1、第六章第六章 通用工程塑料通用工程塑料工程塑料的特点是：工程塑料的特点是：工程塑料具有更高的力学强度，能工程塑料具有更高的力学强度，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有较高的尺寸稳定性，可在境条件，具有较高的尺寸稳定性，可在工程中作为结构材料，广泛应用于机械、工程中作为结构材料，广泛应用于机械、电子、汽车及航天航空等领域。电子、汽车及航天航空等领域。工程塑料中开发利用最早的品种是工程塑料中开发利用最早的品种是聚酰胺，在聚酰胺，在2020世纪世纪4040年代主要用作纤维，年代主要用作纤维，5050年代后期逐渐用作工程塑料。年代后期逐渐用作工程塑料。第
2、一节第一节 聚酰胺聚酰胺一、聚酰胺的一、聚酰胺的合成与命名合成与命名 聚酰胺（聚酰胺（PA，俗称尼龙）是指大分子链结俗称尼龙）是指大分子链结构单元中含有酰胺基的一类聚合物的总称。构单元中含有酰胺基的一类聚合物的总称。CNOH1、由氨基酸或相应的内酰胺合成聚酰胺由氨基酸或相应的内酰胺合成聚酰胺 这类聚酰胺的通式中这类聚酰胺的通式中X为氨基酸或内酰胺分为氨基酸或内酰胺分子中的碳原子数，称为聚酰胺子中的碳原子数，称为聚酰胺x（PA-x）或尼或尼龙龙x。该类该类PA中最常用的是聚己内酰胺，它是中最常用的是聚己内酰胺，它是己内酰胺开环缩聚的产物，称为聚酰胺己内酰胺开环缩聚的产物，称为聚酰胺6（PA-6）
3、或尼龙或尼龙6。NHCH2CO()x-1 n什么是氨基酸？什么是氨基酸？什么内酰胺？什么内酰胺？NH(CH2)CO+H2OH2N(CH2)5COOH2、由二元胺和二元酸缩聚成聚酰胺、由二元胺和二元酸缩聚成聚酰胺 这类聚酰胺的结构通式中含有这类聚酰胺的结构通式中含有X和和Y两个两个数字数字，其中，其中X表示二元胺中的碳原子数，表示二元胺中的碳原子数，Y表表示二元酸中的碳原子数，称为聚酰胺示二元酸中的碳原子数，称为聚酰胺XY（PA-XY），），如由己二胺和己二酸合成的聚如由己二胺和己二酸合成的聚酰胺称为聚酰胺酰胺称为聚酰胺66或或PA-66，由癸二胺和癸二由癸二胺和癸二酸合成的聚酰胺称为聚酰胺酸合
4、成的聚酰胺称为聚酰胺1010或或PA-1010。()xNHCH2CO nNHCO()Y-2CH2什么是二元胺？什么是二元胺？什么二元酸？什么二元酸？HOOC(CH2)4COOH+H2N(CH2)6NH2-OOC(CH2)4COO-H3+N(CH2)6NH3+3、由多种二元胺、二元酸或内酰胺、由多种二元胺、二元酸或内酰胺 进行共缩聚制得聚酰胺进行共缩聚制得聚酰胺 PA的共缩聚常指在内酰胺或氨基酸进行的的共缩聚常指在内酰胺或氨基酸进行的均缩聚中加入第二种单体，以及在二元胺和均缩聚中加入第二种单体，以及在二元胺和二元酸进行的混缩聚中加入第三种单体的聚二元酸进行的混缩聚中加入第三种单体的聚合反应。如尼
5、龙合反应。如尼龙-66/6（60：40），表示由），表示由60%的的66和和40%的己内酰胺所制得；尼龙的己内酰胺所制得；尼龙-66/610（50：50），表示由等质量的），表示由等质量的66和和610所得。所得。上述共缩聚的产物称为共聚尼龙，具有独上述共缩聚的产物称为共聚尼龙，具有独特的性能。特的性能。共聚尼龙共聚尼龙:破坏了尼龙原有的结构，失去结晶破坏了尼龙原有的结构，失去结晶能力，材料具有较好的韧性，是耐磨能力，材料具有较好的韧性，是耐磨的弹性材料。的弹性材料。二、聚酰胺的结构特征二、聚酰胺的结构特征 1 1聚酰胺的分子结构聚酰胺的分子结构 （1）PAPA分子链上具有极性酰胺基（分子链上
6、具有极性酰胺基（CONHCONH），），大分子链之间形成氢键，使大分子链之间形成氢键，使PAPA分分子间的作用力增大，是子间的作用力增大，是典型典型的极性高聚物，的极性高聚物，具有较高的力学强度。具有较高的力学强度。（2 2）PAPA分子链的酰胺基之间嵌有非极性的分子链的酰胺基之间嵌有非极性的亚甲基结构，极性和非极性共存的结构使亚甲基结构，极性和非极性共存的结构使PAPA宏观上表出坚而韧的性质。宏观上表出坚而韧的性质。（3）PA虽常用塑料中最易吸水的塑料品种虽常用塑料中最易吸水的塑料品种 酰胺基是亲水基团，因而酰胺基是亲水基团，因而PAPA的吸湿性大，的吸湿性大，其吸水率随分子结构中酰胺基的密
7、度增加而其吸水率随分子结构中酰胺基的密度增加而增大增大。*吸水后发生尺寸变化，降低制品尺吸水后发生尺寸变化，降低制品尺 寸稳定性；寸稳定性；*力学性能对吸水率有较大依赖性；力学性能对吸水率有较大依赖性；*吸水给成型加工带来困难。吸水给成型加工带来困难。（2 2）共聚尼龙共聚尼龙因分子链规整性和氢键遭因分子链规整性和氢键遭到较大程度的破坏，结晶能力大大下降，结到较大程度的破坏，结晶能力大大下降，结晶度低，具有较好的韧性和透明性。晶度低，具有较好的韧性和透明性。PAPA大分子链中极性的酰胺基团空间排列大分子链中极性的酰胺基团空间排列规整，分子间作用力强，因而具有较高的规整，分子间作用力强，因而具有
8、较高的结晶能力。结晶进一步提高了其强度。结晶能力。结晶进一步提高了其强度。2 2聚酰胺的结晶性聚酰胺的结晶性 （1 1）PAPA是典型的结晶塑料品种，结晶度是典型的结晶塑料品种，结晶度35%35%左右。左右。3相对分子质量相对分子质量 PA相对分子质量不高，一般不超过相对分子质量不高，一般不超过5万，万，常用的常用的PA品种在品种在1.5 3万。万。增加增加PA的相对分子质量可提高其力学强的相对分子质量可提高其力学强度、耐热性和尺寸稳定性。但过高的相对分度、耐热性和尺寸稳定性。但过高的相对分子质量会使其合成较困难。子质量会使其合成较困难。尽管尽管PA的相对分子质量不高，但仍具有的相对分子质量不
9、高，但仍具有工程塑料的优良性能。？工程塑料的优良性能。？由于大分子间能形成氢键和结晶由于大分子间能形成氢键和结晶三、聚酰胺的主要性能三、聚酰胺的主要性能 1、物理性能物理性能（1）PA无毒、无味、不霉烂，外观为半透无毒、无味、不霉烂，外观为半透明或不透明的乳白色或淡黄色结晶粒料。密明或不透明的乳白色或淡黄色结晶粒料。密度一般在度一般在1.021.36g/cm3之间。之间。（2）不易燃烧，离火自熄，燃烧时伴有角）不易燃烧，离火自熄，燃烧时伴有角质燃烧的味道。质燃烧的味道。（3）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品）易吸水，是常用塑料中最易吸水的品种，随着链节中碳原子数的增加，密度和吸种，随着链节中碳
10、原子数的增加，密度和吸水率下降。水率下降。？2力学性能力学性能 （1）PA是典型的硬而韧聚合物，综合性是典型的硬而韧聚合物，综合性能优于前面介绍的各种通用塑料，是最早能优于前面介绍的各种通用塑料，是最早使用的工程塑料品种。使用的工程塑料品种。几种几种PAPA的综合力学性能见表的综合力学性能见表6-16-1。（2）不同品种的）不同品种的PA力学性能有较大差异，力学性能有较大差异，这主要取决于大分子链中这主要取决于大分子链中酰胺基团的含量。酰胺基团的含量。如何比较如何比较PA66与与PA1010及及PA6与与PA12的力学强度？的力学强度？其中尤以其中尤以PA-1010的耐磨性最佳。它的密的耐磨性
11、最佳。它的密度约为铜的度约为铜的1/7，而耐磨性却是铜的，而耐磨性却是铜的8倍。各种倍。各种PA的摩擦系数差别不大，通常在的摩擦系数差别不大，通常在0.10.3之间。之间。因而因而PA是生产耐磨塑料零件的常用材料。是生产耐磨塑料零件的常用材料。添加二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末等，添加二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯粉末等，可进一步提高可进一步提高PAPA的耐磨性。的耐磨性。（3 3）优良的耐磨性是优良的耐磨性是PA力学性能的一力学性能的一个显著特点，且具有自润滑性。个显著特点，且具有自润滑性。（4）PA具有良好的耐疲劳性，在具有良好的耐疲劳性，在1240MPa交变循环应力作用下的疲劳寿命达交变循环
12、应力作用下的疲劳寿命达l07次，与铸铁和铝合金等金属材料相当，次，与铸铁和铝合金等金属材料相当，显示了适宜于制做承受循环载荷部件的特显示了适宜于制做承受循环载荷部件的特性。性。若用玻璃纤维增强可以有效地改善其耐若用玻璃纤维增强可以有效地改善其耐疲劳性，增强疲劳性，增强PA的疲劳强度约为未增强的疲劳强度约为未增强PA的的2.5倍。见倍。见表表6-3 6-3。3 3热性能热性能 （1）PA的熔融温度范围窄，具有的熔融温度范围窄，具有较明晰的熔点，通常在较明晰的熔点，通常在180280。？。？（2）长期使用温度却不高，一般不超）长期使用温度却不高，一般不超过过100，温度过高易产生氧化，温度过高易产
13、生氧化。PA66的熔点约为的熔点约为260PA6约为约为220 PA9约为约为PA1010约为约为1801754、耐侯性耐侯性 PA PA的耐侯性一般。通常加入炭黑、的耐侯性一般。通常加入炭黑、胺类和酚类稳定剂可明显提高其耐候性，胺类和酚类稳定剂可明显提高其耐候性，并使耐热性也能得到改善。并使耐热性也能得到改善。作为工程塑料品种，一般使用环境作为工程塑料品种，一般使用环境较为温和，不易老化。较为温和，不易老化。5、电性能电性能 PAPA在低温及低湿度条件下是较好的在低温及低湿度条件下是较好的电绝缘体，体积电阻率达电绝缘体，体积电阻率达1 1101013138 810101414cmcm，但温度
14、及湿度增加时，但温度及湿度增加时，绝缘性能恶化。绝缘性能恶化。因此，因此，PAPA不适合作为高频和在潮湿不适合作为高频和在潮湿环境下工作的电绝缘材料。环境下工作的电绝缘材料。这主要是这主要是PAPA分子链中含有极性酰胺分子链中含有极性酰胺基易吸水所至。基易吸水所至。（1）PA易吸水率，吸水率较高的物料，易吸水率，吸水率较高的物料，成型中制品表面出现气泡、银丝、斑纹，成型中制品表面出现气泡、银丝、斑纹，力学性能和电性能也显著降低。力学性能和电性能也显著降低。成型前必须对树脂进行干燥，使吸成型前必须对树脂进行干燥，使吸水率降低至水率降低至0.2%以下。以下。6 6成型加工性能成型加工性能 为避免氧
15、化，通常采用真空干燥法，为避免氧化，通常采用真空干燥法，干燥温度干燥温度80100，干燥时间，干燥时间6l0h。（3）熔融伏态的）熔融伏态的PA热稳定性差，易热稳定性差，易降解和氧化，故应严格控制物料温度降解和氧化，故应严格控制物料温度和在高温下的停留时间。一般成型加和在高温下的停留时间。一般成型加工温度高于工温度高于PA熔点熔点550，受热时，受热时间不宜超过半小时。间不宜超过半小时。（2）熔融后，熔体黏度低，流动性熔融后，熔体黏度低，流动性大，在成型加工中应防止流涎和溢边大，在成型加工中应防止流涎和溢边现象的发生。现象的发生。（4 4）PAPA的结晶性使其具有较大的成型收的结晶性使其具有较
16、大的成型收缩率，一般为缩率，一般为1.5%1.5%2.5%2.5%。对于使用温度高于对于使用温度高于8080或精度要求较高或精度要求较高的制品，成型后可以进行后处理：的制品，成型后可以进行后处理：退火处理：退火处理：将制品置于高于使用温度将制品置于高于使用温度2020的非氧化的非氧化性油中停留适当时间，通常不超过半小时；性油中停留适当时间，通常不超过半小时；调湿处理：调湿处理：将制品放入水或醋酸钾水溶浓中进行调湿将制品放入水或醋酸钾水溶浓中进行调湿处理，调湿温度为处理，调湿温度为8080121121，时间随制品的，时间随制品的厚度而定。厚度而定。四、聚酰胺的成型加工与应用四、聚酰胺的成型加工与
17、应用 PA的品种虽多，但都具有相似的成型的品种虽多，但都具有相似的成型加工性能，可采用一般热塑性塑料的加工加工性能，可采用一般热塑性塑料的加工方法来成型，如注塑、挤出、吹塑、模压方法来成型，如注塑、挤出、吹塑、模压等，也可采用特殊的工艺来成型，如烧结、等，也可采用特殊的工艺来成型，如烧结、浇铸、涂覆等。其中以注塑成型应用最为浇铸、涂覆等。其中以注塑成型应用最为广泛，约占其制品总量的广泛，约占其制品总量的65%。1、注塑成型与制品、注塑成型与制品 通过注塑成型可以制得各种形状复通过注塑成型可以制得各种形状复杂、尺寸精度较高的杂、尺寸精度较高的PA制品。由于制品。由于PA的品种较多，各类注塑制品在
18、材料选择的品种较多，各类注塑制品在材料选择上既要注意其共性，又要了解各种品种上既要注意其共性，又要了解各种品种的特性，根据实际使用环境和条件进行的特性，根据实际使用环境和条件进行选用。例如，作为耐磨和自润滑材料，选用。例如，作为耐磨和自润滑材料，PA齿轮在各方面得到了广泛应用。齿轮在各方面得到了广泛应用。除齿轮外，除齿轮外，PA还用来制造轴承、轴还用来制造轴承、轴瓦、凸轮、滑块、涡轮、接线柱、滑轮、瓦、凸轮、滑块、涡轮、接线柱、滑轮、导轨、脚轮、螺栓、螺母等，广泛用于导轨、脚轮、螺栓、螺母等，广泛用于汽车、机械、电子电器、精密仪器等工汽车、机械、电子电器、精密仪器等工业。业。2、挤出成型与制品
19、、挤出成型与制品 挤出制品占挤出制品占PA塑料制品总量的塑料制品总量的25%左左右，产品有薄膜、管材、棒材、单丝、片材右，产品有薄膜、管材、棒材、单丝、片材等。生产薄膜主要采用等。生产薄膜主要采用PA-6、PA-66以及以及PA66/PA-6共聚物。共聚物。与其它薄膜相比，与其它薄膜相比，PA薄膜的力学强度高，薄膜的力学强度高，气密性好，尤其是对香味、油脂和氧的阻隔气密性好，尤其是对香味、油脂和氧的阻隔性能突出，但成本稍高，主要用于价值较高性能突出，但成本稍高，主要用于价值较高的食品包装，如肉类、奶酪和药品等。的食品包装，如肉类、奶酪和药品等。棒材棒材:经过二次加工制成各种工业配件。经过二次加
20、工制成各种工业配件。3、单体单体浇铸尼龙（浇铸尼龙（MC尼龙）尼龙）单体单体浇铸尼龙（浇铸尼龙（MC尼龙）与本体聚尼龙）与本体聚合合PMMA相似，是聚合与成型一体化的方相似，是聚合与成型一体化的方法。其产品相对分子质量高，力学性能比法。其产品相对分子质量高，力学性能比一般一般PA制品大，可生产大型制品大，可生产大型大型齿轮、高大型齿轮、高负荷轴承、辊轴、导轨等。负荷轴承、辊轴、导轨等。轴套第二节第二节 聚碳酸酯聚碳酸酯 聚碳酸酯聚碳酸酯(PC)是上世纪是上世纪50年代末发展起来年代末发展起来的重要热塑性工程塑料，它具有优异而均衡的的重要热塑性工程塑料，它具有优异而均衡的力学、热和电性能，特别是
21、冲击强度为一般热力学、热和电性能，特别是冲击强度为一般热塑性塑料之冠。塑性塑料之冠。工业生产双酚工业生产双酚A型型PC主要采用的是光气法主要采用的是光气法和酯交换法，以光气法为主。主要单体为双酚和酯交换法，以光气法为主。主要单体为双酚A。一、聚碳酸酯的结构特征一、聚碳酸酯的结构特征nNaOONaCCH3CH3OCCHOCH3CH3On+2nNaCl+nCOCl2 从从PC大分子结构中可看出：大分子结构中可看出：苯撑基苯撑基、氧基、氧基、酯基构成了、酯基构成了PC的基本结构的基本结构 1、苯撑基、苯撑基 （1）构成了主链上的刚性部分，分子链显示）构成了主链上的刚性部分，分子链显示出较大的刚性，赋
22、予出较大的刚性，赋予PC较高的力学强度、耐热较高的力学强度、耐热性及较高的尺寸稳定性。性及较高的尺寸稳定性。（2）受外力强迫取向后又不易松弛，造成残）受外力强迫取向后又不易松弛，造成残余内应力难以消除，因而易引起制品产生应力余内应力难以消除，因而易引起制品产生应力开裂现象；开裂现象；（3）刚性基团也阻碍了大分子间的相对滑移）刚性基团也阻碍了大分子间的相对滑移运动，从而使其熔融温度升高，熔体黏度增大。运动，从而使其熔融温度升高，熔体黏度增大。3、聚碳酸酯的非晶性、聚碳酸酯的非晶性 大分子链刚性大，大分子链刚性大，PC的结晶能力很弱，的结晶能力很弱，是非晶塑料品种，具有较好的透明性，可做为是非晶塑
23、料品种，具有较好的透明性，可做为透明材料使用。透明材料使用。2、氧基和酯基、氧基和酯基 氧基和酯基赋于大分子链一定的柔性，使氧基和酯基赋于大分子链一定的柔性，使PC具有较高冲击强度；具有较高冲击强度；但酯基是极性基团高温下较易水解。但酯基是极性基团高温下较易水解。综合来看：综合来看：由于主链中存在柔软的碳酸酯基和刚由于主链中存在柔软的碳酸酯基和刚性的苯环，使性的苯环，使PC大分子结构显示出刚柔大分子结构显示出刚柔相济的特性。因而具有优异而均衡的力相济的特性。因而具有优异而均衡的力学、热性能，特别是冲击强度为一般热学、热性能，特别是冲击强度为一般热塑性塑料之冠。塑性塑料之冠。二、聚碳酸酯的主要性
24、能二、聚碳酸酯的主要性能 1、物理性能物理性能 （1）PC是一种无味、无嗅、无毒，密是一种无味、无嗅、无毒，密度为度为1.2g/cm3，吸水率小于吸水率小于0.2%。（2）PC是是透明透明的非晶热塑性聚合物，的非晶热塑性聚合物，可制成透明、半透明和不透明制品可制成透明、半透明和不透明制品。（3）燃烧缓慢，离火慢熄，黑烟碳束，燃烧缓慢，离火慢熄，黑烟碳束，燃烧时熔融、起泡，伴有腐烂花果臭气味。燃烧时熔融、起泡，伴有腐烂花果臭气味。2力学性能力学性能（1）PC是典型的硬而韧聚合物，拉伸强度是典型的硬而韧聚合物，拉伸强度为为58587474MPaMPa，尤为突出的是它的冲击强度尤为突出的是它的冲击强
25、度，高出高出PA 3倍，属于冲击强度优异的工程塑料品倍，属于冲击强度优异的工程塑料品种。种。（2）与其它热塑性塑料比较，）与其它热塑性塑料比较，PC的刚性大，的刚性大，耐蠕变，具有良好的尺寸稳定性，耐蠕变，具有良好的尺寸稳定性，该性能该性能优于优于PA，是优秀的抗是优秀的抗蠕变塑料品种蠕变塑料品种。（3）疲劳强度和耐磨性一般疲劳强度和耐磨性一般，较易产较易产生内应力而引起应力开裂。生内应力而引起应力开裂。PCPC的耐磨性的耐磨性不如不如PAPA和聚甲醛等工程塑料，但仍比某和聚甲醛等工程塑料，但仍比某些金属好，属于中等耐磨材料。些金属好，属于中等耐磨材料。（1）PC的的Tg约为约为150，熔融温
26、度，熔融温度为为220230，Td在在320以上；以上；（2）PC长期工作温度可高达长期工作温度可高达120，短时使用温度，短时使用温度可达可达140；脆化温度低达脆化温度低达100，具有良好，具有良好的耐寒性。的耐寒性。4.热性能热性能 根据根据PC的分子结构，估计其玻璃化的分子结构，估计其玻璃化温度与温度与PMMA相比是高还是低？相比是高还是低？4、光学性能光学性能 纯净的纯净的PCPC是无色透明，透光率可达是无色透明，透光率可达90%90%可作可作为透明塑料品种使用。为透明塑料品种使用。5 5、成型加工性能成型加工性能（1 1）成型前必须进行干燥）成型前必须进行干燥 酯基易发生高温水解，
27、在成型加工温度酯基易发生高温水解，在成型加工温度下下微量的水分也能导致其降解，放出微量的水分也能导致其降解，放出COCO2 2等气等气体，产生变色，分子量急剧下降。体，产生变色，分子量急剧下降。通常干燥温度应在通常干燥温度应在135135以下，干燥时间以下，干燥时间因干燥方法不同而异。因干燥方法不同而异。（2 2）熔体特性）熔体特性 PCPC大分子链刚性大，熔体黏度高大分子链刚性大，熔体黏度高，熔体黏度对温度敏感，成型加工中常用熔体黏度对温度敏感，成型加工中常用温度来调节熔体的流动性，并需采用较温度来调节熔体的流动性，并需采用较高的成型压力高的成型压力。成型加工温度为成型加工温度为220220
28、300300；注射注射成型时成型时模具温度控制模具温度控制较高，较高，在在8080120120 。？（3 3）制品设计）制品设计 PCPC对缺口敏感，因而制品设计中应尽量对缺口敏感，因而制品设计中应尽量减少尖角、缺口以及厚度突变的区域，以免减少尖角、缺口以及厚度突变的区域，以免产生应力集中而导致制品破坏。产生应力集中而导致制品破坏。（4 4）制品制品的的热处理热处理 好处：减小好处：减小PCPC的内应力，提高拉伸强度的内应力，提高拉伸强度、弯曲强度、硬度和热变形温度、提高尺寸、弯曲强度、硬度和热变形温度、提高尺寸稳定性和耐环境应力开裂性。稳定性和耐环境应力开裂性。坏处：因结晶增多而导致其冲击强
29、度降低坏处：因结晶增多而导致其冲击强度降低。三、应用三、应用 PC可采用注塑、挤出、吹塑、热成型可采用注塑、挤出、吹塑、热成型和流延等加工方法制得能够满足不同用途和流延等加工方法制得能够满足不同用途的各类制品，广泛应用于光学、电子电器、的各类制品，广泛应用于光学、电子电器、汽车工业、机械制造、医疗、建筑等方面。汽车工业、机械制造、医疗、建筑等方面。PC采光板采光板 第三节第三节 聚甲醛聚甲醛 聚甲醛（聚甲醛（POM）是指分子链中以是指分子链中以链节为主的线型聚合物。链节为主的线型聚合物。具有优异的综合力学性能、良好的具有优异的综合力学性能、良好的尺寸稳定性和成型加工性，获得了较快尺寸稳定性和成
30、型加工性，获得了较快发展，现在己成为工程塑料中的一个重发展，现在己成为工程塑料中的一个重要品种，产量在工程塑料中仅次于要品种，产量在工程塑料中仅次于PA和和PC居第三位。居第三位。CH2O()一、一、聚甲醛的结构特征聚甲醛的结构特征 1、结晶性结晶性 POM POM的分子结构与的分子结构与PEPE较相似，链节结较相似，链节结构简单、对称，无支化现象，因而容易构简单、对称，无支化现象，因而容易结晶，是典型的结晶聚合物。结晶，是典型的结晶聚合物。nCH2OCH2O n 2、大分子链、大分子链敛集紧密敛集紧密 POMPOM大分子链上的大分子链上的C CO O键的键长较小键的键长较小（C CC C键为
31、键为0.1540.154nmnm，C CO O键为键为0.1460.146nmnm），），有极性，因而它的分子敛有极性，因而它的分子敛集紧密，显示出比集紧密，显示出比PEPE高得多的刚度和硬高得多的刚度和硬度。度。3、大分子链具有较大柔性大分子链具有较大柔性 C CO O键的存在使大分子的内旋转容键的存在使大分子的内旋转容易，因而易，因而POMPOM的熔体流动性好，固体冲的熔体流动性好，固体冲击强度高。击强度高。二、二、聚甲醛的性能特征聚甲醛的性能特征 1、物理性能、物理性能 （1）外观呈淡黄或白色，为粉状或外观呈淡黄或白色，为粉状或粒状固体物，密度为粒状固体物，密度为1.42g/cm3。（2
32、）易燃，燃烧时，火焰上端呈黄色，易燃，燃烧时，火焰上端呈黄色，下端蓝色，有熔融滴落现象，并伴有刺下端蓝色，有熔融滴落现象，并伴有刺激性甲醛味和鱼腥臭味。激性甲醛味和鱼腥臭味。2、力学特性、力学特性 （1）POM刚性大，冲击强度、高，疲刚性大，冲击强度、高，疲劳强度及耐磨性好，具有优良的综合力劳强度及耐磨性好，具有优良的综合力学性能，俗称学性能，俗称“赛钢赛钢”。在很多领域中。在很多领域中可替代钢、铝、铜等有色金属材料使用。可替代钢、铝、铜等有色金属材料使用。POMPOM的力学性能如表的力学性能如表6-56-5所示所示 （2）POMPOM的表面硬度与铝合金接近，动的表面硬度与铝合金接近，动态摩擦
33、时具有自润滑作用，无噪声，其态摩擦时具有自润滑作用，无噪声，其优良的耐磨性，适用于做长期经受滑动优良的耐磨性，适用于做长期经受滑动的部件的部件。3、热性能热性能 （1 1）熔点熔点 均聚甲醛熔点为均聚甲醛熔点为175175，共聚甲醛熔点力共聚甲醛熔点力165165。长期使用温度不超过长期使用温度不超过100100。若在受力较。若在受力较小的情况下，短时使用温度可达小的情况下，短时使用温度可达140140。（2 2）POMPOM属热敏性聚合物，在成型温属热敏性聚合物，在成型温度下的热稳定性差，易分解。度下的热稳定性差，易分解。4、成型加工成型加工 特性特性 （1 1）干燥）干燥 POMPOM吸水
34、率低，一般为吸水率低，一般为0.2%0.2%0.25%0.25%，因此成型前可不进行干燥处理。但对于成因此成型前可不进行干燥处理。但对于成型大面积的薄壁制品及制品要求有较高的型大面积的薄壁制品及制品要求有较高的表面质量或树脂表面吸附水分时，必须进表面质量或树脂表面吸附水分时，必须进行干燥。行干燥。干燥温度控制在干燥温度控制在9090100100，时间约，时间约5 5 h h左右。左右。（2）工艺特点）工艺特点 POMPOM的熔体黏度低，流动性好，熔体黏的熔体黏度低，流动性好，熔体黏度对剪切速率较敏感。一般成型加工温度为度对剪切速率较敏感。一般成型加工温度为170-250170-250。热稳定性
35、差，若温度过高，受热时间长，热稳定性差，若温度过高，受热时间长，会引起物料分解，逸出强烈刺激性的甲醛气会引起物料分解，逸出强烈刺激性的甲醛气体，再进一步氧化成甲酸使制品产生变色和体，再进一步氧化成甲酸使制品产生变色和气泡。成型时应尽量降低温度，缩短物料在气泡。成型时应尽量降低温度，缩短物料在高温下的停留时间，如图所示。高温下的停留时间，如图所示。图图6-9 共聚甲醛物料温度与停留时间的关系共聚甲醛物料温度与停留时间的关系 三、三、POM制品的应用制品的应用 POM的比强度和比刚度与金属的比强度和比刚度与金属十分接近，其制品十分接近，其制品80%以上用于代以上用于代替铜、锌、铝等有色金属制造各种
36、替铜、锌、铝等有色金属制造各种零部件，广泛应用于汽车工业、机零部件，广泛应用于汽车工业、机械制造、精密仪器、电子电器、农械制造、精密仪器、电子电器、农业和日用制品等方面。业和日用制品等方面。第四节第四节 聚对苯二甲酸乙二酯聚对苯二甲酸乙二酯 聚对苯二甲酸乙二酯（聚对苯二甲酸乙二酯（PET）于上于上世纪世纪40年代末期问世，起初主要用于合年代末期问世，起初主要用于合成纤维，俗称涤纶，后用于生产薄膜，成纤维，俗称涤纶，后用于生产薄膜，逐渐在塑料工业得到应用。逐渐在塑料工业得到应用。一、一、PET的结构和性能的结构和性能 PET是对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与是对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进
37、行酯交换反应而制得的热塑性树脂，乙二醇进行酯交换反应而制得的热塑性树脂，分子结构式为：分子结构式为：COO nOCOCH2CH2 1、结晶性高聚物结晶性高聚物 PET是支化度极小的线型大分子，属结晶性是支化度极小的线型大分子，属结晶性高聚物。但它的结晶速度慢，结晶温度高，故结高聚物。但它的结晶速度慢，结晶温度高，故结晶度不高，并可在一定条件下制成透明度很高的晶度不高，并可在一定条件下制成透明度很高的制品。制品。2、优良的综合力学性能、优良的综合力学性能 大分子链上既含有苯环，也含有酯基，苯环大分子链上既含有苯环，也含有酯基，苯环使分子链变得刚硬，而酯基又使其具有一定的柔使分子链变得刚硬，而酯基
38、又使其具有一定的柔性，这种刚柔相济的分子结构赋予了性，这种刚柔相济的分子结构赋予了PET优良的优良的综合力学性能。综合力学性能。3、熔点达到、熔点达到260以上，长期使用以上，长期使用温度可达温度可达120，能在，能在150下短时间下短时间使用。使用。4、PET具有优良的气体阻隔性，使具有优良的气体阻隔性，使其在包装领域得到了广泛应用。其在包装领域得到了广泛应用。二、二、PET的成型加工与应用的成型加工与应用 三大应用：薄膜、饮料瓶、工程制件。三大应用：薄膜、饮料瓶、工程制件。1、薄膜、薄膜 双轴拉伸薄膜和透明基材，无色、透明、双轴拉伸薄膜和透明基材，无色、透明、光泽度高、力学性能高，有优良的
39、电气和耐光泽度高、力学性能高，有优良的电气和耐热性能，其拉伸强度与铝箔相似，比热性能，其拉伸强度与铝箔相似，比PE高高9倍，倍，比比PA高高3倍。常用在绝缘胶带、磁带、感光胶倍。常用在绝缘胶带、磁带、感光胶片、录象带、金属镀膜、电工膜和软磁盘等。片、录象带、金属镀膜、电工膜和软磁盘等。2、饮料瓶、饮料瓶 PET饮料瓶常称为聚酯瓶，采用注饮料瓶常称为聚酯瓶，采用注拉拉吹成型，先注塑成型得到型坯，再进吹成型，先注塑成型得到型坯，再进行拉伸、吹胀、冷却而获得的中空制品。行拉伸、吹胀、冷却而获得的中空制品。聚酯瓶具有强度高、韧性好、透明、聚酯瓶具有强度高、韧性好、透明、无毒卫生，对无毒卫生，对H2O、
40、H2、CO2等的阻隔性等的阻隔性好。好。还用于食用油和调味类商品包装及还用于食用油和调味类商品包装及热充包装。此外，采用共聚、复合、共热充包装。此外，采用共聚、复合、共混、涂覆等改性方法后还可制得新型阻混、涂覆等改性方法后还可制得新型阻隔包装瓶，用于啤酒、白酒和其它酒类隔包装瓶，用于啤酒、白酒和其它酒类包装制品。包装制品。3、工程制件、工程制件 PET进行增强、填充改性后具有优进行增强、填充改性后具有优异的强度、刚性和耐热性，良好的尺寸异的强度、刚性和耐热性，良好的尺寸稳定性和成型加工性能，称为工程级稳定性和成型加工性能，称为工程级PET，这种材料主要用于注塑成型，其这种材料主要用于注塑成型，其制品应用于电子电器、汽车行业和家具制品应用于电子电器、汽车行业和家具诸方面。诸方面。
