東莞大江電子【耐高溫工程塑料匯總:8大類塑料金字塔頂端的材料】
東莞大江電子【耐高溫工程塑料匯總:8大類塑料金字塔頂端的材料】
塑料按長(zhǎng)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。
下面,我們重點(diǎn)介紹工程塑料中,耐熱性能好的一些材料。
工程塑料的長(zhǎng)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(jī)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(jī)械加工性能、耐老化性、尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的電性能。
可以用于替換金屬材料,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(jiàn)的高溫工程塑料分為以下8類:
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(gè)給定長(zhǎng)度的鏈上的酰胺數(shù)目更多,鏈結(jié)構(gòu)更加對(duì)稱,這使得它的結(jié)晶度可以高達(dá)70%,并賦予其非??斓慕Y(jié)晶速度。
PA46的熔點(diǎn)為295℃,未增強(qiáng)的PA46的HDT(熱變形溫度)有160℃,而經(jīng)過(guò)玻纖的增強(qiáng)后,其HDT可高達(dá)290℃ ,長(zhǎng)期使用溫度也有163℃。PA46獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了其它材料無(wú)法達(dá)到的獨(dú)特性能。
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(diǎn)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(qiáng)度也可以保持80%以上,且PPA耐油性很好,即使在高溫下也對(duì)潤(rùn)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。
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(duì)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(qiáng)度、高剛性、高模量、高耐熱、高介電強(qiáng)度的特點(diǎn)。
可以應(yīng)用于超強(qiáng)纖維和增強(qiáng)材料,用于軍事、航空和航天等結(jié)構(gòu)部件。
PPS也是目前中國(guó)國(guó)產(chǎn)化程度最高的特種工程塑料,自給率可以達(dá)到80%以上。
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(qiáng)度高;耐放射性是所有塑料中最好的;氧指數(shù)較高,燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙少且無(wú)毒。
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(diǎn)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℃。
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(diǎn)很高,差不多有300℃到600℃,還有很強(qiáng)的耐化學(xué)性和耐磨損性。近年來(lái)PEKK在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展飛速,比傳統(tǒng)3D打印材料具有更好的性能。
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。
PMMI在1.8MPa的負(fù)荷下熱變形溫度達(dá)360℃,電性能優(yōu)良,可用于特種條件下的精密零件 ,耐高溫自潤(rùn)滑軸承、密封圈、鼓風(fēng)機(jī)葉輪等 ,還可用于與液氨接觸的閥門零件,噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供應(yīng)系統(tǒng)零件。
PEI具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高溫和耐磨性能,熔融流動(dòng)性好,成型收縮率為0.5%~0.7%,可用注射和擠出成型,后處理較容易,還可用焊接法與其他材料結(jié)合,在電子電器、航空、汽車、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
PAI的強(qiáng)度是當(dāng)前非增強(qiáng)塑料中最高的,拉伸強(qiáng)度為190MPa,彎曲強(qiáng)度為250MPa,在1.8MPa負(fù)荷下熱變形溫度高達(dá)274℃。PAI具有良好的耐燒蝕性和高溫、高頻下的電磁性,對(duì)金屬和其他材料有很好的粘接性能,主要用于齒輪 、軸承和復(fù)印機(jī)分離爪等,還可用于飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結(jié)構(gòu)材料。
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(zhǎng)率和抗沖擊性能不如聚碳酸酯。
LCP的機(jī)械性能優(yōu)秀,最大的特點(diǎn)是隨著壁厚的變薄,相對(duì)強(qiáng)度反而增大。LCP擁有較好的熱性能,連續(xù)使用溫度可以達(dá)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(kāi)關(guān)、支架和傳感器等。最廣受研究關(guān)注的是手機(jī)5G天線的應(yīng)用。