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熱塑性工程材料概述 工程塑料分為通用工程塑料和特種工程塑料兩大類，與通用塑料相比： 工程塑料具有更高的力學(xué)強(qiáng)度，能經(jīng)受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件，具有較高的尺寸穩(wěn)定性，可在工程中作為結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用與機(jī)械、電子、汽車及航空航天領(lǐng)域。 五大通用工程塑料為：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚苯醚。聚酰胺（PA） 聚酰胺（PA，俗稱尼龍）大分子鏈中含有酰氨基的一類聚合物的總稱，是工程塑料中開發(fā)利用最早的品種，20世紀(jì)40年代主要作纖維，50年代后期逐漸用作工程材料。 常見品種：聚己內(nèi)酰胺、聚己二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一內(nèi)酰胺、聚十二內(nèi)酰胺等。 聚酰胺的結(jié)構(gòu)特征 1.聚酰胺的分子結(jié)構(gòu)： 脂肪族PA如PA-6、 PA-66、 PA-610典型的線型熱塑性聚合物。 PA的分子鏈上具有酰胺基（－CONH－），可以使分子間形成氫鍵，大分子鏈中氫鍵的含量增加，PA的力學(xué)性能、吸水率和熔點(diǎn)增大。 吸水率對(duì)制品的影響： （1）吸水后尺寸變化，降低制品尺寸穩(wěn)定性； （2）影響制品的力學(xué)性能。 2.聚酰胺的結(jié)晶性（具有較高的結(jié)晶能力） 3.相對(duì)分子質(zhì)量（力學(xué)強(qiáng)度的影響） 聚酰胺的主要性能 1.力學(xué)性能 PA是典型的硬而韌聚合物，剛性較低，但它的比拉伸強(qiáng)度大于金屬，比壓縮強(qiáng)度與金屬相當(dāng)，可代替某些金屬材料。 PA的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和硬度隨溫度和吸水率的增大而降低，沖擊強(qiáng)度則明顯提高。（1）PA具有優(yōu)良的耐磨性（PA-1010最佳），在PA中添加二硫化鉬、石墨或聚四氟乙烯粉末可進(jìn)一步提高其耐磨性。（2）PA具有優(yōu)良的耐疲勞性，添加玻纖可進(jìn)一步增強(qiáng)其耐疲勞性。（3）纖維增強(qiáng)PA成為主要手段，可提高其力學(xué)強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度、抗蠕變性以及耐熱性和尺寸穩(wěn)定性也大大提高。 2.熱性能 PA熔點(diǎn)高，熔融溫度范圍窄，通常在180~280 ℃之間。 PA使用溫度不超過100℃，通常為80 ℃，在100 ℃以上的溫度長期與氧接觸會(huì)引起其表面的緩慢熱氧降解，是制品逐漸呈現(xiàn)褐色喪失使用性能。新開發(fā)的芳香族PA長期使用溫度可達(dá)200 ℃。 PA散熱性較差，可加入銅粉或石墨提高其散熱性。 PA具有自熄性。 3.化學(xué)性能 PA室溫下耐稀酸、弱堿和大多數(shù)鹽，不耐強(qiáng)酸和濃度較高的酸及強(qiáng)氧化劑。 PA具有優(yōu)良的耐油性，但水和醇及其類似的化合物可使PA產(chǎn)生溶脹。 PA的耐候性一般，通常加入碳黑、胺類和酚類提高其耐候性。 4.電性能 由于極性酰氨基的存在，PA不適合作為高頻和在潮濕環(huán)境下工作的電絕緣材料。 5.成型加工性能（1）由于PA的吸水性，加工前應(yīng)在80～100℃下真空干燥6～10h。（2）PA的熔體黏度對(duì)溫度敏感，加工過程中要使溫度和黏度相匹配。（3）PA的熔程窄，一般在10 ℃左右，故要嚴(yán)格控制加工溫度，一般在PA熔點(diǎn)以上5～50 ℃，受熱時(shí)間不宜超過0.5h。（4）PA具有較大的成型收縮率，對(duì)于使用溫度高于80 ℃或精度要求較高的制品成型后需進(jìn)行退火處理。 聚酰胺的成型加工與應(yīng)用（1）注塑成型與制品：齒輪、軸承、滑輪、導(dǎo)軌（2）擠出成型與制品：薄膜、管材、片材等（3）單體澆注（MC尼龍）：大型制件聚碳酸酯（PC） 引言：PC是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來的重要熱塑性工程塑料，產(chǎn)量僅次于PA。具有優(yōu)異的均衡力學(xué)、熱和電性能，特別是沖擊強(qiáng)度為一般熱塑性塑料之冠，易于加工。 PC是一類主鏈含有碳酸酯基的聚合物，通常根據(jù)結(jié)構(gòu)單元的組成分為芳香族、脂肪族和脂肪-芳香族三類。 工程塑料的品種主要為雙酚A型的芳香族PC。碳酸酯的合成 1.光氣法 2.酯交換法 聚碳酸酯的主要性能 1.力學(xué)性能（1）PC具有突出的沖擊強(qiáng)度，高出PA的3倍。在相對(duì)分子質(zhì)量3萬左右出現(xiàn)峰值。PC的沖擊強(qiáng)度對(duì)缺口較敏感。（2）PC具有良好的尺寸穩(wěn)定性。（3）PC的疲勞強(qiáng)度和耐磨性一般，容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起應(yīng)力開裂。 2.熱性能 PC玻璃化溫度約150 ℃，熔融溫度220~230 ℃，長期使用溫度高，在120℃，具有優(yōu)良的耐寒性，脆化溫度低達(dá)-100 ℃。 3.化學(xué)性能 耐油性優(yōu)良，不耐堿、濃硫酸、王水和糠醛等。 能溶解于極性溶劑，如四氯乙烷、吡啶、噻吩、四氫呋喃等極性有機(jī)溶劑。 耐候性一般，可加入抗氧劑1076和紫外線吸收劑U-P等穩(wěn)定化助劑。 4.電性能 一般 5.光學(xué)性能 PC無色透明，具有良好的透過可見光的能力。長期在光照環(huán)境中使用需加入紫外線吸收劑以提高其防老化性能。 6.成型加工性能（1）PC由于酯基易于發(fā)生高溫水解，加工前需在135℃下干燥。（2）PC熔體流動(dòng)特性接近牛頓流體，熔體黏度對(duì)溫度變化敏感，成型加工可通過溫度調(diào)節(jié)控制熔體流動(dòng)。 （3）PC對(duì)缺口敏感。PC制品設(shè)計(jì)盡量避免尖角、缺口以及厚度突變的區(qū)域，以免產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致制品破壞。（4）通過控制熔體溫度、模具溫度、注塑壓力和保壓時(shí)間可制得尺寸精度較高的制品。 PC的成型加工與應(yīng)用熱塑性聚酯 簡介： 聚酯是指大分子鏈節(jié)中含有酯基的一類聚合物，主要成分為飽和聚酯和不飽和聚酯兩大類。 飽和聚酯的品種主要有聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯，又稱為熱塑性聚酯或線型聚酯。 不飽和聚酯是重要的熱固性樹脂。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET） PET起初主要生產(chǎn)滌綸，后來用于生產(chǎn)薄膜。 1.PET的結(jié)構(gòu)與性能 PET分子鏈既含有苯環(huán)，也含有酯基，苯環(huán)使分子鏈變得剛硬，酯基使其具有一定的柔性。熔融溫度為257～265℃ 。 剛?cè)嵯酀?jì)的分子結(jié)構(gòu)賦予PET具有較高拉伸強(qiáng)度、良好的耐磨性和耐蠕變性；長期使用溫度為120℃；耐有機(jī)溶劑和油類，不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿侵蝕；具有一定的吸水性和優(yōu)良的氣體阻隔性。 2.PET的三大應(yīng)用：薄膜、飲料瓶、工程制件 聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT） PBT具有良好的成型加工特性和較高的性價(jià)比被廣泛的應(yīng)用。與PET相比，分子鏈柔順性增加，剛性、硬度、Tg、Tm下降，但韌性增加。 1.結(jié)構(gòu)性能特征 （1） 綜合性能優(yōu)異，目前大部分采用玻纖增強(qiáng)。PBT突出的性能是電絕緣性能優(yōu)良，即使在潮濕、高溫、高頻及惡劣環(huán)境中工作，電絕緣性能也不會(huì)降低。 缺點(diǎn)是缺口沖擊強(qiáng)度低，成型收縮率大，不阻燃。 （2）易于成型加工 加工時(shí)熔體溫度低于270 ℃。 2.成型加工與應(yīng)用 PBT應(yīng)用最大方面是電子、電氣行業(yè)，其次是汽車及交通運(yùn)輸業(yè)。HOv紅軟基地

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