聚芳砜（PASF）和聚醚砜（PES）耐熱性更好，在高溫下仍保持優(yōu)良機械性能。
學(xué) 名：聚芳砜，聚苯醚砜
英 文 名：Polyarylsulfone，簡稱PAS
特種工程塑料發(fā)展史
聚芳砜于1967年由美國3M公司開發(fā)并以Astrel360牌號出售，后將生產(chǎn)及銷售權(quán)轉(zhuǎn)讓給Carborundum公司，由該公司在世界范圍內(nèi)仍以Astrel360牌號生產(chǎn)銷售。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
Astrel 360聚芳砜是由4、4′-二碳酰二氯二苯醚與聯(lián)苯的Friedel-Crafts聚合反應(yīng)來制備。
特種工程塑料理化性能
Astrel 360聚芳砜典型特性為耐熱，能在空氣中溫度260℃條件下長期老化。
特種工程塑料加工成型
聚芳砜可采用注射、擠出或壓縮成型技術(shù)加工成制品。但聚芳砜具有高的熔融粘度，所以對加工設(shè)備有特殊的要求，一般采用專用的加工設(shè)備以滿足加工溫度400～425℃。壓力要求為140～210MPa(20300～30450psi），模具溫度為230～280℃。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚芳砜主要應(yīng)用于電氣、電子工業(yè)領(lǐng)域，多為產(chǎn)品的多插頭的接觸器、印刷電路板的基板及插座。這些制件要求具有良好的機械性能、熱性能和耐化學(xué)性能。
在美國市場上，除Astrel牌號外，還有一種Radel型號的聚芳砜產(chǎn)品。
特種工程塑料聚醚砜
特種工程塑料名稱
學(xué) 名：聚醚砜、聚芳醚砜
英 文 名：polyethersulfone，簡稱PES
特種工程塑料發(fā)展史
聚醚砜由卜內(nèi)門（ICI）公司于1972年開發(fā)并以Victrex商品牌號銷售于。德國巴斯夫（BASF）公司以Ultrason E商品牌號生產(chǎn)并銷售。近幾年來，世界各國工程熱塑樹脂的生產(chǎn)和銷售一直處于低谷狀態(tài)，其中以聚醚砜尤為突出。卜內(nèi)門公司已于1991年將其生產(chǎn)能力為5000噸/年的聚醚砜裝置關(guān)閉。目前生產(chǎn)商為巴斯夫公司。國內(nèi)吉林大學(xué)中試化工廠、長春應(yīng)用化學(xué)研究所和徐州工程塑料廠有少量試產(chǎn)品種。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
PES的生產(chǎn)路線有兩條，即雙酚路線和單酚路線。這兩條路線均為親核高溫置換反應(yīng)、聚合反應(yīng)過程中添加強堿、采用高沸點惰性溶劑。
特種工程塑料理化性能
由于聚醚砜分子結(jié)構(gòu)中不存在任何酯類結(jié)構(gòu)的單元，聚醚砜具有出色的熱性能和氧化穩(wěn)定性。經(jīng)UL確認聚醚砜連續(xù)使用溫度為180℃，并滿足UL94V-0級阻燃要求，（厚度為0.51mm）。聚醚砜耐應(yīng)力開裂，不溶于極性溶劑如酮類和一些含鹵碳氫化合物。耐水解，耐極大多數(shù)酸、堿、脂類碳氫化合物、醇、油及脂類。可以通過對其分子量的控制或添加各種增強材料、各種纖維，以提高聚合物的性能。該樹脂滿足美國FDA要求可使用于與食品接觸的制件。
特種工程塑料加工成型
聚醚砜雖然是一種高溫工程熱塑樹脂，但仍可以按常規(guī)熱塑加工技術(shù)進行加工。可采用注射成型、擠出成型、吹塑成型、壓縮成型或真空成型。高模溫有助于成型和減小成型引起的應(yīng)力。一般注射成型溫度為310～390℃，模溫為140～180℃。PES是一種無定形樹脂，模收縮率很小，可加工成對容限要求高及薄壁的制品。
特種工程塑料改性產(chǎn)品
典型改性聚醚砜品種有玻璃纖維增強及碳纖維改性的導(dǎo)電型樹脂。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚醚砜具有的設(shè)計性能，包括：寬溫度范圍內(nèi)（－100～200℃）高機械性能；高熱變形溫度及良好耐熱老化性能；長期使用溫度達180℃；制品耐侯性好；阻燃及低煙密度性；良好電性能；透明等。因此PES制品大量應(yīng)用于電氣、電子、機械、醫(yī)療、食品及航空航天領(lǐng)域。
汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用，主要有照明燈的反光件，峰值溫度達200℃，并且可制成鋁合金反光器件。還有汽車的電器連接器、電子、電-機械控制元件、座架、窗、面罩、水泵及油泵等。
醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。聚醚砜制件耐水解，耐消毒溶劑。制品包括鉗、罩、手術(shù)室照明組件離心泵器件的手柄、熱水器、熱水管、溫度計等。
廚房用具的應(yīng)用，包括咖啡器、煮蛋器、微波器、熱水泵等。
照明及光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括反光器、信號燈。聚醚砜制件有著色透明、對UV穩(wěn)定、可長期在室外環(huán)境下使用等特性。
聚醚砜可通過溶劑技術(shù)制備成各種具有高機械強度的超濾膜、滲透膜、反滲透膜及中孔纖維。其制品用于節(jié)能、水處理等領(lǐng)域。
由于聚醚砜屬于無定形樹脂范疇，可以作為涂層材料應(yīng)用于金屬表面的涂覆。
特種工程塑料開發(fā)動向
卜內(nèi)門公司開發(fā)出牌號為Super-Shield的聚醚砜涂料。可與Fluon-one-Coat一起使用于廚房器具，形成不粘復(fù)合涂層。
巴斯夫公司開發(fā)出聚醚砜熱塑硬質(zhì)泡沫材料。該材料具有高熱變形溫度、耐熱老化、低煙揮發(fā)密度、低毒性、耐水解、耐酸和堿等特性。這種硬質(zhì)泡沫材料與聚醚砜樹脂的復(fù)合材料一起用于航空航天領(lǐng)域前途廣闊。由于該材料具有堅硬、質(zhì)輕的特性，還可以用于造船、火車、醫(yī)療及體育用品的制件。
德國巴斯夫公司新推出專門配方的聚醚砜Ultrason 牌號，用于要求可承受微波爐加熱和煮沸高溫的食品器皿的生產(chǎn)。該產(chǎn)品由于采用了新型抗紫外線( UV) 穩(wěn)定劑，提高了PES 牌號的透明度, 這種UV 穩(wěn)定劑能確保材料30 年不變色和耐熱抗老化,使用溫度范圍為- 14 ℃ ~ 220 ℃ ，制備的盤子可以從冰箱內(nèi)取出后直接放入微波爐。[2]
芳族聚酰胺（Polyamide Aromatic，簡稱PARA）的纖維及其復(fù)合材料具有高拉伸強度高模量較低的伸長率、耐燃燒、耐高溫、耐有機溶劑和燃料、潤滑劑等特性，因此在工程方面有廣泛用途，已開發(fā)在工業(yè)上應(yīng)用的有PPTA、MPIA、PBA等。
特種工程塑料聚對苯甲酰胺
特種工程塑料名稱
學(xué) 名聚對苯甲酰胺
英 文 名 Poly(p-benzamide），簡稱PBA
特種工程塑料發(fā)展史
美國杜邦公司于1916年首先介紹芳族聚酰胺-聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）纖維，1970年介紹了聚對苯酰胺（Fibre B或PRD-49），1972年又介紹了較韌性的聚1，4-苯撐對苯二酰胺（Kevlar 49）纖維，分析表明Kevlar纖維為代表。
1977年中國開始研制聚對苯酰胺，1990年上海市合成樹脂研究所完成年產(chǎn)3噸中試鑒定。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
1.樹脂生產(chǎn)
以對氨基苯甲酸為單位、N-甲基吡咯烷酮為溶劑，在催化劑、助催化劑存在和80～90℃的條件下，反應(yīng)3小時。然后，將物料沉析到酒精中，用水洗滌樹脂，干燥，即可得到紡絲用樹脂。樹脂的特性粘度控制在1.8～2.2范圍內(nèi)。
2.液晶漿液的制備
將芳綸-I樹脂溶解在含有4～6%助溶劑的有機溶劑（二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮）中，聚合物濃度控制在9～10%左右，即可得到光學(xué)上各向異性的液晶漿液。
3.濕法紡絲
將上述液晶漿液過濾，置于貯料筒中脫泡24小時，紡絲液經(jīng)紡絲計量泵計量后，再經(jīng)過濾器送至噴絲頭，通過Φ0.05～0.08×500～1000孔紡絲帽，以每分鐘10～20米的速度從噴絲孔噴入到凝固浴中。凝固浴為20～40%的有機溶劑水溶液，溫度為40～50℃。從凝固出來的纖維經(jīng)水充分洗凈，干燥后，即得芳綸-I原絲。原絲在惰性氣體中（3～5升/分，500～550℃）熱處理3～5秒，即得到芳綸-I纖維。
特種工程塑料理化性能
1.物理性能
纖維色澤：淡黃色
相對密度：1.4655g/cm3
復(fù)絲旦度：1000～1500旦
細度：1.0～1.5旦
復(fù)絲強度：2337～2585Mpa
伸長率：1.5～2.5%
彈性模量：>147Gpa
芳綸-I性能接近Kevlar-149的性能，兩者比較如表
2.熱性能
芳綸-I與Kevlar-49浸漬環(huán)氧樹脂后耐熱穩(wěn)定性相近，未涂環(huán)氧樹脂則芳綸-I的熱穩(wěn)定性優(yōu)于Kevlar-49。
芳綸-I在280℃空氣中恒溫老化100小時，性能基本沒有變化。
芳綸-I在320℃的恒溫?zé)崂匣阅芤姳怼?/div>
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚對苯酰胺纖維是一種高強度、高模量、低密度的芳核酰胺纖維。其纖維密度（1.42～1.46g/cm3為玻璃纖維的60%，為碳纖維的80%，拉伸強度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，壓縮強度僅為拉伸強度的20%，顯示出延展性，可以壓縮和彎曲，能夠吸收能量。它廣泛用于熱塑性塑料和熱固性塑料的增強，是復(fù)合材料的高效增強劑。典型應(yīng)用包括：
1.、核、宇航等復(fù)合材料。可大幅度減輕自重，提高射程和載荷能力。
2.利用其超剛性、低密度性能，用其復(fù)合材料作雷達罩及天線骨架。
3.用其復(fù)合材料做飛機的地板材料、整流罩、機體門窗、內(nèi)裝飾等結(jié)構(gòu)材料。
4.利用其高強度和低伸長率特性作光纜、電纜、海洋電纜等的增強骨架材料。
5.體育器材。成功地用以制作賽艇、槳、羽毛球拍等。
6.各種高溫、耐磨的盤根、剎車片等。
7.橡膠制品。用以制作超高壓管、齒型帶、三角帶等。
特種工程塑料聚對苯二甲酰對苯二胺
特種工程塑料名稱
學(xué) 名聚對苯二甲酰對苯二胺
英 文 名 Poly(P-Phenylene terephthalamide），簡稱PPTA
特種工程塑料發(fā)展史
美國杜邦公司開發(fā)出聚間苯二甲酰間二胺（Nomex）纖維，1972年又成功地開發(fā)了聚對苯酰胺（Kevlar-29）和聚對苯二甲酰對苯二胺（Kevlar-49）纖維。1979年美國消費芳族聚酰胺的數(shù)量7000噸。美國杜邦公司擁有三大家Kevlar纖維生產(chǎn)廠家，即：美國里滿德工廠年產(chǎn)能力2萬噸；英國梅唐工廠年產(chǎn)能力7000噸；東麗杜邦公司的日本東海工廠年產(chǎn)能力2.5萬噸。
荷蘭阿克蘇公司和杜邦公司的糾紛解決后，阿克蘇公司積極開發(fā)芳族聚酰胺Twaron纖維，建有5000噸生產(chǎn)裝置。計劃1992年擴大到7000噸。該公司還打算和住友化學(xué)公司合作在日本建設(shè)芳族聚酰胺工廠。日本帝人公司在松山工廠生產(chǎn)Technora芳酰胺纖維，該公司準(zhǔn)備與德國赫斯特公司合作在德國生產(chǎn)芳酰胺纖維。聚對苯二甲酰對苯二胺纖維產(chǎn)量約6萬噸。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
1.樹脂生產(chǎn)
在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中，加入氯化鋁（為投料量的1.2～1.8%）及吡咯（吡咯/對苯二胺=0.6～1.2摩爾），然后加入對苯二胺，溶解后分兩步加入對苯二甲酰氯粉末（對苯二胺濃度為0.20～0.45摩爾/升，酰氯過量0.30～2.5%），在氮氣保護、常壓下進行攪拌反應(yīng)，反應(yīng)溫度維持在-5℃～80℃，聚合物特性粘度為5.5～6.0.
2.紡絲
Kevlar纖維是采用聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）漆制備而成。PPTA是對-苯二酰胺和-苯二酰氯縮合反應(yīng)的產(chǎn)品。將PPTA溶解于熱濃硫酸中，直到液晶固體濃度打20重量%止。PPTA-硫酸溶液通過干噴絲醉噴到混凝浴中（干噴-濕紡）。然后，用氫氧化鈉水溶液中和纖維，繼之水洗，干燥，制成Kevlar纖維。
特種工程塑料理化性能
1.樹脂性能
特性粘度≥4.5
灰分 ≤500ppm
色澤 淡黃
2.纖維性能
原 絲 熱處理絲
拉伸強度 2.8Gpa 2.8GPa
伸長率 5.76% 3.5%
彈性模量 51～64Gpa ≥96GPa
相對密度 1.44 1.45
3.熱性能
聚對苯二甲酰對苯二胺具有超高強度、超高模量、耐高溫和低密度等特性。其原絲及熱處理絲的熱失重情況見表
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚對苯二甲酰對苯二胺纖維可用作船舶和氣球的系留繩、漁具和采集資源用的牽引繩、游艇帆布、滑翔回收飛船、西裝背心和服等。還可用于復(fù)合材料的增強纖維，如用作輪胎簾布和皮帶簾布等。此外，還可用于飛機、汽車、體育用品等。中國生產(chǎn)的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維已成功地用于、飛機、汽車、光纜加強件、賽艇、弓箭、羽毛球等體育器材。
特種工程塑料開發(fā)動向
高強度、高模量、低密度芳酰胺纖維，今后仍將繼續(xù)向超高強度、超高模量、低密度的方向發(fā)展。就聚合體制備而言，連續(xù)擠出聚合是發(fā)展方向，但需要解決分子量控制問題。如何做得分子量分布均勻的聚合體仍是需要努力解決的問題。此外，降低原料成本，降低纖維價格，也是當(dāng)務(wù)之急。只有降低價格，提高質(zhì)量，才更具有競爭能力。
中國的芳綸-Ⅱ型、美國杜邦公司的Kevlar、荷蘭阿克蘇公司的Twaron和日本帝人公司的Technora，產(chǎn)品性能的比較見表
特種工程塑料聚酰亞胺
特種工程塑料介紹
聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有 酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，英文名Polyimide（簡稱PI），可分為均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚酰亞胺（PEI）四類。
PI是目前工程塑料中耐熱性品種之一，有的品種可長期承受290℃ 高溫短時間承受490℃的高溫，亦耐極低溫，如在－269℃的液態(tài)氦中不會脆裂。另外機械性能、耐疲勞性能、難燃性、尺寸穩(wěn)定性、電性能都好，成型收縮率小，耐油、一般酸和有機溶劑，不耐堿，有優(yōu)良的耐摩擦，磨耗性能.并且PI無毒，可用來制造餐具和醫(yī)用器具，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。
PI成型方法包括壓縮模塑、浸漬、注塑、擠出、壓鑄、涂覆、流延、層合、發(fā)泡、傳遞模塑。
特種工程塑料發(fā)展歷史
聚酰亞胺（PI），出現(xiàn)在1955 年Edwards 和Robison的中。1961 年杜邦公司生產(chǎn)出聚均苯四甲酸酰亞胺薄膜，并以商品名Kapton 在市場上銷售。1972 年美國通用公司開始研究開發(fā)聚醚酰亞胺（PEI），1982 年建成1 萬噸生產(chǎn)裝置，商品名為Ultem。之后，日本宇部興產(chǎn)工業(yè)公司、三井化學(xué)公司以及歐洲部分國家相繼實現(xiàn)了聚酰亞胺的商業(yè)化生產(chǎn)。到目前為止，聚酰亞胺已有20 多個大品種，美國、歐洲和日本的制造商共超過40 家。韓國、馬來西亞、俄羅斯和中國都有少量廠家在生產(chǎn)和應(yīng)用聚酰亞胺。2005年，生產(chǎn)能力達到6 萬噸，其中，中國約占5000 噸。[1]
特種工程塑料應(yīng)用
PI在航空、汽車、電子電器、工業(yè)機械等方面均有應(yīng)用，可作發(fā)動機供燃系統(tǒng)零件、噴氣發(fā)動機元件、壓縮機和發(fā)電機零件、扣件、花鍵接頭和電子聯(lián)絡(luò)器，還可做汽車發(fā)動機部件、軸承、活塞套、定時齒輪，電子工業(yè)上做印刷線路板、絕緣材料、耐熱性電纜、接線柱、插座、機械工業(yè)上做耐高溫自潤滑軸承、壓縮機葉片和活塞機、密封圈、設(shè)備隔熱罩、止推墊圈、軸襯等。
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫和耐磨性能， 有自熄性， 熔融流動性好， 成型收縮率僅為0.5 %～ 0.7 %。可用注射和擠出成型，后處理較容易， 可用膠粘劑或各種焊接法與其它材料接合。PEI 在電子電器、航空、汽車、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用。美國GE 公司是大的PEI 生產(chǎn)商， 國外還有一些工程塑料改性公司提供PEI 合金等改性產(chǎn)品。開發(fā)的趨勢是引入對苯二胺結(jié)構(gòu)或與其它特種工程塑料組成合金， 以提高其耐熱性;或與PC 、PA 等工程塑料組成合金以提高其機械強度等。
聚酰胺-酰亞胺的強度是當(dāng)前非增強塑料中的，本色料拉伸強度為190MPa ， 彎曲強度為250MPa。1.8MPa 負荷下熱變形溫度達274 ℃。PAI具有良好的耐燒蝕性能和高溫、高頻下的電磁性，對金屬和其它材料有很好的粘接性能。主要用于齒輪、輥子、軸承和復(fù)印機分離爪等，還可作飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。PAI 由Amoco 公司開發(fā)成功并商品化, 除Amoco 外，日本東麗公司也能提供模塑料。其發(fā)展方向是增強改性， 以及同其它塑料合金化。[3]
特種工程塑料聚均苯四甲酰亞胺
英 文 名 Polypyromellitimide，簡稱PMMI
特種工程塑料發(fā)展史
1980年成功合成芳族聚酰亞胺，五十年代末期制備得到高分子量的芳族聚酰亞胺。1961年杜邦公司生產(chǎn)出聚均苯四甲酰亞胺薄膜（Kapton）。1964年開發(fā)生產(chǎn)聚均苯四甲酰亞胺膜塑料（Vespels）。1965年公開報道該聚合物的薄膜和模塑料，之后，粘合劑、涂料、泡沫和纖維相繼問世。六十年代中期，大量文獻涉及該聚合物的各有關(guān)方面。1977～1979年就有一千多篇有關(guān)稿件登載于美國化學(xué)文獻中，100多篇文獻向美國國家技術(shù)服務(wù)局登記。隨著電器、電子機器的小型化、輕量化，對耐熱性優(yōu)良的、電性能優(yōu)異的聚酰亞胺的需要量越來越多。1979年，美國消費聚酰亞胺2200噸。就薄膜而言，東麗·杜邦公司的Kapton年生產(chǎn)能力為565噸，鐘淵化學(xué)公司在日本的Apical年生產(chǎn)能力為170噸，該公司與Allied-signal公司合作在美國有一年產(chǎn)150噸Apical生產(chǎn)裝置，還準(zhǔn)備在瑞士建設(shè)百噸級生產(chǎn)裝置。報道不詳，從技術(shù)交流得悉，該國有一年產(chǎn)200多噸的生產(chǎn)裝置。美國年生產(chǎn)能力近2000噸。擁有聚均苯四甲酰亞胺薄膜年生產(chǎn)能力近4000噸。日本對膜塑料的年需要量為20噸，估計美國年需要量200多噸。總需要量為每年300多噸，預(yù)測今后將以每年10%的速度遞增。
中國對聚均苯四甲酰亞胺的研究始于1962年，1963年用于漆包線，1966年后薄膜、模塑料、粘合劑相繼問世，產(chǎn)量已達200多噸。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
加入一定量的二甲基乙酰胺到反應(yīng)釜內(nèi)，然后再加入4，4′-二氨基聯(lián)苯醚，待基本溶解后，加入均苯四甲酸二酐，反應(yīng)溫度控制在50℃左右，得到透明的聚酰胺酸頂聚物溶液。預(yù)聚物脫除溶劑后，經(jīng)300高溫脫水環(huán)化或加醋酐（脫水劑）、三乙胺（中和劑）成鹽沉淀，分離得到聚酰亞胺。
特種工程塑料理化性能
模塑粉和模壓塑料的性能如下：
3.1模塑粉
外觀：淡黃色粉末
細度：≤250μm
表觀密度：≥0.35（克/cm3）
（0.5%鄰甲酚溶液，溫度35℃時測定）
3.2模壓塑料
外觀：琥珀色半透明
表面電阻率：≥1015Ω
體積電阻率：≥1016Ω·cm
壓縮強度：≥160MPa
彎曲強度：≥180MPa
沖擊強度：≥100kJ/m2
介電損耗角正切（106赫茲）1×10-3～5×10-3
介電常數(shù)（106赫茲）3.0～3.5
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚均苯四甲酰亞胺薄膜可用于電動機、變壓器線圈的絕緣層和絕緣槽襯。與氟樹脂復(fù)合的薄膜，可用于航空電纜、扁平軟性電纜和電導(dǎo)體的包封材料。與銅箔復(fù)合的復(fù)銅板，可用作撓性印刷電纜、單層板和多層板、計算機打印頭上的軟帶、應(yīng)變片上的接線柱等。
模塑料可用于液氨接觸的閥門零件、噴氣發(fā)動機供應(yīng)燃料系統(tǒng)的零件。
聚酰亞胺粘合劑可用于火箭、噴氣機翼的粘接以及金剛砂磨輪的粘接。
輕質(zhì)耐燃彈性泡沫塑料可用于飛機座墊。
纖維可做中空纖維，用于分離混合氣體。
聚均苯四甲酰亞胺在1.8MPa 的負荷下熱變形溫度達360 ℃, 電性能如介電常數(shù)和介電損耗角正切值等優(yōu)于PAI,強度則不如后者。PMMI 縮機活塞環(huán)、密封圈、鼓風(fēng)機葉輪等, 還可用于與液氨接觸的閥門零件、噴氣發(fā)動機燃料供應(yīng)系統(tǒng)零件。美國杜邦公司是PMMI 薄膜和膜塑料的主要供應(yīng)商。[3]
特種工程塑料開發(fā)動向
聚均苯四甲酰亞胺薄膜占其用途的75%。今后不僅用作絕緣薄膜，而且功能膜尤其是氣體分離膜將會有大的發(fā)展。復(fù)銅箔應(yīng)用也越來越廣泛，應(yīng)用比例將逐漸增加。
膜塑料將進一步提高高溫的強度、伸長率和沖擊強度，以滿足苛刻環(huán)境中的應(yīng)用要求。
特種工程塑料聚酰胺-酰亞胺
英 文 名 Poly(amide-Imide），簡稱PAI
特種工程塑料發(fā)展史
1964年Amoco公司開發(fā)了電器絕緣用清漆（AI），1967年日立化成公司開發(fā)了HI-400系列清漆，1972年Amoco公司開發(fā)了模制材料（Torlon），1976年Torlon商品化。1979年美國聚酰胺-酰亞胺的消費量為1000噸，1988年美國的需要量為2000噸。世界有六家公司研制生產(chǎn)聚酰胺-酰亞胺。這些公司的商品：是美國Amoco公司的Torlon模塑料，日本東麗公司的TI-5000模塑料，TI-1000模塑料（熱固性），Amoco/三菱化成公司的Torlon，Amoco/GE公司的AI線纜涂料，日立化成公司的HI-400系列線纜涂料，Amoco公司的AmocoA-I涂料，法國Rhone-Poulenc公司的Kermel纖維。
中國上海市合成樹脂研究所、長春應(yīng)用化學(xué)研究所、上海電磁線廠、哈爾濱油漆顏料總廠和天津絕緣材料廠，于70年代中期就開始對聚酰胺亞胺進行研究開發(fā)。薄膜、油漆均有產(chǎn)品銷售。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
（1）酰氯法
(2）異氰酸酯法
(3）直接聚合法
(4）亞胺二碳酸法
苯三酸酐的酰氯與芳族二胺反應(yīng)制備聚酰胺-酰亞胺是一種重要的方法，其工藝如下：
反應(yīng)釜內(nèi)加入定量的4，4′-二氨基聯(lián)苯醚、二甲基乙酰胺、二甲苯，啟動攪拌。待物料全部溶解后，再加入1，2，4-偏苯三甲酸酰氯。反應(yīng)溫度控制在25～35℃。當(dāng)粘度達值時，用二甲基乙酰胺和二甲苯稀釋。然后，用環(huán)氧乙烷中和發(fā)應(yīng)副產(chǎn)出鹽酸，可得到可溶性的聚酰胺-酰胺酸預(yù)聚體。若將此預(yù)聚體在高溫下脫水環(huán)化，即可制得不熔不溶的聚酰胺-酰亞胺。
特種工程塑料理化性能
聚酰胺-酰亞胺的強度是當(dāng)今世界上任何工業(yè)未增強塑料不可比擬的，其拉伸強度超過172MPa，在1.8MPa負荷下熱變形溫度為274℃。
Torlon聚合物在制造后還可能進行固態(tài)聚合物，通過后固化增加分子量提供更優(yōu)良的性能。后固化在260℃下發(fā)生，固化所需的時間和溫度主要取決于零件的厚度和形狀。
它可在220℃下長期使用，300℃下不失重，450℃左右開始分解。其粘接性、柔韌性及耐堿性更佳，可與環(huán)氧樹脂互混交聯(lián)固化，耐磨性良好。
特種工程塑料加工成型
（1）模塑
注射成型前應(yīng)將料進行預(yù)干燥。干燥條件為150℃、8小時。料筒溫度上限為360℃，模加工溫度為200℃。注射壓力盡量大，關(guān)閉增壓泵后降至保壓14～28MPa，背壓為0.3MPa。后固化時間，在170～260℃條件下，約三天左右。
(2）薄膜
聚酰胺-酰亞胺薄膜采用連續(xù)浸漬法制備。用400mm寬、0.05mm厚的鋁箔作連續(xù)載體。浸有預(yù)聚體溶液的鋁箔進入立式烘爐，于190℃下烘干，以除去溶劑。然后，于200～210℃下處理2～4小時，使預(yù)聚體膜脫水環(huán)化。待冷卻后，將薄膜由鋁箔上剝下即可。
(3）漆包線
一般大規(guī)格的漆包圓線與漆包扁線均在立式漆包機上涂制，而細線則在臥式漆包機上涂制，均采用毛氈涂線法。爐溫與浸漬速度隨漆包線的規(guī)格不同而變化。如1mm漆包線，爐溫控制在200～300℃，浸漬速度為每分鐘4～6米。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚酰胺-酰亞胺具有優(yōu)良的機械性能，本色料拉伸強度為190MPa。模制塑料主要用于齒輪、輥子、軸承和復(fù)印機分離爪等。它具有良好的耐燒蝕性能和高溫、高頻下的電磁性，可作飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。它對金屬和其它材料有很好的粘接性能，適用作漆包線漆、浸漬漆、薄膜、層壓板材、涂層和粘合劑。例如：用它制作的漆包線已用于H級深水潛水電機上；層壓板用于印刷線路板和插座；薄膜作絕緣包扎材料。
特種工程塑料開發(fā)動向
取酰胺-酰亞胺與聚均苯四甲酰亞胺比較，有較低的軟化點和熱變形溫度，有較高的吸水率、相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切性能。今后發(fā)展方向是增強改性，同其它塑料進行合金化，以改善其不利的性能，滿足更多用途的需要。
特種工程塑料聚氨基雙馬來酰亞胺
英 文 名 Polyamino-bis-mieimide，簡稱PABM
特種工程塑料發(fā)展史
1969年法國Rhone-Poulenc公司首先開發(fā)成功凱里末德（Kerimid 601）雙馬來酰亞胺預(yù)聚體。該聚合物在固化時不發(fā)生副產(chǎn)物氣體，容易成型加工，制品無氣孔。它是*復(fù)合材料的理想母體樹脂和層壓材料用樹脂（Kerimid）。該公司以這種樹脂為基礎(chǔ)，制備了壓縮和傳遞模塑成型用材料（Kinel）。聚氨基雙馬來酰亞胺具有良好的綜合平衡性能，其耐熱溫度高，在350℃下也不發(fā)生分解，加上原料來源廣泛，價格便宜，因此發(fā)展了許多品種。正在開發(fā)交聯(lián)型材料，以丙烯型增韌劑改性提高機械強度，用雙馬來酰亞胺酸脫醇環(huán)化制備雙馬來酰亞胺單體，改善工藝，降低成本，加速聚氨基雙馬來酰亞胺的發(fā)展。預(yù)測到20世紀末前，該樹脂要求將以每年15%的速度遞增。中國對聚氨基雙馬來酰亞胺的研究開發(fā)，從20世紀70年代中期開始，仍處于試制開發(fā)階段。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
聚氨基雙馬來酰亞胺的生產(chǎn)方法有兩種：一是以順丁烯二酸酐與芳族二元胺反應(yīng)合成雙馬來酰亞胺中間體，然后與芳族二胺反應(yīng)制備而成，此種方法一般稱為間接合成法；二是以順丁烯二酸酐與芳族二胺一步反應(yīng)制備而成，一般稱為直接法制備聚氨基雙馬來酰亞胺。
間接法制備聚氨基雙馬來酰亞胺的過程如下：
馬來酸與4，4′-二氨基二苯基甲烷（MDA）在氯仿和二甲基甲酰胺(DMF）存在下，反應(yīng)生成雙馬來酰亞胺，經(jīng)加熱或化學(xué)轉(zhuǎn)換，脫水或脫醋酸環(huán)化，制取雙馬來酰亞胺（MBI）。然后，MBI和MDA加成反應(yīng)制備而成聚氨基雙馬來酰亞胺。
1970年以來用直接法合成聚氨基雙馬來酰亞胺逐漸增多。西德、日本相繼發(fā)表了不少這方面的文獻。歸納起來大致有三種方法。
(1）氨基酰胺酸法：
順丁烯二酸酐與芳族二胺作用生成聚氨基雙馬來酰亞酸，再用聚氨基雙馬來酰亞酸分子上的羧基和酰胺基反應(yīng)，在加熱情況下，通過與氨基的氫離子移位加成反應(yīng)，制得聚氨基酰胺酸，然后，加熱脫水閉環(huán)生成聚氨基雙馬來酰亞胺。
(2）酯胺鹽法：
順丁烯二酸酐與甲醇反應(yīng)制取順丁烯二酸單甲酯，接著與芳族二胺作用生成氨基酯銨鹽，經(jīng)加熱脫水生成單甲酯酰銨鹽，然后，氫離子位移加成反應(yīng)，生成聚單甲酯酰胺，脫醋酸閉環(huán)化，最后制得聚氨基雙馬來酰亞胺。
(3）醋酸催化法：
此法是以醋酸作催化劑和反應(yīng)介質(zhì)，讓順丁烯二酸酐與芳族二胺直接反應(yīng)，制備聚氨基雙馬來酰亞胺。
特種工程塑料理化性能
用這種聚合物制備的混料和層壓制品，耐熱性高，能在200℃下長期使用，在200℃老化一年仍保持過半的力學(xué)性能，的確是良好的H級絕緣材料。它的電性能良好，在寬溫度范圍內(nèi)和各種頻率下其介質(zhì)損耗角正切沒有變化。磨耗和摩擦系數(shù)小，摩擦系數(shù)為0.1～0.25，磨耗量為0.002～0.04mm（低PV值情況）。它的耐化學(xué)藥品性和輻射性能優(yōu)良，可耐108戈瑞輻照，燃燒性能可達UL94 V-0級。
特種工程塑料加工成型
Kinel成型材料大致可分成構(gòu)造用共混料和滑動零件用混料兩類。前者摻混了不同長度的玻璃纖維；后者摻混了石墨或石墨和二硫化鉬或聚四氟乙烯粉末。
構(gòu)造用混料的成型加工性和成型條件如下：
Kinel5504含有長度為6mm的玻璃纖維，其體積因素高達8.3（密度0.25g/cm3），通過壓縮成型可以得到力學(xué)性能優(yōu)良的成型品。造粒條件為120～130℃和20～40MPa，成型條件是加工溫度230～250℃，壓力10～30MPa，固化時間1mm厚/2分鐘，成型時預(yù)熱溫度為200℃左右，成型品放在干燥爐中于250℃后固化24小時。
為了改善其脫模性，可用硅油或聚四氟乙烯氣溶膠仔細涂布模子，模型表面要求鍍鉻。
Kinel5514所含玻璃纖維量稍低，且玻纖長度為3mm，體積因素為4.7（密度0.25g/cm3 ），可壓縮成型制小型精密零件。成型條件同Kinel5504一樣。
Kinel5515流動性好，固化速度快，用傳遞成型加工制品。造粒和預(yù)熱條件和前述品種一樣。傳遞模塑的成型溫度、固化時間和注入壓力分別為200℃，1mm厚/1分鐘，30～60MPa。后固化條件以200℃，24小時為適宜。
滑動零件用共混料的成型條件，雖因品種而異，但大體相同。
Kinel5505、Kinel5508，前者含25%粉狀石墨，后者含40%粉狀石墨均系壓縮成型材料。體積因素分別為4.0（密度0.36g/cm3 ）和4.6（密度0.34g/cm3 ）。造粒和預(yù)熱條件和其它品種相同，但在造粒時可利用冷壓縮或造粒機，造粒壓力為10～40MPa。成型溫度、成型壓力和固化時間分別為220～260℃，10～30MPa，1mm厚/2～4分鐘，后固化條件是250℃，24hr。
Kinel5518是含聚四氟乙烯粉末的微粉狀壓縮成型用材料，可用于泡沫薄片。成型條件和加石墨的品種相同。唯后固化溫度采用200℃為好。
Kinel5517是含石墨和二硫化鉬的品種，可用于減摩擦零件.可進行壓縮成型和燒結(jié)成型.體積因素為5.0（密度0.3g/cm3 ）。壓縮成型條件和其它化滑動零件用材料相同。
在燒結(jié)成型時，首先將粉末成型材料加入冷模具內(nèi)，以100～200MPa的壓力進行高壓成型。打開模具取出成型物移入加熱爐中，以程序控制于180～250℃加熱制品（例如180～185℃，30min，185～200℃/1hr，200℃，4hr，200～250℃，1hr，250℃，4hr，共約11小時）。將成型品冷卻到室溫，從爐中取出成型品。沒有必要進行后固化。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚氨基雙馬來酰亞胺（PAMB）的力學(xué)性能、耐熱性、電絕緣性、耐輻照特性和熱堿水溶液性良好，作為構(gòu)造材料應(yīng)用適用于電機、航空機、汽車零件和耐輻照材料等。滑動零件用Kinel材料的主要用途是止推軸承，軸頸軸承、活塞環(huán)、止推墊圈、導(dǎo)向器、套管和閥片等。
在汽車領(lǐng)域，可用于發(fā)動機零件、齒輪箱、車輪、發(fā)動機部件、懸架干軸襯、軸桿、液力循環(huán)路線和電器零件等。
在電器領(lǐng)域，可用于電子計算機印刷基板、耐熱儀表板、二極管、半導(dǎo)體開關(guān)元件外殼、底板和接插件等。
在航空航天領(lǐng)域，可用于噴氣發(fā)動機的管套、殼體等。
在機械領(lǐng)域，可用以制作齒輪、軸承、軸承保持架、插口、推進器、壓縮環(huán)和墊片等。
在其它領(lǐng)域，可用以制作原子能機器零件、砂輪粘合劑等。
特種工程塑料開發(fā)動向
Kinel成型材料和其它聚酰亞胺樹脂材料相比，成型加工較容易，而性能相當(dāng)。然而其成型加工性比一般熱固性樹脂差些。今后應(yīng)重點開發(fā)成型性能更好的品種，以滿足用戶的需要。
特種工程塑料聚醚酰亞胺
英文名 Polyetherimide，簡稱PEI
特種工程塑料發(fā)展史
1972年美國GE公司開始研究開發(fā)PEI，經(jīng)過10年時間試制、試用，于1982年建成5000噸生產(chǎn)裝置，并正式以商品Ultem在市場銷售。年需要量為10000噸左右。以后，為提高產(chǎn)品的耐熱性，GE公司還開發(fā)了ULtemⅡ。由于ULtemⅡ中含有對苯二胺結(jié)構(gòu)，致使玻璃化溫度（tg）從215°提高到227°，因而適應(yīng)電子零件超小型電子管表面粘貼技術(shù)（SMT）的需要。該公司以開發(fā)了耐化學(xué)藥品品級CRS5000、電線被覆用品級有機硅共聚合體D9000。為了進一步提高耐熱性、耐化學(xué)藥品性和流動性，該公司還開發(fā)了特種式程塑料合金，如PEI/PPS合金JD8901、PEI/PC合金D8001、D8007和SPEI/PA合金等。
上海市合成樹脂研究所對聚醚酰亞胺的研究開發(fā)工作始于20世紀80年代初，現(xiàn)有10t/aPEI裝置一套，目前處于供不應(yīng)求狀態(tài)。該所正準(zhǔn)備建設(shè)100t/a PEI生產(chǎn)裝置，以滿足工的需要。該所的聚醚酰亞胺YS30，結(jié)構(gòu)中含有二苯醚二胺，其產(chǎn)品耐水解性能更佳。
特種工程塑料生產(chǎn)方法
聚醚酰亞胺是由4，4′-二氨基二苯醚或間（或?qū)Γ┍蕉放c2，2′-雙[4-（3，4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶劑中經(jīng)加熱縮聚、成粉、亞胺化而制得。
在上述方法中，又可分成多硝基取代法和多環(huán)縮聚過程。前者首*行環(huán)化反應(yīng)，生成酰亞胺環(huán)，然后進行芳族親核硝基取代反應(yīng)，形成柔性醚"鉸鏈"。后者是*行環(huán)化反應(yīng)，然后進行環(huán)化反應(yīng)，聚合物的生成工序是多環(huán)縮聚過程。
PEI可用熔融縮聚法制備。這一方法從經(jīng)濟上，生態(tài)和技術(shù)的觀點來看，都是有發(fā)展前途的。由于該法不使用溶劑，聚合物中不會含有溶劑，這對加工和使用都有重要意義。
PEI還可用連續(xù)法直接在擠出機制造。該法操作步驟是：起始化合物的混合物依次通過擠出機內(nèi)具有不同溫度的區(qū)域，由單體混合的低溫區(qū)移向最終產(chǎn)品溶融的高溫區(qū)。環(huán)化反應(yīng)生成的水，經(jīng)適當(dāng)?shù)目诳讖臄D出機中不斷排出，通常在擠出機的最后區(qū)域借助真空減壓抽出。從擠出機的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機內(nèi)直接使PEI和各種填料混合，制得以PEI為主的配混料。
在這些方法中，溶液聚合是工業(yè)生產(chǎn)的方法。然而擠出機連續(xù)擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發(fā)成功，可以推向工業(yè)生產(chǎn)。
特種工程塑料理化性能
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能，并可透過微波。加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達到增強改性的目的。也可和其它工程塑料組成耐熱高分子合金，可在-160~180℃使用。上海市合成樹脂研究所企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SR-7001-86《YS30注塑型聚醚酰亞胺塑料》，主要性能指標(biāo)見表3-47。
特種工程塑料加工成型
聚醚酰亞胺可用注塑和擠出成型，且易后處理和用膠粘劑與各種焊接法同其它材料接合。由于熔融流動性好，通過注塑成型可以制取形狀復(fù)雜的零件。加工前須在150℃充分干燥4小時，注塑溫度為337~427℃，模具溫度為65~117℃。YS30的注塑條件如下：
預(yù)熱 150℃，4小時
料筒溫度：
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑壓力 60~100MPa
保壓時間 5~30秒
冷卻時間 5~30秒。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的綜合平衡性能，卓有成效地應(yīng)用于電子、電機和航空等工來部門，并用作傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品的金屬代用材料。
在電器、電子工業(yè)部門，聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得了廣泛的應(yīng)用，包括強度高和尺寸穩(wěn)定的連接件、普通和微型繼電器外殼、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度密光纖元件。特別引人注目的是，用它取代金屬制造光纖連接器，可使元件結(jié)構(gòu)化，簡化其制造和裝配步驟，保持更精確的尺寸，從而保證最終產(chǎn)品的成本降低約40%。
耐沖擊性板材Ultem1613用于制飛機的各種零部件，如舷窗、機頭部部件、座件靠背、內(nèi)壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。PEI和碳纖維組成的復(fù)合材料已用于直升飛機各種部件的結(jié)構(gòu)。
利用其優(yōu)良的機械特性、耐熱特性和耐化學(xué)藥品特性，PEI被用于汽車領(lǐng)域，如用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、控制汽車艙室外部溫度的傳感器（空調(diào)溫度傳感器）和控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器（有效燃燒溫度傳感器）。此外，PEI還可用作耐高溫潤滑油侵蝕的真空泵葉輪、在180℃操作的蒸鎦器的磨口玻璃接頭（承接口）、非照明的防霧燈的反射鏡。
聚醚酰亞胺泡沫塑料，用作運輸機械飛機等的絕熱和隔音材料。
PEI耐水解性優(yōu)良，因此用作醫(yī)療器械的手柄、托盤、夾具、假肢、醫(yī)用燈反射鏡和牙科用具。
在食品工業(yè)中，用作產(chǎn)品包裝和微波爐的托盤。
PEI兼具優(yōu)良的高溫機械性能和耐磨性，故可用于制造輸水管轉(zhuǎn)向閥的閥件。由于具有很高的強度、柔韌性和耐熱性，PEI是優(yōu)良的涂層和成膜材料，能形成適用于電子工業(yè)的涂層和薄膜，并可用于制造孔徑< 0.1μm、具有高滲透性的微孔隔膜。還可用作耐高溫膠粘劑和高強度纖維等。
特種工程塑料開發(fā)動向
國外聚醚酰亞胺主要是美國通用電器公司生產(chǎn)銷售。發(fā)展趨勢在于提高耐熱性，為此引入對苯二胺結(jié)構(gòu)和與其它特種工程塑料組成合金，為提高PEI機械強度，而采用PC、PA等工程塑料組成合金。聚合工藝方面正在開發(fā)雙螺桿連續(xù)擠出聚合反應(yīng)技術(shù)，預(yù)計不久將會實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
特種工程塑料聚醚醚酮
英文名 Polyether ether ketone，簡稱PEEK。
特種工程塑料簡介
聚醚醚酮(PEEK)樹脂是一種結(jié)晶性、超耐熱型熱塑性聚合物。具有耐高溫、耐化學(xué)藥品腐蝕等物理化學(xué)性能，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料。通過改性，PEEK 可以獲得更高的物理性能。例如，可與聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚砜（PESU）等共混以滿足不同的使用要求。 J.Denault 和Lin S H 分別采用玻璃纖維（GF）、碳纖維（CF）等復(fù)合增強PEEK 樹脂，以提高材料的使用溫度、剛性、尺寸穩(wěn)定性及沖擊性能；納米材料填充PEEK 復(fù)合材料的硬度、拉伸強度及拉伸模量較純PEEK 提高了20%-50%，從而進一步擴大其應(yīng)用范圍。
特種工程塑料發(fā)展史
1977 年，英國ICI 公司成功合成了聚醚醚酮PEEK，1978年開始在市場上銷售，1982 年以Victrex 牌號銷售至今。由于有背景，PEEK 市場長期被該公司壟斷。生產(chǎn)廠家除了英國ICI 公司外，還有日本三菱化學(xué)公司、住友化學(xué)公司、美國杜邦公司和印度Gharda 公司等。PEEK 樹脂一問世就被有關(guān)廠家作為一種重要的戰(zhàn)略性材料，對許多國家限制出口。為了滿足我國國防事業(yè)的發(fā)展和民用的急需，吉林大學(xué)特種工程塑料研究中心開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PEEK 樹脂合成工藝技術(shù)，長春吉大高新材料有限公司采用該技術(shù)建設(shè)了500t/a 的生產(chǎn)裝置。
特種工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域
以PEEK 為基體的*熱塑性復(fù)合材料已成為航空航天領(lǐng)域?qū)嵱脙r值的復(fù)合材料之一。碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料已成功應(yīng)用到F117A 飛機全自動尾翼、C-130 飛機機身腹部壁板、陣風(fēng)飛機機身蒙皮及V-22 飛機前起落架等產(chǎn)品的制造。特殊碳纖維增強的PEEK 吸波復(fù)合材料具有的吸波性能，能使頻率為0.1MHZ-50GHZ 的脈沖大幅度衰減，型號為APC 的此類復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于*戰(zhàn)機的機身和機翼。另外，ICI 公司開發(fā)的APC-2 型PEEK 復(fù)合材料是CelionG40-700 碳纖維與PEEK 復(fù)絲混雜紗單向增強復(fù)合材料，特別適合制造直升機旋翼和殼體，美國隱身直升機LHX 已經(jīng)采用此種復(fù)合材料。C L Ong 等研制了PEEK/石墨纖維復(fù)合材料，并將其固化成戰(zhàn)斗機頭部的著陸裝置，具有較短的制造周期及優(yōu)良的耐環(huán)境適應(yīng)性等特點。由于其具有優(yōu)異的阻燃性，也常用于制備飛機內(nèi)部零件，降低飛機發(fā)生火災(zāi)的危害程度。
利用PEEK 具有阻燃、包覆加工性好（可熔融擠出，而不用溶劑）、耐剝離性好、耐磨耗性好及耐輻照性強等特點，已經(jīng)用作電纜、電線的絕緣或保護層，廣泛應(yīng)用于原子能、飛機、船舶等領(lǐng)域。PEEK 還可以用于制造原子能發(fā)電站用接插件和閥門零件，火箭用電池槽以及火箭發(fā)動機的零部件等。用吹塑成型法還可做成核廢料的容器。[1]
特種工程塑料加工成型
1薄膜
目前國內(nèi)有兩種成型方法，即連續(xù)浸漬法和流延法。先在二甲基乙酰胺溶液中，制得濃度為15%～16%、比濃粘度20～50秒的聚酰胺酸溶液。然后，以多程浸膠機進行浸漬操作，用0.05mm厚的鋁箔作連續(xù)載體。每浸一次都經(jīng)過烘烤干燥（180℃以下），除去溶劑，浸漬速度為3.5～6.5m/min。然后，在350℃下處理30～60分鐘，使聚酰胺酸膜脫水環(huán)化。待冷卻后，將聚酰亞胺化的薄膜從鋁箔上剝下，即得成品。若將聚酰胺酸溶液流延在連續(xù)運轉(zhuǎn)的不銹鋼基帶上，通過烘烤和高溫脫水環(huán)化，即可制取聚酰亞胺薄膜。
.模壓塑料
苯四甲酸二酐和4，4′-二氨基聯(lián)苯醚等摩爾反應(yīng)制備的15～20%高粘度聚酰胺酸溶液，再加入叔胺催化劑，加熱沉淀，除去溶劑，再經(jīng)300℃高溫處理，制成高比表面的模塑粉。最后，采用類似粉末冶金法，聚酰亞胺粉末加入模子中于300℃維持10分鐘，再加壓（275MPa）2分鐘，在保持壓力的條件下吹風(fēng)冷卻，至溫度低于200℃后，解除壓力，出模即可。
3.纖維
聚均苯四甲酰亞胺纖維是由它的先母料聚酰胺酸的DMAC(二甲基乙酰胺)溶液,在氣態(tài)環(huán)境中干紡成聚酰胺酸纖維,在充分拉伸的情況下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺纖維,熱轉(zhuǎn)化后于550℃完成纖維拉伸。這樣制成的纖維其拉伸強度為0.45GPa，伸長率為11.7%，模量為6.4GPa。
4.涂料
聚酰胺酸可用作涂料材料。將其涂布到電線上，熱轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺，即可產(chǎn)生一種重要的線纜涂料。前述的Pyre ML和Pyralin均屬此類聚均苯四甲酰亞胺涂料。
參考資料
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