工程塑料培訓(xùn)課件

工程塑料培訓(xùn)課件工程塑料Contents工程塑料1聚碳酸酯2聚酰胺3什么是工程塑料？

工程塑料英文名為：engineering-plastics，是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚砜等。

生活中的工程材料工程塑料的發(fā)展1931年，杜邦公司的卡羅澤斯開 發(fā)尼龍66，成為最先開工業(yè)化的 工程塑料。1942年，德國人開發(fā)了尼龍6的工 業(yè)技術(shù)，并作為纖維開發(fā)應(yīng)用。1961年，中國開發(fā)PA1010。1972年，杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術(shù)。尼龍目前是工程塑料中產(chǎn)量最大的品種工程塑料的發(fā)展1953年，拜耳公司首次獲得聚碳酸酯（PC）。1958年，拜耳公司以熔融酯交換法進行PC的中規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。1960年，美國通用公司半工業(yè)化投產(chǎn)我國在1958年著手研發(fā)，1965年工業(yè)化建廠80年代后，PC的應(yīng)用需求迅速示增長，80年代的增長速度接近13%，90年代保持在8~9%工程塑料的狀況

從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料以來，半個世紀的發(fā)展，在市場競爭中成長壯大，在2000年，全世界工程塑料產(chǎn)量已超過500萬t，還以每年7~9%的速度遞增。雖然僅占全部塑料的2~3%，但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。工程塑料的狀況工程塑料的分類按聚合物結(jié)構(gòu)單元和重復(fù)單元特征分類 可分為聚酯，聚芳雜環(huán)化合物，聚酰氨，聚醚和含氟塑料五類按長期連續(xù)使用溫度來劃分 通用工程塑料：聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚苯醚和熱塑性聚酯。 特種工程塑料：聚酰亞胺，聚砜，聚苯硫醚，聚醚，聚苯酯，聚芳酯等等。工程塑料的主要特性工程塑料的主要特性：質(zhì)量輕、相對密度小 工程塑料的相對密度一般在1.0~2.0之間，遠低于金屬，可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料，減輕自重，用于航空飛行器、車輛等領(lǐng)域。工程塑料的主要特性較高的比強度：

用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強，可以大大提高抗張強度，拉伸強度與相對密度的比值一般在1500-1700，甚到高達4000（鋼1600，鋁1500）突出的耐磨和自潤滑性能

用工程塑料作摩擦零件，與耐磨金屬合金相對，磨耗量低于1：5。氟塑料更佳工程塑料的主要特性優(yōu)良的機械性能

在較寬的溫度范圍內(nèi)，許多工程塑料，尤其是增強的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。優(yōu)良的電絕緣性

幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性，可以躋身優(yōu)良絕緣材料行列工程塑料的主要特性化學(xué)穩(wěn)定性

對酸、堿和一般有機溶劑都有很好的抗腐蝕性。較好的制件尺寸穩(wěn)定性有較高的耐熱性

一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強時，UL長期連續(xù)使用溫度都超過100℃，特種工程塑料的指標一般都超過150℃工程塑料的主要特性優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能

工程塑料作為運動零部件使用時，沒有金屬撞擊的噪聲，有優(yōu)良的吸震消聲性能。對于有磨粒存在的條件下，可以埋沒異物，不像金屬之前可能會咬死或刮傷。工程塑料的主要特性良好的加工性能

工程塑料可以在較低的溫度下（通常400℃以下），采用注塑、擠出、吹塑等方法進行加工，制品可采用機械方法再加工，尺寸穩(wěn)定，成品的互換性強，模具費用低，與加工金屬相對，可節(jié)省能耗50%左右，而且縮短工時，成品率高。聚酰胺（尼龍）Nylon什么是聚酰胺

聚酰胺，又稱尼龍(Nylon),是一種人造多聚物、纖維、塑料，發(fā)明于1935年，發(fā)明者為美國威爾明頓杜邦公司的華萊士·卡羅瑟斯，最早的尼龍制品是尼龍制的牙刷的刷子,今天，尼龍纖維是多種人造纖維的原材料，硬的尼龍被用在建筑業(yè)中。

世界上第一種完全人造的纖維脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能力學(xué)性能 典型的強而韌聚合物，綜合力性能優(yōu)于一般的通用塑料。測試環(huán)境和條件（溫濕度，加載速率）對力學(xué)性能影響大（水分有增塑作用）。具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結(jié)晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能熱性能

PA是半結(jié)晶聚合物，結(jié)晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結(jié)晶度聚合度。具有良好的柔性，玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點。電性能

極性的酰胺基團，影響其電絕緣性。室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時候，電絕緣性減小。同時，溫度升高，也會使電絕緣性降低脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能光學(xué)性能

大多數(shù)結(jié)晶脂肪族PA超過2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時為半透明。加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結(jié)晶度、球晶數(shù)量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區(qū)增加。脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能耐化學(xué)性能

具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，由于其高的內(nèi)聚能和結(jié)晶性，使其不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類），耐許多化學(xué)藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響。對鹽水、細菌和霉菌都很穩(wěn)定。常溫下，溶于強極性的溶劑（硫酸、甲酸等）其他性能

室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長時間保持性能不變。具有相對優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會使PA發(fā)脆，力學(xué)性能下降，表面產(chǎn)生變化。具有自燃性，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈咀寰埘０返募庸づc應(yīng)用PA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要的是注塑和擠出成形。令外，PA吸水率高。應(yīng)該在成形前對樹脂進行干燥。PA的應(yīng)用極其廣泛機械設(shè)務(wù)：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等汽車工業(yè)：主要采用玻纖增強PA，用在皮帶輪、吸附罐、刮水器等等電子電器：機罩、集成線路板、旋扭、電器線圈化工設(shè)備：耐腐耐油管道、輸油管、過濾器建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等等半芳香聚酰胺的產(chǎn)品均聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品透明尼龍尼龍MXD6尼龍6T尼龍9T尼龍12T共聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品德國（BASF）半芳香族共聚酰胺模塑料日本（三井化學(xué)）半芳香族共聚酰胺日本（可東麗）PA9M-T法國（埃勒夫阿托）高度耐化學(xué)試劑的透明尼龍中國（鄭州大學(xué)）尼龍12T/12I半芳香族的應(yīng)用主要應(yīng)用于以下幾個方面：電氣電子工業(yè)：作為SMT（surfaceMountTechnology）基板。汽車工業(yè)：制作軸承支架、傳動齒輪等纖維工業(yè)：可望作為衣料及工業(yè)用纖維材料聚碳酸酯Polycarbonate(PC)生活中的聚碳酸酯聚碳酸酯的性能

聚碳酸酯是透明的無色或微黃色強韌固體，透明性僅次于PMMA和PS，透光率可達89%，無味、無毒，著色性好，可制成各種色彩鮮艷的制品。熱性能

良好的耐熱性和耐寒性：熱變形溫度高達130oC,且受負荷大小影響不大，可在-100~130oC長期使用 較好的熱導(dǎo)率及比熱容：塑料中居中等水平，但與金屬材料相比，仍不失為良好的絕熱材料。聚碳酸酯的性能力學(xué)性能

典型的強韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能，能在廣闊的溫度范圍內(nèi)保持較高的機械強度。其突出的特點是具有優(yōu)異的抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性，但耐疲勞性和耐磨性較差，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂?？谷渥冃院?，使PC尺寸穩(wěn)定性非常好。沖擊強度比PS高18倍，比HDPE高7~8倍，是ABS的2倍，可與玻璃鋼相比聚碳酸酯的性能光學(xué)性能及耐旋光性

通常呈非晶結(jié)構(gòu)，無色透明，具有良好透光性。但材料表面硬度較低，耐磨性也不太好，表面容易磨毛而影響其透光率。PC對紅外光、可見光和紫外光等低能長波光線一般都有良好的穩(wěn)定性。電性能 弱極性聚合物，使其電性能低于PE、PS等非極性塑料，但也不失為電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的電性能。聚碳酸酯的性能耐化學(xué)試劑及耐溶劑性

聚碳酸酯是無定形聚合物，它的內(nèi)聚能在塑料中居中等水平，具有一定的抗化學(xué)腐蝕能力和耐溶劑性。聚碳酸酯的加工及應(yīng)用注塑成形

PC最重要的成形方法，制品廣泛用于汽車、建筑、紡織、醫(yī)療器械等各種領(lǐng)域。產(chǎn)中主要以設(shè)備零部件為主，也用于光盤，光安帽，防護玻璃等。擠出成形

擠出制品主要用于絕緣材料、防震玻璃以及二次加工和冷加工原料。中空吹塑

生產(chǎn)熱水杯、包裝容器等中空制品。聚醚類工程塑料分子主鏈上含有醚鍵（—O—）和硫醚鍵（—S—）的聚合物統(tǒng)稱聚醚塑料;結(jié)構(gòu)通式,;本章分別介紹聚甲醛（POM),聚苯醚（PPO),改性聚苯醚。聚甲醛的物理力學(xué)性能均聚甲醛的力學(xué)強度略高10~20%聚甲醛的化學(xué)性能弱極性結(jié)晶聚合物；內(nèi)聚能密度高；溶解度參數(shù)大;如：聚甲醛低的吸水率（0.20~0.27%），使在潮濕環(huán)境仍保持尺寸和形狀的穩(wěn)定性。耐非極性溶劑，但不耐強酸和強氧化劑，酚類，有機鹵化物及強極性有機溶劑。聚甲醛的改性玻璃纖維增強聚甲醛

聚甲醛的成型工藝性1.聚甲醛結(jié)晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y(jié)晶型凝固體的體積收縮率大約17%，因此采用保壓補料方式防止收縮。2.聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超過250oC，熔體在料筒中停留時間不宜過長。在保證物料充分塑化條件下應(yīng)盡量降低溫度，并采用提高注射壓力和速度增加熔料沖模能力。聚甲醛的成型工藝性3.聚甲醛熔體凝固速率快，會造成沖模困難，制品表面褶皺，毛斑等，因此模溫宜控制在80~130oC來消除。4.聚甲醛吸濕性小，一般可不干燥，也可在110oC下干燥2h。5.聚甲醛加工時應(yīng)選用突變螺桿，噴嘴宜用直通式，模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為流線型，澆口盡可能大.聚甲醛的應(yīng)用聚甲醛（耐有機溶劑，耐磨，抗蠕變，耐疲勞等）聚酯（PET）常用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯（PET），它是由對苯二甲酸與乙二醇進行縮聚反應(yīng)制得的，也是生產(chǎn)滌綸纖維的原料。這種聚酯具有耐熱性和良好的耐磨性，而且有一定強度和優(yōu)良的不透氣性。聚對苯二甲酸乙二酯制成的雙向拉伸薄膜廣泛用于錄音帶、電影及照相軟片等。雙向拉伸吹塑制品的瓶子，由于透明及二氧化碳不易透過，常用作碳酸飲料的容器。聚苯醚（PPO）聚苯醚是本世紀60年代發(fā)展起來的高強度工程塑料，它有很高的機械強度和抗蠕變性能；電性能優(yōu)異，耐高溫于120℃，且在很寬的溫度范圍