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耐高温塑料材料共15页
耐高温塑料材料
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三句半一:
科普:
五类耐高温的工程塑料!
耐高温工程塑料是一类由于它本身的特殊结构,从而在高温条件下,仍能保持它自已具有较高机械性能的塑料; 一般有如下几类:
PPO、PPS、PSF、改性PSF、聚芳砜、聚芳脂。
这类材料中,它们的结构中都有一个高刚性的苯环,同时又具有难氧化的氧基,硫基,砜基,这种组合,附于它们耐高温和高刚性。
PPO
PPO(聚苯醚polyphenyleneoxide)是一种琥珀色透明材料,比重与水相近,为。
1、燃烧特征
难燃,离火后熄灭,火焰呈浓浓黑烟,塑料熔融时发出花果臭。
2、最大优点
具有热塑料性塑料中最高的玻璃化温度210℃,因此,它的耐高温性能是非常高的;
PPO具有高温下沸水蒸煮的能力,不变形,不分解。
PPO硬而韧,抗蠕变性能高。
它的表面硬度比PAPOMPC高,蠕变性比这三种材料低;在较低的温度下-135℃下仍具有很好的延伸性;尺寸稳定
PPO可以金属化处理,即可以电度或真空镀膜
PPO的介电性能优良,在很宽的频率,温度,湿度下,都能保持恒定。
3、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。
PPO流动性差,难加工
4、用途
由于以上的优点,PPO最适用于在潮湿的而有载荷的情况下,即需要优良的介电性能,又要有较高的机械性能,并且尺寸稳定的场合:
如调谐片,微波绝缘等。
水处理设备,水蒸馏设备,水泵的零件耐蒸煮器材,如:
医疗器械,食品材料,高刚度,高强度的电器外壳及其它零件,它是比PC更高级的外壳材料
5、注塑性能
PPO是结晶性塑料,有明显的熔点,217℃时熔化,但它的粘度大,难以有效的流动,360℃时就分解;一般加工温度为280℃--340℃;PPO吸水,在有水分的情况下,能引起分解,需要烘干,可以用140℃烘干2-4小时即可。
另外,NORYL是PPO的改性产品,与PPO相比,它的机械性能下降很多,但也可以与PC相比,可以代替
PPS
PPS(聚苯硫醚polyphenylenesulfide)本色是一种白色材料,它结晶度高,硬而脆,热稳定性优良,可呈热固性塑料的高耐性的特征。
纯净的PPS不能注塑,因为它粘度太大,不易流动,注塑用的PPS都经过改性,加过很多填料和改性剂,也就是说注塑用的PPS是改性PPS。
1、燃烧特征
不燃,离火后熄灭。
但相互敲打时,发出金属般的“叮当”声。
2、最大优点
在较高的温度下,能耐任何溶剂的腐蚀;
PPS抗蠕变性能高,其它机械性能也比较高;
PPS在高温下,也能保持它的机械性能和尺寸;
PPS的介电性能优良,在很宽的频率,温度,湿度下,都能保持恒定。
3、缺点
PPS流动性差,难加工
4、用途
由于以上的优点,PPS最适用于在高温和潮湿的而有载荷的情况下,做隔热,防腐和绝缘材料
5、注塑性能
PPS是结晶性塑料,有明显的熔点,280℃时熔化,但它的粘度大,难以有效的流动,400℃时就分解;一般加工温度为300℃--340℃;PPO吸水,在有水分的情况下,能引起分解,需要烘干,可以用140℃烘干2-4小时即可
PSF
PSF是一种微带琥珀色透明材料(也有的PSF是象牙色的不透明材料),比重中等,为。
1、燃烧特征
难燃,离火后熄灭,火焰呈黄褐色烟雾,塑料燃烧熔融而同时发出橡胶的焦味。
2、最大优点
具有突出的耐高温和耐低温性能;在150℃时,仍能保持它的机械强度的80%,在-100℃时,也能保持它的机械强度的75%;
PSF有突出抗蠕变性能,这使它各种机械强度保持的持久;
PSF具有突出的高温介电性能,在190℃高温下,在水中,在湿气中,仍能保持介电性能;
PSF具有突出的耐幅射能力;
PSF可以金属化处理,即可以电度或真空镀膜
3、缺点
PSF在不会发生水解,但在高温和及载荷的情况下,水会促使它出现应力开裂
PSF流动性差,难加工
4、用途
由于以上的优点,PSF最适用于制造具有精密公差,刚性,热稳定性及良好电绝缘性能的电气和电子元件。
PSF最适用于制造需要具备热性能,耐化学性,持久性,刚性之零件
PSF在低温下不易水解,也可以用来制造低温水处理设备的零件,水泵的零件,水阀,洗衣机配件,它是比PC更高级的高刚性的外壳材料
5、注塑性能
PSF的注塑温度高280-320,改性PSF与PC注塑条件类似;烘料温度与PC类似。
聚芳酯
聚芳酯是一种透明材料。
1、燃烧特征
能燃,离火后自熄。
燃烧时能产生少量无毒烟雾。
代表牌号为:
U-100
2、最大优点
聚芳酯未经玻纤增强即有优良的耐热性。
聚芳酯不加阻燃剂就能自熄,燃烧时产生产量烟雾,但无毒,符合安全规格。
聚芳酯热胀系数小,蠕变量小,吸湿性小,聚芳酯耐酸和油类。
3、缺点
聚酯不耐碱和有机溶剂
4、用途
由于以上的优点,聚芳酯最适合做家用电器
5、注塑性能
聚芳酯加工前必须干燥,干燥条件是在100℃-120℃的温度下,干燥4-6小时,注塑成型温度为330℃-350℃
聚芳砜
1、燃烧特征
聚芳砜是一种透明材料,聚芳砜比聚砜稍重。
它的代表是:
Astrel360。
2、最大优点
耐热性高得多,热变形温度和连续使用要比PSF高100℃左右。
聚芳砜的机械强度与聚砜相仿。
3、缺点
聚芳砜流动性差,难加工
4、用途
由于以上的优点,做超耐高温材料使用。
5、注塑性能
聚芳砜是加工温度为320℃--410℃;模具温度232℃-260℃;它吸湿性较大,吸水,在加工前必须进行干燥,干燥条件为:
260℃烘干2-4小时即可
二:
塑料耐热性指标及分类——必懂常识
与金属、陶瓷、玻璃等传统材料相比,塑料的缺点之一为耐热性不高,这往往限制了其在高温场合的使用。
在塑料材料中,不同品种塑料的耐热性能不同;有的耐热很低、有的则较高。
耐热类塑料一般是指热变形温度在200℃以上的一类塑料制品。
衡量塑料制品耐热性能好坏的指标有热变形温度、马丁耐热温度和维卡软化点三种,其中以热变形温度最为常用。
同一种塑料上述三种耐热性指标的关系如下:
维卡软化点>热变形温度>马丁耐热温度
按塑料的耐热性大小将塑料分成如下四类:
01低耐热类塑料热变形温度小于100℃的一类树脂
具体品种有:
PE、PS、PVC、PET、PBT、ABS及PMMA等。
02中耐热类塑料热变形温度在100~200℃之间的一类树脂
具体品种有:
PP、PVF、PVDC、PSF、PPO及PC等。
03高耐热类塑料热变形温度在200~300℃之间一类树脂
具体品种有:
聚苯硫醚(PPS)的热变形温度可达240℃,氯化聚醚的热变形温度可达2l0℃,聚芳砜(PAR)的热变形温度可达280℃,PEEK的热变形温度可达230℃,POB的热变形温度可达260~300C,可熔PI的热变形温度为270~280℃、氨基塑料的热变形温度为240℃,EP的热变形温度可达230℃,PF的热变形温度可达200℃。
04
超高耐热类塑料热变形温度大于300℃的一类树脂
其种类很少,具体有:
聚苯酯的热变形温度可达310℃、聚苯并咪唑(PBI)的热变形温度可达435℃、不熔PI的热变形温度可达360℃。
那么最耐高温的是哪种?
聚苯并咪唑PBI长期工作温度可达310℃,短期使用温度可达500℃,聚苯并咪唑PBI是目前最耐高温的塑料之一,但是价格也是塑料里价格最高的,而且加工有难度。
因此,最耐高温的塑料是聚苯并咪唑PBI。
其次,最耐高温的塑料应该是聚酰亚胺PI,长期工作温度可达290℃左右,短期可达480℃,可以在-240℃的环境下工作。
其它耐高温材料
聚酰胺酰亚胺PAI(又称TORLON),也是一种热固性的塑料,长期工作温度可达250℃,耐低温性能也同样出色,TORLON同时具有优异的耐磨性能和抗冲击性能。
聚醚醚酮PEEK,长期工作温度可达160℃,短期工作温度可达260℃,增强牌号耐高温性能更佳。
聚醚酰亚胺PEI,长期工作温度可达170℃,短期工作温度可达200℃。
聚苯硫醚PPS长期工作温度可达220℃,短期工作温度可达260℃。
聚偏二氟乙烯PVDF长期工作温度可达150℃,短期工作温度可达160,同时具有优良的耐腐蚀性能,并且具有较高的机械强度和刚性。
聚四氟乙烯PTFE长期工作温度可达260℃,短期工作温度为280℃,具有优异的耐腐蚀性能,俗称“塑料王”。
还具有极低的摩擦系数。
聚砜PSU长期工作温度150℃,短期工作温度可达180℃,聚砜PSU还有很好的综合电性能。
PES性能与PSU类似,工作温度更高,长期工作温度180℃,短期220℃。
尼龙46,长期工作温度可达135℃,具有优异的韧性和良好的耐化学性。
三:
塑料制品标识不同材质不同标识为5更耐高温
在生活的各个角落,几乎都有塑料制品的身影——喝水用的杯子,吃饭用的碗、盘子,还有各种各样的塑料包装袋、保鲜膜等等。
有细心的观众就发现了,一些塑料制品底部会有这样一个标志:
一个带箭头的三角形,三角形里面有一个数字——塑料制品上为什么要印这个标识、这个标识里面的数字又代表着什么含义、怎样使用塑料制品才是最安全的呢?
董金狮,主要从事环保能源和塑料制品的研究与开发,担任北京环境科学学会副秘书长、国际食品包装协会常务副会长兼秘书长、北京环保餐具联合组织秘书长等职。
董金狮告诉我们,三角形代表可回收利用,数字代表材质。
塑料种类很多,有100多种,这个标志就像是每个塑料容器的小小身份证,它们的制作材料不同,使用上也存在不同。
董金狮告诉我们,标有数字1到6的塑料包装制品,经常用来包装或者盛放食物。
数字1经常出现在各种矿泉水瓶,饮料瓶上;数字2常见于超市的购物袋、食品袋上。
数字3和4可以在一些保鲜膜上找到;标有数字5的塑料包装制品比较多见,可以在微波炉里加热的塑料饭盒,和一些塑料水杯上都会看到这个标志;数字6常见于一些一次性水杯上。
董金狮说,与标志为6的塑料制品相比,标志为5的聚丙烯塑料制品,里面含的添加剂更少,在高温下更稳定。
如果是用开水沏茶的话,为了减少有害物质的析出,还是用标志为5的、软一些的塑料水杯更安全。
标志为6的硬塑料杯,可以盛放冷饮,最好不要用来泡茶,而且不能装强酸或者强碱性的物质,比如橙汁,因为在这种条件下,它会分解出对人体有害的聚苯乙烯。
标识为5的塑料叫做聚丙烯,这种制品可以耐130℃高温,是可以放进微波炉高温加热的,许多塑料饭盒都是采用这种材质制成。
但是用这样的饭盒热饭热菜是不是就可以高枕无忧了呢?
把一定量的食用油倒入塑料饭盒,然后盖上盖子,放进微波炉里高火加热,在油温110摄氏度左右时,塑料饭盒一切正常,油温达到140摄氏度左右时,餐盒已经变软。
董金狮说,塑料变软,说明材料里面一些有害的低分子物质已经开始融化到油里。
明明写着可以放进微波炉加热的饭盒怎么也会变软熔化呢?
原因就在于食用油在用微波炉加热的情况下,油温最高可以达到近200摄氏度。
而且油量越大,温度升高的越快。
所以像水煮鱼,红烧茄子之类油大的剩菜,最好不要用塑料饭盒在微波炉里加热。
在加热其它的菜时,要注意,加热时把盖子打开,加热时间不要过长,避免油温过高,有害物质析出。
至于餐馆里打包用的一次性饭盒,也有不同的标志。
标志为6的白色不透明发泡餐盒,在高温下会溶化,是国家早已明令禁止使用的。
标志同样是6,按上去咔嚓咔嚓作响的餐盒,是一般用来包装糕点用的,同样不能用于打包热的菜肴。
标志为5的一次性餐盒,使用起来才比较安全,但是在放进微波炉加热时仍然要小心。
董金狮说,一些微波炉餐盒,盒体以05号PP制造,但盒盖却以06聚苯乙烯制造,所以不能与盒体一并放进微波炉,为保险起见,容器放入微波炉前,要先把盖子取下。
至于我们常见的各种矿泉水瓶,碳酸饮料瓶,一般的标志为1,代表着聚对苯二甲酸乙二醇酯,带有这个标志的塑料制品最好是常温下一次性使用。
标志为1的饮料瓶只能耐热摄氏70度,不能盛放开水,不宜长期放置在车里。
同样是矿泉水瓶,这种大包装矿泉水瓶的标志为2,代表高密度聚乙烯。
目前超市和商场中使用的塑料购物袋大多也是此种材质制成,它要比标志为1的塑料制品更耐高温一些。
保鲜膜也是我们生活中经常用来包装食品的塑料制品,如果是包装食品,选择标志为4的PE保鲜膜更安全。
董金狮说,PE保鲜膜在使用上更安全,但是最好也不要用微波炉加热,因为饭菜的油会使有毒物质析出,女孩子用保鲜膜减肥也是不安全的。
同样是保鲜膜,标识为3的是PVC,标识为4的是PE,虽然黏度、透明度和拉伸性都不如PVC,但标识为4的PE更安全。
董金狮提醒消费者,所有这些塑料制品中,标识为5的塑料制品耐热性好,可以在微波炉中高温加热,其他的塑料制品在使用都要小心。
和陶瓷、玻璃、金属等材质相比较,塑料并不算耐高温的,所以建议您尽量避免用塑料制品加热食物,也不要长期用塑料制品存放油脂类的东西。
如果塑料制品是用来盛放食物的,那最好选择没有颜色的。
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