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特种工程塑料及其应用
2025-09-27 11:37:02 责编:小OO
文档
特种工程塑料及其应用 特种工程塑料也叫高性能工程塑料是指综合性能更高,长期使用温度在150℃以上的工程塑料,主要用于高科技,军事和宇航、航空等工业。

特种工程塑料主要包括:

聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、含氟聚合物等。

PPS(聚苯硫醚)

英文名称: Polyphenylene sulfide,简称PPS.

中文名称: 聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂

PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时,还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。近年来,国内企业积极研发,并初步形成了一定的生产能力,改变了以往完全依赖进口的状况。但是,中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题,这些将是PPS下一步发展的重点。

特点:

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。

PPS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。

此外,它还具有成型收缩率小(约0.08%),吸水率低(约0.02%),防火性好、耐震动疲乏性好等优点。

比重:1.36克/立方厘米成型收缩率:0.7%成型温度:300-330℃

PPS塑料的物料性能

1、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。

2、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2 60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.

PPS塑料的成型性能

1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。

2.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。

PPS塑料缺点是脆性大、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塑料广泛运用于:

电子方面: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。

国外PPS生产情况

目前全球PPS树脂的生产能力已经超过5万吨/年,成为特种工程塑料的第一大品种和继聚碳、聚酯、聚甲醛、尼龙及聚苯醚等五大工程塑料之后的第六大工程塑料品种。其生产格局是:只有美国、日本和中国掌握PPS树脂的工业化生产制造技术,拥有生产能力和产品。俄罗斯、印度正在积极进行PPS树脂工业化生产的研发。美国雪佛龙菲利普斯公司、吴羽化学工业公司(包括佛特隆公司)和大日本油墨化学工业公司是全球最主要的三大PPS树脂生产商。

在新兴的PPS树脂生产商和产品中,以日本吴羽化学工业公司和其推出的Fortron PPS——第二代线性高分子量PPS树脂(其复合改性料由日本宝理公司生产、销售)的发展最引人注目。该树脂生产工艺先进,产品质量好,性能优,特别是它全面改善了PPS耐冲击性能差、性脆的致命缺点。此外,Fortron PPS可以直接制造纤维和薄膜,加之树脂本色浅,可制成各种色泽鲜艳的制品,因而成为PPS树脂的发展方向并受到广泛欢迎。其生产能力也迅速扩展,与Ryton PPS一道成为PPS树脂的两大主要品牌。

1990年前后,由于国际经济环境的影响,日本PPS厂家的平均开工率只维持在35%的低水平。到1994年,开工率达额定生产能力的60%左右。进入21世纪后,由于市场需求旺盛,开工率明显提高。特别是进入2004年后,尽管原油价格持续上涨导致PPS树脂价格上涨10%,但树脂仍然供不应求,各家公司更是开足马力进行树脂的生产。同时,一些公司纷纷准备扩建生产装置,如雪佛龙菲利普斯、大日本油墨化学工业公司和出光石油化学工业公司更分别提出建设万吨级生产装置的计划。

国际上PPS复合粒料的生产厂商和产品规格、型号众多,其中供应中国的主要以雪佛龙菲利普斯(包括东丽-菲利普斯公司)的Ryton PPS系列、日本宝理公司的Fortron PPS系列以及大日本油墨公司的DIC PPS系列为主。

中国PPS的发展

中国PPS的研究和生产始于上世纪70年代初期,先后有二十多家企业建立了PPS树脂合成中试或生产装置,但是普遍存在技术水平低,工艺不过关的致命弱点。

近年来,国内从事PPS复合材料生产开发的单位较多,如晨光化工研究院、北京市化工研究院、广州化工研究院等在PPS玻纤增强、碳纤维及无机矿物填充增强PPS的成型加工及应用领域、北京玻璃钢研究院在连续纤维增强制备PPS复合板材、中山大学在PPS/碳纤维复合材料研究方面取得较大成绩。但国内的复合粒料生产厂仍然存在产量小,品种单一的问题,大多以通用品种——玻璃纤维增强料及无机物填充改性品种为主。一些高性能或特殊品种的PPS复合粒料与合金目前仅有四川华拓公司、四川大学等少数单位有部分产品销售。

PPS的前景与发展目标

目前中国PPS改性与复合粒料的市场总需求量大于8000吨/年,且增长很快,年需求增长率高达15%-20%。消费的PPS产品型号仍以通用品种0%-40%玻璃纤维增强料为主,应用以电子电器、精密机械为主,在汽车、摩托以及石油、化工领域的消费也在稳步增长。随着中国电子电器、汽车行业的高速发展,PPS的市场前景极为广阔,预计2005年中国PPS粒料的市场需求量将达到10000吨/年。国内外多家厂商和投资者有意介入PPS树脂生产线或者建设新的PPS树脂工业化生产线。中国市场正在形成PPS生产的国内外双重竞争态势,这将有利于PPS在国内的进一步推广以及市场和应用领域的扩展,并开拓国际市场。

预计未来5年内,PPS的需求量还将有年均10%以上的增长率。目前全球PPS生产与需求已趋于紧张,随着社会的发展,汽车和电子工业对PPS的总需求量还将进一步扩大。这给全球的P PS树脂生产商扩大生产提供了机会,同时,也为中国PPS产业带来巨大的机遇。

结合国内外PPS及新材料的发展动向,在发展新型PPS类材料品种,开发PPS新合成方法的基础上还应当着力抓好新型改性料及专用料的研制开发,积极开发新型PPS复合材料改性品种,尽快建立更大的规模化生产装置等。其中,尽快建立5000-8000吨/年级的PPS树脂生产线,是中国PPS发展的当务之急。这是发展中国高性能结构材料所必须的战略举措,对打破国外技术和封锁,满足国民经济以及军工各领域对高性能结构材料的需求意义极为重大。

PSF(聚砜)

聚砜是分子主链中含有链节的热塑性树脂。英文名:Polysalfone(简称PSF或PSU)有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF),聚芳砜和聚醚砜二种。

PSF是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,力学性能优异,刚性大,耐磨、高强度,即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点,其范围为为-100~150℃, 长期使用温度为16 0℃,短期使用温度为 190℃,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩率小, 无毒,耐辐射,耐燃,

有熄性。

在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能。化学稳定性好,除浓、浓硫酸、卤代烃外,能耐一般酸、碱、盐、在酮,酯中溶胀。耐紫外线和耐候性较差。耐疲劳强度差是主要缺点。

PSF成型前要预干燥至水份含量小于0.05%。PSF可进行注塑、模压、挤出、热成型、吹塑等成型加工,熔体粘度高,控制粘度是加工关键,加工后宜进行热处理,消除内应力。可做成精密尺寸制品。

PSF 主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门,制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽,绝缘套管、线圈骨架、接线柱,印刷电路板、轴套、罩、电视系统零件、电容器薄膜,电刷座,碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。PSF还可做防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩,照相器档板,灯具部件、传感器。代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘,咖啡盛器,微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品分配器。卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和实验室器械,还可用于镶牙,粘接强度高,还可做化工设备(泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备,奶制品加工设备、环保控制传染设备。

聚芳砜(PASF)和聚醚砜(PES)耐热性更好,在高温下仍保持优良机械性能。

聚酰亚胺(PI)

概述

聚酰亚胺:英文名Polyimide (简称PI)

聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

分类

聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种。

(1)缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N -甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的,而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺,这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净,同时在聚酰胺酸环化(亚胺化)期间亦有挥发物放出,这就容易在复合材料制品中产生孔隙,难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂,主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。

(2)加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点,为克服这些缺点,相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺,应用时再通过不饱和端基进行聚合。

①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比,性能不差上下,但合成工艺简单,后加工容易,成本低,可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。

②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR (for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合)型聚酰亚胺树脂。R MR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5-降冰片烯-2,3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇(例如甲醇或乙醇)中,为种溶液可直接用于浸渍纤维。

聚酰亚胺的性能

1、全芳香聚酰亚胺按热重分析,其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。

2、聚酰亚胺可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不会脆裂。

3、聚酰亚胺具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为170Mpa以上,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)达到400Mpa。作为工程塑料,弹性膜量通常为3-4Gpa,纤维可达到200Gpa,据理论计算,均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500Gpa,仅次于碳纤维。

4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点,即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达80%-90%。改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃,500 小时水煮。

5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5-3×10-5℃,广成热塑性聚酰亚胺3×10-5℃,联苯型可达10-6℃,个别品种可达10-7℃。

6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能,其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。

7、聚酰亚胺具有良好的介电性能,介电常数为3.4左右,引入氟,或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中,介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3,介电强度为100-300KV/mm,广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm,体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。

8、聚酰亚胺是自熄性聚合物,发烟率低。

9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。

10、聚酰亚胺无毒,可用来制造餐具和医用器具,并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性实验为非溶血性,体外细胞毒性实验为无毒。

合成途径

聚酰亚胺品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。

1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成,这两种单体与众多其他杂环聚合物,如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较,原料来源广,合成也较容易。二酐、二胺品种繁多,不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。

2、聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂,如DMF,DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚,获得可溶的聚酰胺酸,成膜或纺丝后加热至 300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺;也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂,进行化学脱水环化,得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂,如酚类溶剂中加热缩聚,一步获得聚酰亚胺。此外,还可以由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺;也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺,然后再转化为聚酰亚胺。这些方法都为加工带来方便,前者称为PMR法,可以获得低粘度、高固量溶液,在加工时有一个具有低熔体粘度的窗口,特别适用于复合材料的制造;后者则增加了溶解性,在转化的过程中不放出低分子化合物。

3、只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格,不论采用何种缩聚方法,都很容易获得足够高的分子量,加入单元酐或单元胺还可以很容易的对分子量进行。

4、以二酐(或四酸)和二胺缩聚,只要达到一等摩尔比,在真空中热处理,可以将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度的提高,从而给加工和成粉带来方便。

5、很容易在链端或链上引入反应基团形成活性低聚物,从而得到热固性聚酰亚胺。

6、利用聚酰亚胺中的羧基,进行酯化或成盐,引入光敏基团或长链烷基得到双亲聚合物,可以得到光刻胶或用于LB膜的制备。

7、一般的合成聚酰亚胺的过程不产生无机盐,对于绝缘材料的制备特别有利。

8、作为单体的二酐和二胺在高真空下容易升华,因此容易利用气相沉积法在工件,特别是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亚胺薄膜。

聚酰亚胺的应用

由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,在众多的聚合物中,很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面,而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。

1、薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。

2. 涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。

3. 先进复合材料:用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如美国的超音速客机计划所设计的速度为2.4M,飞行时表面温度为177℃,要求使用寿命为60000h,据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料,每架飞机的用量约为30t。

4. 纤维:弹性模量仅次于碳纤维,作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。

5. 泡沫塑料:用作耐高温隔热材料。

6. 工程塑料:有热固性也有热塑型,热塑型可以模压成型也可以用注射成型或传递模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。

7. 胶粘剂:用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。

8. 分离膜:用于各种气体对,如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离,从空气烃类原料气及醇类中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能,在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。

9. 光刻胶:有负性胶和正性胶,分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜,可大大简化加工工序。

10. 在微电子器件中的应用:用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响,还可以对a-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差(soft error)。

11. 液晶显示用的取向排列剂:聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。

12. 电-光材料:用作无源或有源波导材料光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明,以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。

综上所述,不难看出聚酰亚胺之所以可以从60年代、70年代出现的众多的芳杂环聚合物脱颖而出,最终成为一类重要的高分子材料的原因。

聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,英文名Polyimide(简称PI),可分为均苯型PI,可溶性PI,聚酰胺-酰亚胺(PAI)和聚醚亚胺(PEI)四类。

PI是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一,有的品种可长期承受290℃高温短时间承受49 0℃的高温,另外力学性能、耐疲劳性能、难燃性、尺寸稳定性、电性能都好,成型收缩率小,耐油、一般酸和有机溶剂,不耐碱,有优良的耐摩擦,磨耗性能

Pi 电子电器方面均有应用,电子工业上做印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插座等领域。

聚芳酯(PAR)

聚芳酯,英文名称为Polyarylate,简称PAR。是一种耐热性好、使用温度较广,可在-70-+1 80℃下长期使用,阻燃性良好的热塑性工程塑料。

聚芳酯的软化温度与热分解温度(443℃)相差较远,故可方便地采用注射、挤出、吹塑等加热熔融的加工方法。它的机械性能和电性能优异,有突出的耐冲击性(特别是百度较大的制品)各回弹性。对一般有机药品、油脂类稳定,也能耐一般稀酸,但不耐氨水、浓硫酸及碱。易溶于卤代烃及酚类。难燃,耐候性好。

因聚芳酯的耐热性与电性能好,故主要用于耐高温的电气、电子和汽车工业方面的元件和零部件,也常用作医疗器械。它可在溶液中成膜和纺丝,制成薄膜及纤维,前者用于B级(130℃)的电机电器绝缘。后者用作耐高温纤维。可挤出成型抽板材和管材,也可应用于日常生活品方面。

采用玻璃纤维增强以提高聚芳酯的耐热性,用碳纤维改性改进其耐药品性,与聚四氟乙烯共混提高其耐磨耗性,以特殊的列机填充可制得高反射遮光的聚芳酯,使它的应用范围更为扩大。近年来还开发了高屏蔽和高透明的聚芳酯新品种,供不同用途之需。

LCP(液晶聚合物)

一液晶高分子聚合物

液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polyester),简称LCP。是80年代初期发展起来的一种新型高性能工程塑料

一、概述LCP是一类具有杰出性能的新型聚合物。LCP是包含范围很宽的一类材料:

a、溶致性液晶:需要在溶液中加工;

b、热致性液晶:可在熔融状态加工。

最初工业化液晶聚合物是美国DuPont公司开发出来的溶致性聚对亚苯基对苯二甲酰胺(Kevl ar®)。由于这种类型的聚合物只能在溶液中加工,不能熔融,只能用作纤维和涂料。以下内容只包括热致性LCP。

LCP外观:米黄色(也有呈白色的不透明的固体粉末);

LCP密度:1.35-1.45g/cm³。

液晶树脂的耐热性分类(低、中和高耐热型)

类型热变形温度/℃ ASTM分类日本分类牌号举例

低耐热<177 Ⅰ型Ⅲ型 Vectra® A430、Rodrun® LC3000

中耐热

177~243

Ⅱ型

Ⅱ型 Zenite® 6330、Vetra® A130、Novaccurate® E335G30、Sumikasuper&r eg; E7000、Rodrun®LC5000、Ueno LCP®1000

高耐热>243 Ⅲ型Ⅰ型 Xydar® -930、Zenite®6130 Vectra® C130、Ueno LCP®2000、Titan LCP® LG431、Novaccurate® E345G30

高耐热液晶聚合物的代表性质

牌号 Xydar®

G-930 Titan®

LG431 Zenite®

7130 Zenite®

6130 Vectra®

E130i Vectra®

c130

相对密度 1.60 1.63 1.66 1.67 1.61 1.62

拉伸强度/MPa 135 139 145 150 165 159

弯曲强度/MPa 172 170 174 170 221 214

Izod缺口冲击强度/(J/m) 96 299 160 123 208 176

热变形温度(1.82 MPa)/℃ 271 275 2 263 276 255

二、LCP的特性与应用

1、特性

a、LCP具有自增强性:具有异常规整的纤维状结构特点,因而不增强的液晶塑料即可达到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平。如果用玻璃纤维、碳纤维等增强,更远远超过其他工程塑料。

b、液晶聚合物还具有优良的热稳定性、耐热性及耐化学药品性,对大多数塑料存在的蠕变特点,液晶材料可以忽略不计,而且耐磨、减磨性均优异。

c、LCP的耐气候性、耐辐射性良好,具有优异的阻燃性,能熄灭火焰而不再继续进行燃烧。其燃烧等级达到UL94V-0级水平。

d、LCP具有优良的电绝缘性能。其介电强度比一般工程塑料高,耐电弧性良好。在连续使用温度200-300℃,其电性能不受影响。间断使用温度可达316℃左右。

e、LCP具有突出的耐腐蚀性能,LCP制品在浓度为90%酸及浓度为50%碱存在下不会受到侵蚀,对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水,接触后不会被溶解,也不会引起应力开裂。

2、应用

a、电子电气是LCP的主要市场:电子电气的表面装配焊接技术对材料的尺寸稳定性和耐热性有很高的要求(能经受表面装配技术中使用的气相焊接和红外焊接);

b、LCP:印刷电路板、人造卫星电子部件、喷气发动机零件、汽车机械零件、医疗方面;

c、LCP加入高填充剂或合金(PSF/PBT/PA):

作为集成电路封装材料、

代替环氧树脂作线圈骨架的封装材料;

作光纤电缆接头护套和高强度元件;

代替陶瓷作化工用分离塔中的填充材料。

代替玻璃纤维增强的聚砜等塑料(宇航器外部的面板、汽车外装的制动系统)。

三、LCP的注塑工艺

由于改性后的性能和用途级别相差很大,其加工工艺变数也很大,故应相应调整如下范围:

1、干燥:140℃~140~150℃ /5-7Hr

2、注塑温度:260~300~410℃

3、模温:100~100~240℃

四、主要生产公司

①Du Pont、

②Eastman、

③Solvay、

④Ticona、

⑤三菱工程塑料公司、

⑥住友、

⑦宝理塑料(为Ticona和日本大赛珞化学公司的合资公司)、

⑧东丽,

此外还有上野精细化工公司和Unitika公司等。

五、其它了解热致性LCP具有全芳香族聚酯和共聚酯结构。它还具有密集排列的直链聚合物链结构,形成的产品具有良好的单向机械性能特点。良好高温性能(热变形温度为121~355℃)、良好的抗辐射性、抗水解性、耐候性、耐化学药品性、固有的阻燃性、低发烟性、高尺寸稳定性、低吸湿性、极低的线膨胀系数、高冲击强度和刚性(按相同重量比较,LCP的强度大于钢,但刚性只是钢的1 5%)。LCP可以耐酸、溶剂和烃类等化学品,并有较好的阻隔性。

液晶芳香族聚酯在液晶态下由于其大分子链是取向的,它有异常规整的纤维状结构,性能特殊,制品强度很高,并不亚于金属和陶瓷。拉伸强度和弯曲模量可超过10年发展起来的各种热塑性塑料。采用的单体不同,制得的液晶聚酯的性能、加工性和价格也不同。选择的填料不同、填料添加量的不同也都影响它的性能。

二链路控制协议

LCP ,Link Control Protocol(链路控制协议)的简称

是PPP协议的一个子集,在PPP通信中,发送端和接收端通过发送LCP包来确定那些在数据传输中的必要信息。LCP检查链接设备的标识,决定是接受还是拒绝;确定传输中可接收的包字节数;核对双方配置是否匹配,如果不匹配则断开链接。只有在LCP包链接是可用的情况下,数据才能实现网络通信。 LCP负责设备之间链路的创建,维护和终止。

聚醚醚酮(peek)

聚醚醚酮

聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料,与其他特种工程塑料相比具有

诸多显著优势,耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等,在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。

性能优异应用广PEEK树脂最早在航空航天领域获得应用,替代铝和其他金属材料制

造各种飞机零部件。汽车工业中由于PEEK树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能,作为制造发动机内罩的原材料,用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。

PEEK树脂是理想的电绝缘体,在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下,仍能保

持良好的电绝缘性能,因此电子信息领域逐渐成为PEEK树脂第二大应用领域,制造输送超纯水的管道、阀门和泵,在半导体工业中,常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件。作为一种半结晶的工程塑料,PEEK不溶于浓硫酸外的几乎所有溶剂,因而常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。

PEEK树脂还可在134℃下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使其可用于生

产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。PEEK不仅具有质量轻、无毒、耐腐蚀等优点,还是目前与人体骨骼最接近的材料,可与肌体有机结合,所以用PEEK树脂代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。国内生产发展快PEEK树脂是20世纪70 年代末由英国原ICI公司开发的,自问世以来,一直被作为一种重要的战略性国防军工材

料,许多国家均出口。

目前在消毒柜和无线验证系统上,有时会采用peek,相当不锈钢的功效。

PEEK 扎带

聚醚醚酮树脂( Polyether Ether Ketone,简称 PEEK树脂)是由4,4‘-二氟二苯甲酮与对苯二酚在碱金属碳酸盐存在下,以二苯砜作溶剂进行缩合反应制得的一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料。它属耐高温热塑性塑料,具有较高的玻璃化转变温度( 143℃)和熔点( 334℃),负载热变型温度高达316℃( 30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号),可在250℃下长期使用,与其他耐高温塑料如PI、PPS、PTFE、PPO等相比,使用温度上限高出近50℃;PEEK树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性;PEE K树脂在高温下能保持较高的强度,它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右,在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12~13MPa;PEEK树脂的刚性较大,尺寸稳定性较好,线胀系数较小,非常接近于金属铝材料;具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,只有浓硫酸能溶解或者破坏它,它的耐腐蚀性与镍钢相近,同时其自身具有阻燃性,在火焰条件下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强;PEEK树脂的韧性好,对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美;PEEK树脂具有突出的摩擦学特性,耐滑动磨损和微动磨损性能优异,尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数;PEEK树脂易于挤出和注射成型,加工性能优异,成型效率较高。此外,PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能,使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用,开发利用前景十分广阔。

PEEK是Polyetheretherketone的简称,中文名是聚醚醚酮树脂,是一种高端的特种工程塑料。聚醚醚酮 / PEEK

•蠕变量低。

•弹性模量高。

•优异的摩擦性能。

•特别耐磨。

•抵抗各种介质的侵蚀,符合FDA认证,无毒。

•非常优异的耐化学性。

•阻燃。

聚醚醚酮与聚苯硫醚(PPS),聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI), 聚芳酯(PAR),液晶聚合物(LCP)一起被成为5大特种工程塑料。

PEEK板材、棒材:

用纯PEEK原料制造的PEEK板材在所有PEEK板材级别中韧性最好,抗冲击最佳。 PEEK 可以使用最方便的消毒方式进行消毒(蒸汽、干燥热力、乙醇和 Y 射线),并且制造PEEK的原材料成分符合欧盟及美国 FDA 关于食品应性的规定,这些特点使之适在医疗、制药和食品加工业得到非常普遍应用。

PEEK棒材、板材含氟聚合物

含氟纤维

聚合物结构中含有氟原子的特种纤维。目前已工业化生产的都是烯烃类含氟纤维,如聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、三氟氯乙烯-乙烯共聚物及聚偏氟乙烯等纤维。由于碳-氟键的键能(116千卡/克分子)比碳-氢键(99.5千卡/克分子)高,因此聚合物结构中氟原子所取代的氢原子数愈多,纤维的热稳定性和抗氧化性就愈高。此外,氟原子的共价键直径(0.72埃)比氢原子(0.37埃)大,因此可保护碳-碳主链使之免受各种化学药剂的侵蚀,氟取代基愈多,耐腐蚀性愈好。

聚四氟乙烯纤维是含氟纤维中最主要的一个品种,1954年首先由美国工业化生产。四氟乙烯高聚物不溶于一般溶剂,因此不能用溶液纺丝成形,又由于分子刚性大,即使在熔点(327℃)以上温度也不流动,仅形成凝胶状物,粘度约为1011~1013泊,而一般熔纺所允许的熔体粘度小于300 00泊,因此也不能通过熔纺成形。现在工业上用3种方法制造,最早也是最常用的是乳液纺丝法。这种方法最后须将成纤性载体(粘胶或聚乙烯醇)在高温烧结过程中分解掉,使聚四氟乙烯微粒熔结在一起,因此得到的是含有约4%碳化物的棕色纤维,尚须经长时间热处理或酸处理才能制出白色的纤维。产品纤度为几旦至几十旦,强度最高为 2.1~2.2克/旦,比重2.1~2.3。第二种是糊料挤压法。将聚四氟乙烯粉末与某种润滑剂如石蜡烃或石脑油等易挥发物质一起调成糊状物,然后用狭缝式喷丝头挤压纺丝,使润滑剂挥发,再在高温(约250℃)下高度拉伸,得到非均相的白色带条纱。它具有泡沫状结构,比重为1.0~1.6,在高温和张力下烧结后强度可高达4克/旦以上,但一般只能获得50旦以上的粗纤维,可用旋转针辊进一步原纤化而得到网状结构的原纤纱。第三种是薄膜切割法,起始原料为聚四氟乙烯薄膜或致密的烧结圆柱体,切成细带丝后在熔点以上温度凝胶化,再经拉伸和热处理,纤维强度与乳液纺丝法相仿。

聚四氟乙烯纤维具有许多优良的特性,它的耐腐蚀性是现有合成纤维中最高的,连王水也毫无作用。另外,由于它的非粘着性,适于作各种强腐蚀性气体、液体的滤材和密封材料。它的摩擦系

数为0.01~0.05,是现有合成纤维中最低的,约为锦纶的1/6,适用作无油轴承材料。但作为高速轴承填料时,由于其导热性差、热膨胀系数大,摩擦热不易散发,影响轴承寿命。这一弱点可通过在纤维中添加石墨粉来改善。极限氧指数为90~95%,在高氧浓度下难燃,所以使用温度范围极宽,耐气候性好,在户外放置15年而不出现老化现象,适用作宇航服等。纤维的导电率和导热率低,在宽频带范围内有恒定的介电常数和介电损耗,体积电阻系数与表面电阻系数高,是高温高湿下的良好电绝缘和绝热材料。此外,它的耐脆性和耐弯曲磨耗性在合成纤维中也最好,但临界表面张力则最小。缺点是难染色并具有蜡感,静电较大,目前尚无较理想的油剂,因此不适宜作纺织材料。

四氟乙烯与六氟丙烯共聚纤维于1960年首先由美国试生产。它具有与聚四氟乙烯相类似的性能,抗冲击性优良,但耐热性略低些,可通过熔纺成形,产品以棕丝为主。用途主要做强腐蚀性气、液体的滤材、滤网、分馏塔填料和电缆材料等。

聚偏氟乙烯纤维由于聚合物链节中比聚四氟乙烯少两个氟原子,耐溶剂性与耐热性略差些,可溶于丙酮中湿纺成形,纤维的机械强度和介电常数高,耐气候性、耐化学药剂、耐油、耐磨耗和绝缘性好,折射率低,可用作钓鱼丝、滤材、防护服、填料和家庭防燃物等。1960年美国开始工业化生产。

乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维因其结构中增加了乙烯柔性链节,可通过熔纺或薄膜切割法成纤。这种纤维的抗燃性较好,极限氧指数为48~50%,模量比聚偏氟乙烯和四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维高10倍,抗形变性则与锦纶6或涤纶单丝相似,耐化学药剂性接近聚四氟乙烯。可用作滤材、填料、绝缘材料、传送带等。美国自70年代开始工业化生产。

特氟龙

特氟龙介绍

特氟龙英文全称为Polytetrafluoroetylene,简称Teflon、PTFE、F4等。特氟龙高性能特种涂料是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料,英文名称为Teflon,因为发音的缘故,通常又被称

特氟龙分子式图片

之为铁氟龙、铁富龙、特富龙、特氟隆等等(皆为Teflon 的译音)。特氟龙(铁氟龙)涂料是一种独一无二的高性能涂料,结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性,具有其他涂料无法抗衡的综合优势,它应用的灵活性使得它能用于几乎所有形状和大小的产品上。

特氟龙分类

特氟龙分为PTFE、FEP、PFA、ETFE几种基本类型:

·特氟龙PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃连续使用,具有最高使用温度290-300℃,极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的化学稳定性。

·特氟龙FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜,具有卓越的化学稳定性、极好的不粘特性,最高使用温度为200℃。

·特氟龙PFA:PFA(过氟烷基化物)不粘涂料与FEP一样在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜。PFA的优点是具有更高的连续使用温度260℃,更强的刚韧度,特别适合使用在高温条件下防粘和耐化学性使用领域。

·特氟龙ETFE:ETFE是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物,该树脂是最坚韧的氟聚合物,可以形成一层高度耐用的涂层,具有卓越的耐化学性,并可在150℃下连续工作。

特氟龙涂装后具有的特性

烤炉片

1、不粘性:几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。

2、耐热性:特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。短时间可耐高温到300℃,一般在24 0℃~260℃之间可连续使用,具有显著的热稳定性,它可以在冷冻温度下工作而不脆化,在高温下不融化。

3、滑动性:特氟龙涂膜有较低的摩擦系数。负载滑动时摩擦系数产生变化,但数值仅在0.05 -0.15之间。

4、抗湿性:特氟龙涂膜表面不沾水和油质,生产操作时也不易沾溶液,如粘有少量污垢,简单擦拭即可清除。停机时间短,节省工时并能提高工作效率。

5、耐磨损性:在高负载下,具有优良的耐磨性能。在一定的负载下,具备耐磨损和不粘附的双重优点。

6、耐腐蚀性:特氟龙几乎不受药品侵蚀,可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。

铁氟龙广泛应用于耐高温、要求搞粘性的行业。

美国“阿克苏诺贝尔”公司新研究出无害不粘材料,由于是秘方并没有透露具作方法,但是声称绝对安全无害,并且已经在美国顶级厨具calphalon的产品上使用。

氟橡胶

概述

是含有氟原子的合成橡胶,氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性,是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年,随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升,氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。

氟橡胶(fluororubber)是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体,但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出,而且价格昂贵,没有实际工业价值。50年代后期,美国Th iokol公司开发了一种低温性好,耐强氧化剂(N2O4)的二元亚硝基氟橡胶,氟橡胶开始进入实际工业应用。此后,随着技术进步,各种新型氟橡胶不断开发出来。

中国从1958年开始也开发了多种氟橡胶,主要为聚烯烃类氟橡胶,如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶;随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发,逐步推广应用到民用工业部门。

类型

氟橡胶23,国内俗称1号胶,为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。

氟橡胶26,国内俗称2号胶,杜邦牌号VITON A,为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物,综合性能优于1号胶。

氟橡胶246,国内俗称3号胶,杜邦牌号VITON B,为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物,氟含量高于26胶,耐溶剂性能好。

氟橡胶TP,国内俗称四丙胶,旭硝子牌号AFLAS,为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物,耐水蒸汽和耐碱性能优越。

偏氟醚橡胶,杜邦牌号VITON GLT,为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物,低温性能优异。

全氟醚橡胶,杜邦牌号KALREZ,低温性能优异,氟含量高,耐溶剂性能优异。

氟硅橡胶,低温性能优异,具有一定耐溶剂性能。

氟橡胶生产供应商不止杜邦一家,在中国市场上,进口氟橡胶供应商还有美国3M,日本的大金和欧洲的Solvay。

我们自己国产的有3F、晨光、东岳等等。

氟橡胶主要应用于汽车和机动车行业,由于它的耐高温、耐油和耐介质性能优异,主要是做油封和O型圈。

主要性能

化学稳定性佳

氟橡胶具有高度的化学稳定性,是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油,耐无机酸,耐多数的有机、无机溶剂、药品等,仅不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似,且更有独特之处,它耐强氧化性的无机酸如发烟、浓硫酸性能比26型好,在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。

耐高温性优异

氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样,可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用,300℃下短期使用;246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的2 6-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当,其扯断伸长率可保持在100%左右,硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性,在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性,在400℃热空气老化110分钟之后,含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3,强度下降1/2左右,仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在2 00℃下长期使用,250℃下短期使用。

耐老化性能好

氟橡胶具有极好的耐天候老化性能,耐臭氧性能。据报导,DuPont开发的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人满意,在臭氧浓度为0.01%的空气中经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。

真空性能极佳

26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒.厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。

机械性能优良

氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在10~20MPa之间,扯断伸长率在150~350%之间,抗撕裂强度在3~4KN/m之间。23型氟橡胶强力在15.0~25MPa之间,伸长率在200%~600%,抗撕裂强度在2~7MPa之间。一般地,氟橡胶在高温下的压缩永久变形大,但是如果以相同条件比较,如从150℃下的同等时间的压缩永久变形来看,丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大,26型氟橡胶在200℃×24小时下的压缩变形相当于丁橡胶在150℃×24小时的压缩变形。

电性能较好

23型氟橡胶的电性能较好,吸湿性比其他弹性体低,可作为较好的电绝缘材料。26型橡胶可在低频低压下使用。

透气性小

氟橡胶对气体的溶解度比较大,但扩散速度却比较小,所以总体表现出来的透气性也小。据报导,26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和丁基橡胶、丁橡胶相当,比氯丁胶、天然橡胶要好。

低温性能不好氟橡胶的低温性能不好,这是由于其本身的化学结构所致,如23-11型的Tg>0℃。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品的形状(如厚度)对脆性温度影响都比较大,如配方中填料量增加则脆性温度敏感地变坏,制品的厚度增加,脆性混同度也敏感地变坏。

耐辐射性能较差

氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种,26型橡胶辐射作用后表现为交联效应,23型氟橡胶则表现为裂解效应。246型氟橡胶在空气中常温辐射在5×107仑的剂量下性能剧烈变化,在1×107仑条件下硬度增加1~3度,强度下降20%以下,伸长率下降30%~50%,所以一般认为246型氟橡胶可以耐1×107仑,极限为5×107仑。

重点应用

由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药品的特点,已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪仪、机械等工业领域。

典型应用

氟橡胶密封件,用于发动机的密封时,可在200℃~250℃下长期工作,在300并下短期工作,其工作寿命可与发动机返修寿命相同,达1000~5000飞行小时(时间5~10年);用于化学工业时,可密封无机酸(如140℃下的67%的硫酸、70℃的浓盐酸,并℃下30%的),有机溶剂(如氯代烃、苯、高芳烃汽油)及其它有机物(如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等);用于深井采油时,可承受149℃和420个大气压的苛刻工作条件;用于过热蒸汽密封件时,可在1 60~170℃的蒸汽介质中长期工作。在单晶硅的生产中,常用氟橡胶密封件以密封高温(300℃)下的特殊介质—三氯氢硅、四氯化硅、砷化镓、三氯化磷、三氯乙烯以及120℃的盐酸等。

在高真空应用方面,当飞行高度在200~300Km时,气压为133×10-6 Pa(10-6mmHg),氯丁橡胶,丁橡胶、丁基橡胶均可应用;当飞行高度超过3Km时,气压将下降为133×10-7Pa(1 0-7mmHg)以下,在这种高真空中只有氟橡胶能够应用。一般在高真空或超高真空装置系统使用前,需经过高温烘烤处理,26型、246型氟橡胶能承受200℃~250℃高温老化,因此成为高真空设备及宇宙飞行器中最主要的橡胶材料。

用氟橡胶制造的胶管适用于耐高温、耐油及耐特种介质场合,如用作飞机燃料油、液压油、合成双酯类油、高温热空气、热无机及其它特种介质(如氯化烃及其它氯化物)的输送、导引等。用氟橡胶制成的电线电缆屈挠性好,且有良好的绝缘性。氟橡胶制作的玻璃纤维胶布,能耐300℃的高温和耐化学腐蚀。芳纶布涂氟胶后,可以制作石油化工厂耐高温、耐酸碱类储罐间的连接伸缩管(两端可有金属法兰连接),可承受高压力、高温度和介质腐蚀,并对两罐的变形伸缩起缓冲减震连接作用。尼龙布涂氟胶后制成的胶布密封袋,作为炼油厂的内浮顶贮罐用软密封件,起到密封、减少油液面的挥发损失等作用。

23型、四丙型氟橡胶主要用作耐酸、耐特殊化学品的腐蚀性密封场合。羟基亚硝基氟橡胶主要用作防护制品和密封制品,以溶液形式作为不燃性涂料,应用于防火电子元件及纯氧中工作的部件。其溶液和液体橡胶可用喷涂、浇注等方法制造许多制品,如宇宙服、手套、管带、球等。也可用作玻璃、金属”濑性体、织物的胶粘剂,制造海绵及接触火箭推进剂(N2O4)的垫圈、“O”型圈、胶囊、阀尹畴各类密封件等。

G型系列氟橡胶制作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡胶无法达到的耐高温蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烃汽油的性能;GLT型氟橡胶、氯化磷橡胶、全氟醚橡胶等更具有宽广的使用温度范围,低温柔软性、弹性密封性等。全氟醚橡胶还具有突出的耐介质腐蚀性,在军工尖端技术中得到广泛应用。

用氟橡胶制成的密封剂—腻子,耐燃料油性能突出,可在200℃左右的油中使用,被用作飞机整体油箱的密封材料。用氟橡胶制得的闭孔海绵,具有耐酸、耐油、宽广使用温度范围和良好的绝缘性,可用作火箭燃料、溶剂、液压油、润滑油及油膏的密封和火箭、导弹的减震材料,耐温达2 04℃,浸渍氟胶乳液的石棉纤维布,可制成石棉胶板,用于耐高温、耐燃烧和耐化学腐蚀性的场合。

汽车工业

近年来,随着汽车工业飞速发展,汽车发动机室的温度增高,改性燃料和强腐蚀性发动机燃油的使用日益普遍,氟橡胶比以往更为广泛地用于汽车的密封材料。

为了提高汽车发动机的功率,节约燃料,保证汽车行驶的安全性,新的燃料喷射系统出现。在此系统中,汽车从油箱流入发动机,然后又返回油箱循环流动,汽油与氧混合会产生氢过氧化物。含有引氢过氧化物的汽油称为“酸性汽油”,它能使多种烃类橡胶软化或硬化。而氟橡胶不会因接触酸性汽油而产生劣化变质。

世界各国每年都制订新的环境保规。汽车的总烃排出量受到日益严格的,汽车工业越来越难满足这方面的要求。在美国,汽车必须经SHED(密封箱蒸发量测定)试验合格。氟橡胶对烃类的渗透有极优良的阻隔性(表1),在燃油胶管结构中覆以氟橡胶层,即可减少烃的渗透量。

汽车燃料系统的制品,必须在-40℃~150℃的温度范围功能正常。但是氟橡胶随含氟量的增加耐低温性能劣化(玻璃化温度上升),为了制造在-40℃下性能正常的制品,需要对耐寒性差的氟橡胶产品进行改进。如今,全氟醚橡胶已经开发上市,有效地改善了氟橡胶的低温性能,但目前因价格问题还难以大量推广。

汽车行业都密切关注燃料的甲醇化,都急切地开展可能适应任何燃料的FFV(Flexible Fuel Vehicle)的研究,橡胶零件的FFV化尤为迫切。甲醇与汽油混合时,氟橡胶的体积溶胀约为10%左右。但单就甲醇而言,由于氟含量不同,氟橡胶的体积溶胀差别就很大。氟含量高时几乎不发生溶胀,但随着氟含量的降低,在低温区域下的溶胀就变大,尤其在氟含量为66%的情况下体积溶胀将显着增大。这可认为是由于低温下氢键产生的甲醇结合体与氟含量为66%的聚合物的SP值接近所致。

从某种意义上讲,氟橡胶也是随时代的进步与发展而成长的产物。尽管这些材料价格较高,但以其优良的耐磨性、耐油性及其可靠性等,具有较高的实用价值,因此,其用量在逐渐上升也不足为奇。氟化物的开发还有很大的潜力和可能性,期待今后能开发出使用价值更高的氟聚合物。

全氟橡胶

由三个或更多氟橡胶单体聚合而成,单体上所有的氢原子的位置被氟原子取代。其具有杰出的抗高温硬化的性能,又兼具橡胶的弹性和聚四氟乙烯的耐腐蚀性。在-20F-615F范围里,全氟醚

o形圈(密封件),拉长度和密封性都很好。无论是遇到温度、压力、化学腐蚀或者上述所有的相关情况,的产品都能提供相应的解决难题的方案。全氟醚o形圈(密封件)能耐绝大多数化学品的腐蚀,包括有机酸、无机酸、碱、酮类、醇类、醛类和燃料。因此,全氟o形圈(密封件)能长期服役于大多数化学和石化流程中。在其它橡胶会膨胀或失效的介质中。o形圈(密封件)不会膨胀或变得易碎,依然保持原有的品质。o形圈安装方便,比金属密封件更能适应不正确的安装,不

会造成磨损。它与聚四氟乙烯密封件也不一样,不会出现“冷流性”或者磨损轴。

总之,全氟橡胶的特点:

一、高温;

二、耐强腐蚀;

三、超洁净度

应用领域:

一、化学流程和石油炼化:该密封产品用于机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上。通常用作阀座、阀杆的填料,隔膜和垫片。

二、分析和流程上的仪器:隔板、隔膜、柱形配件、箍、垫片等。

三、半导造

四、食品和制药

五、航空和航天领域

四氟

是四氟乙烯的聚合物。英文缩写为PTFE。聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和

有机溶剂的,它本身对人没有毒性,但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。

聚四氟乙烯相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较氢稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。温度低于19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。

虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4、4×1 0-3和9×10-2。可见,聚四氟乙烯可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等,所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。

力学性能它的摩擦系数极小,仅为聚乙烯的1/5,这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低,所以聚四氟乙烯具有不粘性。

聚四氟乙烯在-196~260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能,全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。

耐化学腐蚀和耐候性除熔融的碱金属外,聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。例如在浓硫酸、、盐酸,甚至在王水中煮沸,其重量及性能均无变化,也几乎不溶于所有的溶剂,只在300℃以上稍溶于全烷烃(约0.1g/100g)。聚四氟乙烯不吸潮,不燃,对氧、紫外线均极稳定,所以具有优异的耐候性。

电性能聚四氟乙烯在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低,而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高。

耐辐射性能聚四氟乙烯的耐辐射性能较差(104拉德),受高能辐射后引起降解,高分子的电性能和力学性能均明显下降。

聚合聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2压力下进行,可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂,例如全氟辛酸或其盐类。

应用聚四氟乙烯可采用压缩或挤出加工成型;也可制成水分散液,用于涂层、浸渍或制成纤维。聚四氟乙烯在原子能、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、食品等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料,绝缘材料,防粘涂层等。http://hi.baidu.com/senfa 化学性质

绝缘性:不受环境及频率的影响,体积电阻可达1018欧姆•厘米,介质损耗小,击穿电压高。

耐高低温性:对温度的影响变化不大,温域范围广,可使用温度-190~260℃。

自润滑性:具有塑料中最小的摩擦系数,是理想的无油润滑材料。

表面不粘性:已知的固体材料都不能粘附在表面上,是一种表面能最小的固体材料。

耐大气老化性,耐辐照性能和较低的渗透性:长期暴露于大气中,表面及性能保持不变。

不燃性:限氧指数在90以下。

物理性质

聚四氟乙烯的机械性质较软。具有非常低的表面能。

四氟乙烷

概述

R-134a制冷剂,别名R134a、HFC134a、HFC-134a、四氟乙烷,商品名称有SUVA 134a、Genetron 134a、KLEA 134a等,中文名称四氟乙烷,英文名称1,1,1,2-tetrafluoroethane,化学名1,1,1,2-- 四氟乙烷,分子式CH2FCF3。由于R-134a属于HFC类物质(非ODS物质Ozone-depleting Substances)——因此完全不破坏臭氧层,是当前世界绝大多数国家认可并推荐使用的环保制冷剂,也是目前主流的环保制冷剂,广泛用于新制冷空调设备上的初装和维修过程中的再添加。

主要用途

R-134a作为使用最广泛的中低温环保制冷剂,由于HFC-134a 良好的综合性能,使其成为一种非常有效和安全的CFC-12的替代品,主要应用于在使用 R-12(R12、氟利昂12、F-12、CFC -12、Freon 12、二氯二氟甲烷)制冷剂的多数领域,包括:冰箱、冷柜、饮水机、汽车空调、空调、除湿机、冷库、商业制冷、冰水机、冰淇淋机、冷冻冷凝机组等制冷设备中,同时还可应用于气雾推进剂、医用气雾剂、杀虫药抛射剂、聚合物(塑料)物理发泡剂,以及镁合金保护气体等。

虽然R134a制冷剂是新装制冷设备上替代氟利昂R12最普遍的选择,但是由于R134a与R1 2物化性能、理论循环性能以及压缩机用油等均不相同,因此对于初装为R12制冷剂的制冷设备的售后维修,如果需要再添加或更换制冷剂,仍然只能添加R12,通常不能直接以R134a替代R12(也就是说通常不可以进行换血式的替换)。

物化性质

冷媒名称R-134a

分子量102.0

沸点(1atm),℃-26.2

临界温度,℃101.1

临界压力,kPa 4070

饱和蒸气压(25℃),kPa 661.9

汽化热/蒸发潜热(沸点下,1atm),kJ/kg 216

破坏臭氧潜能值(ODP) 0

全球变暖潜能值(GWP,100 yr) 1300

ASHRAE安全级别 A1(无毒不可燃)

稳定性实验数据(与金属材料和冷冻油)冷冻油矿物油矿物油UCONRO-W-6602

(a)美孚Mobil EALArctic 3

2(b)

Castrol IcematicSW 10

0(b)

粘度cSt(40℃)30.7 125 134 29.4 108.8 制冷剂R12 R12 R134a R134a R134a

评价:纯油

油/制冷剂

铝——

4

2

3

2

——

4

2

3

2

粘度变化

%纯净

%带有制冷剂

N

D

N

D

N

D

N

D

<1

-12.7

-3.1

-36.2

4.3

-27.1

分解产物分析

HFC-134a(p pm)

氟化物(ppm)

N

D

N

D

N

D

42

<7

<0.7

<3

——

<0.3

<7

(a)——聚二醇冷冻油;(b)——聚酯冷冻油;ND——不确定

稳定性评价:0——最佳;3——不合格;5——结焦

冷媒包装

一次性铁罐包装:300克/支,30支/箱;一次性钢瓶包装:13.6kg/瓶;可重复使用钢瓶包装(需回收包装钢瓶):400kg/瓶,800kg/瓶。

储存、运输

R-134a制冷剂钢瓶为带压容器,储存时应远离火种、热源、避免阳光直接曝晒,通常储放于阴凉、干燥和通风的仓库内;搬运时应轻装、轻卸,防止钢瓶以及阀门等附件破损。

配套使用冷冻机油

通常与R-134a制冷剂配用的冷冻机油有:Emkarate RL32H、RL68H 、RL100H、RL170H、RL220H、ICEMATIC系列、SOLEST系列等;在不同设备、不同应用场所最终使用何种冷冻油,应遵照冷冻压缩机和制冷(空调)设备厂商的建议、或根据该制冷压缩机、制冷设备使用的具体情况来确定使用同等设计要求的冷冻机润滑油,即选用对等的冷冻机油(广州中冷贸易有限公司专业提供各种品牌各种类型压缩机的冷冻机油使用参考、对照)。

聚氟乙烯

ETFE又俗称为聚氟乙烯

ETFE(F-40)氟塑料来源于美国杜邦公司和日本旭硝子公司,主要应用于防腐蚀衬里。该材料具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性,同时又有对金属特有的较强粘着特性,克服了聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺陷,加之其平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数,使ETFE(F-40)成为和金属的理想复合材料,具有极优良的耐负压特性。

ETFE膜材料介绍

ETFE的中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm,是一种透明膜材。 2008年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆中将采用这种膜材料。

ETFE膜材常做成气垫应用于膜结构中。最早的ETFE工程已有20余年的历史,而最著名的要数英国的伊甸园了。

ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料,多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物(ETFE)制成,其特有抗粘着表面使其具有高抗污,易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。

ETFE膜使用寿命至少为25-35年,是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构,也可根据特殊工程的几何和气候条件,增大膜跨距。膜长度以易安装为标准,一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。

ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准,燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻,每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。

根据位置和表面印刷的情况,ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射,以保证建筑内部自然光线。通过表面印刷,该材料的半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数,其K值可高达2.0W/m2K。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。

由于其优秀品质,ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查(一年一次为宜),并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统,更换过滤装置。

ETFE膜完全为可再循环利用材料,可再次利用生产新的膜材料,或者分离杂质后生产其它E TFE产品。

国家奥林匹克游泳馆水立方就是用ETFE膜制成的。下载本文

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