塑料按長期使用溫度分類,可分為通用塑料、工程塑料和高溫工程塑料,其中高溫塑料又被稱為耐熱塑料、高性能塑料、特種工程塑料等。
通用塑料長期使用溫度在100℃以下。通常包括PE、PP、PS、PVC、ABS。通用塑料是我們?nèi)粘J褂昧孔畲蟮囊活愃芰希ǔS米靼b、日用品、玩具等。
工程塑料的長期使用溫度在100℃至150℃左右。五大工程塑料包括PA、POM、PBT、PC和PPO。通常應(yīng)用于機械零件、汽車、電器電子等領(lǐng)域。
高溫工程塑料的使用溫度在150℃以上,這類材料除了較高的耐熱性和阻燃性外,通常還具有卓越的機械加工性能、耐老化性、尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的電性能??梢杂糜谔鎿Q金屬材料,廣泛應(yīng)用于電子電器、航空航天、醫(yī)療器材、汽車、軍事領(lǐng)域。是塑料金字塔頂端的材料。
常見的高溫工程塑料可分為以下8類
NO.01
高溫尼龍
高溫尼龍分為三類:
1、脂肪族尼龍——PA46
PA46是由丁二胺和己二酸縮聚而成的脂肪族聚酰胺,比起PA6和 PA66,PA46的每個給定長度的鏈上的酰胺數(shù)目更多,鏈結(jié)構(gòu)更加對稱,這使得它的結(jié)晶度可以高達70%,并賦予其非??斓慕Y(jié)晶速度。
PA46的熔點為295℃,未增強的PA46的HDT(熱變形溫度)有160℃,而經(jīng)過玻纖的增強后,其HDT可高達290℃ ,長期使用溫度也有163℃。PA46獨特的結(jié)構(gòu)賦予了其它材料無法達到的獨特性能
PA46主要應(yīng)用于電子、航空航天、汽車。
2、半芳香尼龍——PPA
PPA由含苯環(huán)的二元酸和脂肪族二胺縮聚而成,其熔點介于310-325℃之間,熱變形溫度介于280-290℃。主要品種有PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等。
相比普通的PA66,PPA的吸水率很低,即使在冷水中浸泡幾年,其拉伸強度也可以保持80%以上,且PPA耐油性很好,即使在高溫下也對潤滑油、燃油有極高的抗性。PPA還具有極佳的尺寸穩(wěn)定性和耐候性。
常用于汽車、電器電子、機械工業(yè)、日用品領(lǐng)域。
連接器
3、全芳香尼龍——PARA
PARA是由杜邦發(fā)明的,其中最著名的是Nomex(聚間苯二甲酰間苯二甲胺又叫芳綸1313)和Kevlar(全對位聚芳酰胺又叫芳綸1414)。
這類材料主要用于制備高性能纖維和片材,制成的纖維具有高強度、高剛性、高模量、高耐熱、高介電強度的特點。
可以應(yīng)用于超強纖維和增強材料,用于軍事、航空和航天等結(jié)構(gòu)部件。
索爾維PARA應(yīng)用于一次性手術(shù)器具
NO.02
聚苯硫醚(PPS)
聚苯硫醚(PPS)是近年來發(fā)展最快、用量最大的特種工程塑料,具有優(yōu)異的耐高溫性、耐化學(xué)性、耐候性、阻燃性、以及電性能,尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、機械行業(yè)、石油化工、制藥業(yè)、輕工業(yè)以及軍工、航空航天、5G通信等領(lǐng)域,是應(yīng)用最廣泛的特種工程塑料。
全球聚苯硫醚(PPS)主要企業(yè)產(chǎn)能超過20萬噸。主要供應(yīng)產(chǎn)品索爾維Ryton PPS。
NO.03
聚芳醚酮(PAEK)類
聚芳醚酮(PAEK),是主鏈由亞苯基環(huán)通過醚鍵、酮鍵連接而成的聚合物,按照醚基、酮基數(shù)量和順序不同可分為聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮 醚酮酮(PEKEKK)等。
1、PEEK(聚醚醚酮)
PEEK是一種綜合性能優(yōu)良的特種工程塑料。其耐熱性、耐水性、耐溶劑性、電絕緣性優(yōu)異;疲勞強度高;耐放射性是所有塑料中最好的;氧指數(shù)較高,燃燒時產(chǎn)生的煙少且無毒。
PEEK人造骨骼
2、PEK(聚醚酮)
PEK由于其分子結(jié)構(gòu)中的醚鍵和酮基的比例低于PEEK,因而其熔點和玻璃化溫度均高于PEEK ,耐熱性優(yōu)于PEEK,連續(xù)使用溫度為250℃。
3、PEKK(聚醚酮酮)
PEKK中文名叫聚醚酮酮,是一種高性能材料。這種材料熔點很高,差不多有300℃到600℃,還有很強的耐化學(xué)性和耐磨損性。近年來PEKK在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用進展飛速,比傳統(tǒng)3D打印材料具有更好的性能。全球主要PEKK(聚醚酮酮)主要產(chǎn)品供應(yīng)威格斯 VICTREX PEEK。
PEKK應(yīng)用于3D打印
NO.04
聚酰亞胺(PI)類
聚酰亞胺(PI)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 ,是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一,能耐受極端溫度,熱分解溫度高達600℃,在-269℃的液氦中不會脆裂。此外還擁有極佳的機械性能、耐酸堿性能、生物相容性和電性能。
聚酰亞胺工程塑料可分為既有熱固性也有熱塑性,可分為聚均苯四甲酰亞胺 (PMMI) 、聚醚酰亞胺 (PEI) 、聚酰胺一酰亞胺 (PAI)等,在不同領(lǐng)域有著各自的用途。
NO.05
聚砜(PSU)類
PSU是略帶琥珀色、非晶型透明或半透明聚合物,其力學(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℃。
聚砜有普通雙酚A型PSU(即通常所說的PSU)、聚苯砜和聚醚砜。
NO.06
聚芳酯(PAR)
聚芳酯(PAR)是主鏈上含有苯環(huán)和酯鍵的熱塑性樹脂。PAR具有良好的透光率(接近90%)、韌性、耐熱性、彈性回復(fù)、耐候性和阻燃性能,連續(xù)使用溫度最高達到170℃。主要用于精密器件、汽車、醫(yī)療、食品及日用品。
PAR結(jié)構(gòu)與PC相似,其性能大體一樣,可共用模具成型,但PAR的主鏈上芳環(huán)密度高,使得PAR耐熱性比PC更好,熱變形溫度比PC高20~40℃,且耐紫外線性、耐蠕變性優(yōu)異。但斷裂伸長率和抗沖擊性能不如聚碳酸酯。
NO.07
液晶聚合物(LCP)
LCP中文名稱為液晶化合物,所謂“液晶”就是在熔融狀態(tài)既擁有液體的流動性,又保持晶體的分子有序排列狀態(tài)的物質(zhì)。
LCP的機械性能優(yōu)秀,最大的特點是隨著壁厚的變薄,相對強度反而增大。LCP擁有較好的熱性能,連續(xù)使用溫度可以達到200℃-300℃。
LCP的介電常數(shù)和介電損耗很小,因此被應(yīng)用于電子器件上,如連接器、插槽、開關(guān)、支架和傳感器等。最廣受研究關(guān)注的是手機5G天線的應(yīng)用。
NO.08
氟塑料類
氟塑料(Fluoroplastie)指用氟樹脂制成的塑料。主要品種有聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚全氟乙丙烯(FEP),聚偏氟乙烯(PVDF)等。使用溫度在150℃-260℃之間。