五大工程塑料要点.docx
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五大工程塑料要点.docx
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五大工程塑料要点
工程塑料
一、工程塑料是指一类可以作为结构材料,在较宽的温度范围内承受机械应力,在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料,有良好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能,可以作为工程结构件的塑料。
工程塑料的性能特点主要是:
(1)与通用塑料相比,具有优良的耐热和耐寒性能,在广泛的温度范围内机械性能优良,适宜作为结构材料使用;
(2)耐腐蚀性良好,受环境影响较小,有良好的耐久性;
(3)与金属材料相比,容易加工,生产效率高,并可简化程序,节省费用;
(4)有良好的尺寸稳定性和电绝缘性;
(5)重量轻,比强度高,并具有突出的减摩、耐磨性。
二、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)与PPS(聚亚苯基硫醚)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)、PA(聚酰胺,尼龙)等共称为五大泛用工程塑料。
1、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯):
【一般设计厚度1.5-4】
特点:
PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。
具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但介电损耗大。
耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。
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,成型前需预干燥,水分含量要降至0.02%。
PBT(增强、改性PBT)主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、共混工业。
如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈,显像管和电位器支架,伴音输出变压器骨架,适配器骨架,开关接插件、电风扇、电冰箱、洗衣机电机端盖、轴套.
10%玻纤增强、20%玻纤增强、30%玻纤增强、阻燃、矿物填充、玻矿混合、耐高温、玻纤防火、耐水解、润滑剂添加、热稳定剂添加、耐紫外线、食品级、导热级、高流动。
⒈优良的机械性能,机械强度高,耐疲劳性和尺寸稳定好。
蠕变也小,这些性能在高温条件下也极少有变化。
⒉生产PBT所消耗的能量是工程塑料中最低的的,这对于世界范围内能源紧缺的情况下,具有十分重要的意义。
⒊耐热老化性优异,增强后的UL温度指数达到120~140℃,此外,户外长期老化性也很好。
⒋耐溶剂好,无应力开裂。
⒌PBT易于阻燃,可达UL94V-0级,由于与阻燃剂亲和性能好,所以容易开发反应型或添加型的阻燃品级。
阻燃产品在电子电器工业中获得广泛应用。
⒍PBT遇水易分解,在高温、高湿环境下使用需谨慎。
⒎优良的电气性能,体积电阻率及介电强度高,耐电弧性优良,吸湿性极小,在潮湿及高温环境下,也能保持电性能稳定,是制造电子、电器零件的理想材料。
⒏易成型加工和二次加工,易用普通设备注塑或挤塑。
由于结晶速度快,流动性好,模具温度也比其他工程材料要求低,在加工薄壁制件时仅需几秒钟,对大部件也只需40-60s即可。
物理特性
PBT是最坚韧的工程热塑材料之一,它是半结晶材料,有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。
这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。
PBT吸湿特性很弱。
非增强型PBT的张力强度为50MPa,玻璃添加剂型的PBT张力强度为170MPa。
玻璃添加剂过多将导致材料变脆。
PBT的结晶很迅速,这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。
对于有玻璃添加剂类型的材料,流程方向的收缩率可以减小,但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。
一般材料收缩率在1.5%~2.8%之间。
含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%~1.6%之间。
熔点(225℃)和高温变形温度都比PET材料要低。
维卡软化温度大约为170℃。
玻璃化转换温度(glasstrasitiotemperature)在22℃到43℃之间。
由于PBT的结晶速度很高,因此它的粘性很低,塑件加工的周期时间一般也较低。
应用范围
家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等)。
2、PPS(聚亚苯基硫醚):
聚苯硫醚英文简写为PPS,是一种新型高性能热塑性树脂,具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。
在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。
特点:
pps具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。
PS是工程塑料中耐热性最好的品种之一,热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯,流动性仅次于尼龙。
电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆,跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。
有优良的阻燃性,为不燃塑料。
强度一般,刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯、汽油等有机溶剂.长期使用温度可达260度,在400度的空气或氮气中保持稳定。
通过加玻璃纤维或其它增强材料改性后,可以使冲击强度大为提高,耐热性和其它机械性能也有所提高,密度增加到1.6-1.9,成型收缩率较小到0.15-0.25%适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.
此外,它还具有成型收缩率小(约1.4%),吸水率低(约0.02%),防火性好、耐震动疲乏性好等优点。
流动性介于ABS和PC之间,凝固快,收缩小,易分解,选用较高的注射压力和注射速度。
模温取100-150度。
主流道锥度应大,流道应短。
脆性大、韧性差,耐冲击强度低,经过改良以后,可以获得十分优异的综合性能,市场出售的产品均为其改良的产品。
pps为一种白色粉末,平均分子量为0.4-0.5万,密度为1.3-1.8克每立方厘米,pps有十分优异的热性能。
用玻纤增强后的热性能指标更高,它的最高连续使用温度达400度,pps的热稳定性优良,加热至500度时重量损失不明显,至700度时才会完全降解,它的力学性能随温度的升高下降很少,在232度经5000h的热老化后,其抗弯强度和抗拉强度还能保持50%以上。
pps的抗拉强度、抗弯强度等性能在工程塑料中属中等水平,而伸长率和冲击强度却很低,因此在受力构件中使用pps通常加入添加剂,如玻纤、碳纤、填料等来增强其力学性能,pps通过这种改性后,主要力学性能,如抗拉性能、抗弯性能、压缩和冲击强度均有大幅度提高,伸长率却有下降,改性后的pps能在长期负荷和热负荷的作用下保持高的力学性能和尺寸稳定性,因而可应用于温度高的受力环境中。
pps的介电常数很小,介电损耗相当低,表面电阻率和体积电阻率对频率、温度、湿度的变化不敏感,是优良的电绝缘材料,它的耐电狐时间也较长,pps的化学稳定性相当好,除了受强氧化酸,如浓硫酸、浓硝酸和王水的侵蚀外,它不受绝大多数酸碱盐的侵蚀,具有接近于PTFE的化学稳定性。
在低于175度时不溶于任何已知的有机溶剂,pps与一般有机溶剂接触时不会出现塑件开裂现象。
流动性好,易成型,成型时几乎没有缩孔凹斑。
与各种无机填料有良好的亲和性。
增强改性后可提高其物理机械机械性能和耐热性(热变形温度),增强材料有玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、金属纤维等,以玻璃纤维为主。
无机填充料有滑石、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、二硫化钼等玻纤增强PPS具有优异的热稳定性、耐磨性、抗蠕变性、在宽范围(温度、湿度、频率)内有极佳的机械性能和电性能,介电量数小、介电损耗低。
作为耐高温,防腐涂料,涂层可以在180℃下长期使用;电子电器工业上作连接器,绝缘隔板,端子,开关;机械和粘密机械在做泵、齿轮、活塞环贮槽、叶片阀件,钟表零部件,照相机部件;汽车工业上汽化器。
分配器部件,电子电气组等零件,批气阀气,传感器部伯件;家电部件有磁带录相机结构部件、品体二极管、各种零件;另个还用于宇航、航空工业,耐热性能优异其熔点超过280℃,热变形温度超过260℃,长期使用温度为220-240℃。
pps由于分子链是由苯环和硫原子交替排列组成,本身具有阻燃作用,无须加入阻燃剂就可以达到UL-94-VO级水平。
它的极限氧指数可达44%-53%,与pvc相近,是一种自熄性塑料,pps对紫外线、射线等也很稳定,在照射时不会表面发粘或分解的现象。
pps的主要不足是韧性较差,冲击强度较低,熔体粘度不够稳定等。
1、应用领域:
电子方面:
电视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱,电动机的起动线圈、叶片,电刷托架及转子绝缘部件,接触开关,继电器,电熨斗,吹风机,灯头,暖风机,F级薄膜等。
汽车工业:
适用于排气再循环阀及水泵叶轮,及汽化器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感部件等。
机械工业:
用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件,导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。
化工领域:
用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。
工程塑料:
制造汽车零部件、防腐涂层、电器绝缘材料等。
环保领域:
PPS纤维滤料,应用于冶炼、化工、建材、火电、垃圾焚烧炉、燃煤锅炉等行业高温恶劣的工况条件,是一种优质高效耐高温滤料。
餐具领域:
用于制作筷子,勺子,碗盘等餐具。
3、PC(聚碳酸酯):
1、化学性质:
聚碳酸酯耐弱酸,耐弱碱,耐中性油。
聚碳酸酯不耐紫外光,不耐强碱。
PC是一种线型碳酸聚酯,分子中碳酸基团与另一些基团交替排列,这些基团可以是芳香族,可以是脂肪族,也可两者皆有。
双酚A型PC是最重要的工业产品。
PC是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物,有很好的光学性。
PC高分子量树脂有很高的韧性,悬臂梁缺口冲击强度为600~900J/m,未填充牌号的热变形温度大约为130°C,玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。
PC的弯曲模量可达2400MPa以上,树脂可加工制成大的刚性制品。
低于100°C时,在负载下的蠕变率很低。
PC耐水解性差,不能用于重复经受高压蒸汽的制品。
PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性,耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。
和其他树脂一样,PC容易受某些有机溶剂的浸浊。
PC材料具有阻燃性,耐磨。
抗氧化性。
3、主要功能
a、机械性能:
强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化);
b、耐热老化性:
增强后的UL温度指数达120~140℃(户外长期老化性也很好);
c、耐溶剂性:
无应力开裂;
d、对水稳定性:
高温下遇水易分解(高温高湿环境下使用需谨慎);
e、电气性能:
1、绝缘性能:
优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料);
2、介电系数:
3.0-3.2;
3、耐电弧性:
120s;
f、成型加工性:
普通设备注塑或挤塑。
应用
PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。
PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。
PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器,PC树脂用于汽车照相系统,仪表盘系统和内装饰系统,用作前灯罩,带加强筋汽车前后档板,反光镜框,门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置,电话线路支架下通讯电缆的连接件,电闸盒、电话总机、配电盘元件,继电器外壳,PC可做低载荷零件,用于家用电器马达、真空吸尘器,洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄,各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。
PC是光盘储存介质理想的材料。
PC瓶(容器)透明、重量轻、抗冲性好,耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤,作为可回收利用
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