热塑性树脂

1,热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物。 典型代表:聚烯烃、氟树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS树脂)、聚苯乙烯-丙烯腈(SAN或AS树脂)等。,缺点：如强度、硬度、耐热性、尺寸精度等较低，热膨胀系数较大，力学性能受温度影响较大，蠕变、冷流、耐负荷变形大等 。,优点:是遇热软化或熔融而处于可塑性状态，冷却后又变坚硬，而且这一过程可以反复进行。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 一、概述,2,玻璃纤维增强热塑性塑料复合材料的缺点：主要是冲击韧性降低，冲击疲劳韧性有所下降，但带缺口冲击韧性有所提高。,用(玻璃)纤维增强热塑性塑料，可以达到下述效果： 提高拉伸、弯曲、压缩等力学强度及弹性模量，改善蠕变性能；提高热变形温度；降低线膨胀系数；降低吸水率，增加尺寸稳定性，改善热导率；提高硬度；抑制应力开裂；阻迟燃烧性：改善电性能。,用玻璃纤维增强热塑性树脂而制得的热塑性玻璃纤维增强复合材料，不仅可使上述缺点得到不同程度的改善，还可使某些性能达到或超过热固性玻璃纤维增强复合材料的水平，而且仍可以用一般注射方法成型。纤维的含量通常在20一40。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 一、概述,3,二、 热塑性树脂的基本性能,热塑性树脂与热固性树脂在结构上的差别： 前者的大分子链为线型结构，而后者的大分子链为体型网状结构。 由于这一结构上的差别，使热塑性树脂与热固性树脂相比在力学性能上有以下3个显著特点，,决定合成树脂力学性能的结构因素有以下五个:,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂,4,非极性树脂具有优异的绝缘性能，对腐蚀性介质稳定，可作为高频率的电解质,强极性树脂只能作为低频率的介电体,弱极性与极性的树脂可用于中频率的电工技术,热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类,5,聚烯烃树脂是一类发展最快、品种最多、产量最大的热塑性树脂。主要品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。 (1)聚氯乙烯（Polyvinyl chloride polymer = PVC ）,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂,本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。 常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。,三、 复合材料常用热塑性树脂,6,聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。 聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240-340燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃，然后在400-470发生碳的燃烧。,聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。 聚氯乙烯在工业上是由氯乙烯通过游离基型加聚反应合成而得。,头-尾连接,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂：聚烯烃,7,硬质聚氯乙烯(末添加增塑刑)具有良好的力学性能、耐候性和耐燃性，可以单独用作结构材料。硬质聚氯乙烯可用增强材料(例如玻璃纤维)进行增强，增强后的聚氯乙烯强度与刚度可增加数倍，但热扭变温度无显著提高。,聚氯乙烯有较好的化学稳定性。除了浓硫酸(浓度超过90)和50以上的浓硝酸以外，聚氯乙烯耐酸、碱的性能良好，并耐大多数油类、脂肪和醇类的侵蚀，但不耐芳烃类、酮类、酯类的侵蚀。环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷和硝基苯则是它的溶剂。 聚氯乙烯在室温下是稳定的，但温度超过100导致释出氯化氢，使聚合物颜色变深，为了改善其热稳定性，在进一步加工过程中都要加入稳定剂。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,8,水上运动之快艇,PVC复合材料产品,水上步行球,水上悠波球,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,9,聚氯乙烯也是经常使用的一种塑料，它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂，本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性，日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性，聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯(PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇，就会使铅分子扩散到油脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛装含油类的食品。 另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50度左右就会慢慢地分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。 电木(酚醛塑料)含有游离苯酚和甲醛，对人体有一定毒性，不适合存放食品和作食品包装。电玉(尿醛塑料)虽然无嗅无味，但在100 度沸水中或用作盛放醋类食品时，会有游离甲醛析出，对人体有害，所以也不适于作为食具或食品包装。 废旧塑料(有的可能添加少许新料)的更新品，因其成分复杂，很难保证不带有毒性，故一般也不可用来作为食品盛具和包装物。,PVC 的危害,小常识,10,常规的PVC等材料的电线电缆是相当严重的污染源。在制造、使用及废弃处理时，都会产生大量的二恶英、卤氢酸、铅等有害物质；PVC材料燃烧时会发生很大的浓烟，并产生有害的HCL气体；而且大部分PVC材料中含有Pb（铅）、Cd（镉）等（用作电缆稳定剂）多种有害重金属，会对人体健康造成一定的危害；焚烧或掩埋后，会造成对土壤和水源的污染。 PVC常用添加剂DEHP的危害: 因DEHP(邻苯二甲酸二酯)容易雾化，其他乙烯基产品包括汽车内部、淋浴胶帘或铺地板物料等，也会释放有毒气体入大气，而DEHP也易溶入油性液体中。另外，人们也开始关注到，儿童若嘴嚼这些软塑玩具，会有添加剂渗出的安全问题。一些研究表明，这添加剂也许令健康问题复杂化，但需要进一步研究。 根据一些医疗研究显示，PVC增塑剂也许会导致慢性病：譬如硬皮病、胆管癌、脑癌。2004年，瑞典和丹麦学者组成的的研究小组发现，常用在PVC的邻苯二甲酸酯DEHP和儿童过敏有相当强烈的关连性。 对未增塑聚氯乙烯(U-PVC)，由于不含增塑剂，不存在DEHP渗出，但是加工过程中通常会加入稳定剂，目前大多数是铅盐稳定剂，铅是一种有毒的物质，在使用过程中会有渗出，危害人体健康，同样不可忽视。目前已经有非铅盐稳定剂,但成本高,还没有推广普及.,PVC 有 哪 些 污 染 ？,小常识,11,聚乙烯是聚烯烃树脂中发展最为迅速的一种树脂，制造方法有高压法、中压法、低压法等，目前工业上多用密度大小来标志其类别。高压法聚乙烯的密度为0.9170.930g/cm3，中压法为0.950.96g/cm3，低压法为0.940.97g/cm3。所以，高压法聚乙烯又称低密度聚乙烯（LDPE），中压和低压法的称为高密度聚乙烯（HDPE）。 聚乙烯的分子结构简单，具有良好的结晶性，使聚乙烯的溶解性能降低，但提高了聚合物的力学强度和硬度。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,聚乙烯,Polyethylene 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。,12,聚 乙 烯 的 种 类 （1） LDPE：低密度聚乙烯、高压聚乙烯 （2） LLDPE：线形低密度聚乙烯 （3） MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂 （4） HDPE：高密度聚乙烯、低压聚乙烯 （5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯 （6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX） （7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH） 分子量达到3，000，000-6，000，000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。,13,低压法聚乙烯软化点在120 以上，使用温度可达80-100 ，但此时不能承受载荷。 优点：耐寒性良好，摩擦性能良好，化学稳定性高；吸水性极小，有突出的电绝缘性能和良好的耐辐射性。 缺点：力学强度不高，热变形温度很低，故不能承受较高的载荷。 用玻璃纤维增强聚乙烯可使力学性能和热性能有很大提高，通常用20-25的玻璃纤维增强聚乙烯。,聚乙烯,三、 复合材料常用热塑性树脂,14,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,聚丙烯（Polypropylene）,由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。 特点： 无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。,15,聚丙烯的分子结构式为： CH2CH n CH3 结晶度很高，相对密度小(约为0.900.91g/cm3)，熔点在170-175范围内，分子量一般在15-70万之间，与其它聚烯烃相比聚丙烯相对分子质量的分布较宽。 聚丙烯的强度和刚性均超过聚乙烯，尤其具有突出的耐弯曲疲劳性能，缺点是蠕变比聚酰胺和聚氯乙烯要大得多。它的耐热性较好，热变形温度为90105。,由于聚丙烯大分子链中的叔碳原于对氧的侵蚀非常敏感，在光、热和空气中的氧作用下容易老化，一般常将抗氧剂与紫外光稳定剂并用使之起到协同效应作用，以抑制老化过程。 用玻璃纤维增强的聚丙烯，其力学性能有很大的提高，热变形温度、尺寸稳定性及低温冲击性能和老化性能亦都有所提高。,聚丙烯（Polypropylene）,三、 复合材料常用热塑性树脂,16,PP复合材料适合于制造汽车车底屏蔽防护装置、承重板、车顶内衬、车门装饰、行李架、车顶模塑件、发动机盖以及车后行李箱盖等。,商业应用的成功 位于德国曼海姆市的 S. AG公司用PP复合材料为BMW公司制造了车底屏蔽防护装置，这是该材料首次成功地实现了商业化应用。这种车底屏蔽防护装置是由4个玻璃纤维含量为40%的PP复合材料部件组成。由于它们是用未增强的PP膜从2个面层压而成的，因此其耐冲击、耐磨损以及防潮能力都得到了提高。与过去的 GMT组件相比，其重量减轻了30%，阻力系数也得到了减小，而且这种产品还具有良好的消音功能。,三、 复合材料常用热塑性树脂,聚丙烯（Polypropylene）,17,聚苯乙烯的分子结构式为：,聚苯乙烯为无定形结构，玻璃化温度为80左右最高使用温度仅为6075。,聚苯乙烯具育良好的透明性，其透明度可达8892。由于分子中含有苯环，可使位的C-H键活化而容易氧化，长时间在空气中会老化而产生龟裂。 聚苯乙烯用玻璃纤维增强后最突出的性能改善是提高低温冲击韧性。,聚苯乙烯,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene, 简称PS。,18,技术创新正在扼杀聚苯乙烯(PS) 据ICIS新加坡报道，市场消息人士周二称，终端消费者产品领域的技术创新正逐渐扼杀聚苯乙烯(PS)业务，迫使一些地方制造商彻底地放弃聚苯乙烯的生产。PS的主要市场是盒式录音磁带、录像机盒式磁带、阴极射线管电视等，这些市场目前已越来越过时并有可能面临被淘汰的命运，因为CD、数字视频盘和平板电视的时代已经来临并威胁着传统市场。 一位台湾的树脂制造商称，“由于目前并没有新应用会对PS有大量的需求，因而PS需求预计将会下降。” PS需求的下降并非持续的全球金融危机所致。目前，应用于手机、MP3播放器这样的最新游戏机和小电器上的硬性塑料会选择使用聚碳酸酯（PC）、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物（ABS）、（聚甲基丙烯酸甲酯）PMMA等材料，而正是这些材料的应用将PS冷落在旁。,三、 复合材料常用热塑性树脂 聚苯乙烯,19,氟树脂是一类由乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后的衍生物合成的聚合物。,由于分子结构中有C-F键，碳链外又有氟原子形成的空间屏蔽效应，故其具有优异的化学稳定性、耐热性、介电性、耐老化性和自润滑性。主要品种有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氯乙烯和聚氟乙烯等。 聚四氟乙烯，长期使用温度为-250260 ，不溶解或溶胀于任何已知的溶液。聚三氟氯乙烯长期使用温度为-200200 ；聚偏氯乙烯长期使用温度为-40150 ；聚氟乙烯最高使用温度为120 。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,20,双层氟树脂不粘涂料,氟碳漆、氟碳涂料、氟树脂涂料：在各种涂料之中，氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大，碳氟键能强，具有特别优越的各项性能：耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，而且具有独特的不粘性和低磨擦性，氟涂料在建筑、化学工业、电器电子工业、机械工业、航空航天产业、家庭用品的各个领域得到广泛应用，成为继丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、有机硅涂料等高性能涂料之后，综合性能最高的涂料品牌。,三、 复合材料常用热塑性树脂 2、氟树脂（Fluoroethylene resin）,21,氟树脂阀系列,氟树脂制气管系列,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,22,聚酰胺商品名又称尼龙(Nylon)或锦纶。,聚酰胺是主链上含有许多重复酰胺基团,品种很多。通常由-氨基酸或内酰胺开环聚合而得，或由二元酸和二元胺经缩聚反应而得。,聚酰胺的命名:,聚酰胺n,聚酰胺mn,的一大类聚合物。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,23,聚酰胺分子链中的酰胺基团可以相互作用形成氢键，其结果使聚合物有较高的结晶度和熔点。各种聚酰胺的熔点随高分子主链上聚酰基团的浓度和间距而变化，熔点相差较大，约在140-280之间 。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,24,聚酰胺的熔点虽较高，但其热变形温度都较低，长期使用温度低于80 。然而，聚酰胺树脂用玻璃纤维增强后其热变形温度会明显提高，见下表。线膨胀系数也会降低得多。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,25,矿用尼龙轮 复合材料绞车吊轮 MC尼龙轮：鹤壁安泰尼龙制品有限公司可根据客户需要生产不同规格的尼龙制品：柱鞋、柱帽、衬轮、衬板、衬托、衬套、 背板、地辊、托辊、电缆挂钩、垫板。还可制成不同性能要求的滑轮，采用MC尼龙滑轮后，滑轮寿命提高4-5倍，钢丝绳寿命提高10倍，拿“金属滑轮”和“MC尼龙滑轮”相比较，MC尼龙滑轮可减轻吊臂和吊臂头部重量70%，提高了生产效率，增强了起重功能和机械的整机性能，方便维修、拆装，无油润滑。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,26,聚酯树脂是一类由多元酸和多元醇经缩聚反应得到的在大分子主链上,涤纶树脂主要结构为线型高分子量的聚酯，结构重复单元为：,工业产品上述线型结构约占98左右，其它还有些环状结构的产物，它是一种晶态与非晶态的共存物。涤纶树脂的熔点在260左右，对水和一般氧化剂水溶液是稳定的，在一般浓度酸碱溶液中，室温下较稳定，在50 时有明显的浸蚀作用。它在室温条件下可溶于氟代和氯代醋酸和酚类但不溶于脂肪烃。,重复结构单元的树脂。,具有酯基,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,27,涤纶树脂通过玻璃纤维、滑石粉、云母等增强材料来提高性能很有效，增强后的涤纶树脂在应力作用下的变形极小，在长时间负荷作用下的蠕变特性也极为优异，耐疲劳性也极好。 涤纶树脂经玻璃纤维增强前后的性能见下表。,三、 复合材料常用热塑性树脂 4聚酯树脂（涤纶-PET）,28,涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。 涤纶的用途很广，大量用于制造衣着面料和工业制品。涤纶具有极优良的定形性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变。,三、 复合材料常用热塑性树脂 4聚酯树脂（涤纶-PET）,涤纶针织服装,29,涤纶针织面料,涤纶户外油画布,涤纶绳,涤纶经编土工栅,三、 复合材料常用热塑性树脂 4聚酯树脂（涤纶-PET）,30,三、 复合材料常用热塑性树脂 4聚酯树脂（涤纶-PET）,31,聚碳酸酯（Polycarbonate）常用缩写PC，化学名：2,2-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯。它是一种综合性能优良的热塑性塑料，它具有良好的力学性能、电性能以及耐寒、耐热、自熄等特点，尤其是极好的抗冲击性能，聚碳酸酯是日常见的一种材料。由于其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有光碟，眼睛片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。是性能最优异的热塑性塑料之一,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,聚碳酸酯结构式为：,32,PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业， 其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。 PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。 PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器。 PC树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板。 PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳。,PC 应 用 领 域,33,PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。 PC是光盘储存介质理想的材料。 PC瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。 PC及PC合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等。 PC可做头盔和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表，医药包装，膜式换向器。,PC 应 用 领 域,34,对聚碳酸酯安全性的争议 由于制造聚碳酸酯中需要添加双酚A,而双酚A作为一种化工原料，2008年4月18日已经被加拿大联邦政府正式认定为有毒物质，并严禁在食品包装中添加，所以，聚碳酸酯的安全性是值得注意的问题。,易和其他物质发生化学作用 聚碳酸酯不应使用氧化钠和其它碱清洁剂， 否则导致泄出Bisphenol-A （双酚A 、二酚基丙烷、2,2双对双酚A或双酚A， C15H16O2 ）一种已知的内分泌干扰素或环境荷尔蒙 (影响生殖系统)。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂 :聚碳酸酯树脂,35,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,聚甲醛(英文：polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”，又称聚氧亚甲基。英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物，聚合度不高，且易受热解聚。1955年前后杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易结晶，结晶度70以上。均聚甲醛的熔融温度为180左右。 聚甲醛是一种没有没有侧链，高密度，高结晶性的线性聚合物，具有优异的综合性能。 聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40- 100C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。很不耐酸，不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。 聚甲醛的拉伸强度达70MPa，吸水性小，尺寸稳定，有光泽，这些性能都比尼龙好，聚甲醛为高度结晶的树脂，在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度，弯曲强度，耐疲劳性强度均高，耐磨性和电性能优良。,36,聚甲醛按分子链化学结构的不同分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。均聚甲醛的分子结构式为：,三、 复合材料常用热塑性树脂 6聚甲醛树脂（POM）,POM是化学名为聚氧甲烯（Polyoxymethylene）的简称，通常也称为其聚甲醛polyformaldehyde 、缩醛树脂。 主要结构单元为（-CH2-O-）构成的结晶性热塑性树脂，POM包括由甲醛形成的聚氧甲烯的分子链构成的均聚高分子，甲醛的三聚体三氧杂环己烷和环氧乙烷等形成的共聚高分子。,37,聚甲醛导向环,聚甲醛支承环,POM主要在齿轮、轴承座等机械部件的领域中广泛地发挥其作用。录像机、CD、LD、MD播放机、收音机、耳机、立体声音响等音响机器，打印机、键盘、CD-ROM驱动器等机器，洗衣机、干燥机、电吹风等家用电器，安全带机械部件、车门外部把手、反射镜、发动机室等。,三、 复合材料常用热塑性树脂 6聚甲醛树脂（POM）,38,ABS树脂是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体组成的三元共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene )，其分子结构式为：,由于ABS分子中有三种单体组分，因此，它兼有三种组分的共同特性，使其成为坚韧、质硬、刚性的材料，三种组分的配比改变会宣接影响其性能。一般情况下，三种组分的配比是：丙烯腈2530%，丁二烯2530%，苯乙烯4050。,第二章 基体材料 第五节热塑性树脂 三、 复合材料常用热塑性树脂,39,ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。 ABS/PC合金是为改进ABS阻燃性，具有良好的机械强度、韧性和阻燃性，用于建材，汽车和电子工业，如做电视机、办公自动化设备外壳和电话机。ABS/PC合金中PC贡献耐热性、韧性、冲击强度、强度阻燃性、ABS优点为良好加工性、表观质量和低密度，以汽车工业零部件为应用重点。 ABS/PA合金是耐冲击、耐化学品、良好流动性和耐热性材料，用于汽车内件装饰伯，电动工具、运动器具、割草机和吹雪机等工业部件，办公室设备外壳等； ABS/PBT合金有良好的耐热性，强度、耐化学品性和流动性、适于做汽车内饰件，摩托车外垫件等； 添加抗静电剂的永久抗静电性牌号用途有：复印机、传真机等的传递纸张机构、IC片支座、录像和高级音频磁带等；另外还有ABS/PSU、ABS/EVA、ABS/PVC/PET、ABS/EPDM、ABS/CPE、ABS/PU等合金。 高光泽ABS用于吸尘器，电扇、空调器、电话机等家电制品，靠控制ABS中橡胶粒径R+（较小）来达到，低光泽ABS用于仪表盘、仪表罩、柱状物等汽车内饰件，用填加粗填料方法使表面微观收缩，降低表面光泽。,40,宠物航空箱,美鼻夹,41,高性能树脂通常具有优良的物理、力学、电学、热学、耐化学腐蚀等综合性能，其中尤其耐高温性能员重要。它们的问世给复合材料提供了高性能的基体材料，促进了复合材料迅速地向高性能复合材料(ACM)的发展，从而促使宇航、航空、太空武器、先进军事武器、电子技术等以更惊人的速度发展。,基体树脂性能已成为树脂基复合材料应用水平的重要标志之一。在飞机结构对先进复合材料寄予希望的今天,材料工程师为基体性能的提升付出了不懈的努力,以求复合材料获得更大的结构效益。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂,42,双马来酰亚胺树脂是指用双马来酰亚胺（BMI）来制备的树脂的总称。BMI树脂具有良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、模量高、戏湿率低和热膨胀系数小等优良特性，广泛用于航空、航天和电子电气领域。,先进复合材料开发至今的三十年,其基体树脂经历了从酚醛环氧、四官能团环氧,扩展到热塑性树脂、异氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂。这些树脂都显示出各自的特点,其中双马来酰亚胺固有的良好耐热性和化学结构可设计性、可调整性,使获得耐热性、韧性与工艺性三者兼顾的高性能树脂体系成为可能。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 一、 双马来酰亚胺树脂,43,美国第四代战斗机22和新型武装直升机RAH46采用双马来酰亚胺树脂便是一例证。 我国自1969年开始研究碳纤维复合材料时,采用酚醛环氧树脂648作为基体树脂，910甲航空喷气发动机风扇叶片(1972年)，811二级喷气发动机转子叶片(1973年)，歼12飞机启动箱口盖(1975年)，歼12飞机进气道外侧壁板(1978年)和强五全复合材料垂直安定面承力盒(1984年)均采用了648环氧树脂1。 1986年,在新歼飞机研制的牵引下，为提供一种合适的树脂，在分析了当时作为22飞机的两大候选材料,即势头正旺的热塑性树脂聚醚醚酮和从热固性树脂中脱颖而出的双马来酰亚胺树脂,开展了对双马来酰亚胺树脂的研究，并相继研制出8911系列双马来酰亚胺树脂2。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 一、 双马来酰亚胺树脂,44,特性： 在宽广的温度范围内保持高的强度。 高的热稳定性和氧化稳定性。 优良的磨蚀特性。 优良的电性能，在高温下电性能基本保持恒定 具有自熄性能，发烟量小。 聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种 。,热固性PMR型聚酰亚胺基碳纤维增强复合材料由于其优异的耐热氧化稳定性能、高温下突出的力学性能、耐辐射性能以及很好的化学物理稳定性等,近年来在航天、航空及空间技术等领域得到了广泛的应用。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂,二、聚酰亚胺树脂（PMR聚酰亚胺树脂）,45,热固性PMR型聚酰亚胺树脂是为了克服热塑性聚酰亚胺材料不溶不熔、难于加工成型的缺点，于70年代到80年代初由美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）和中国科学院化学研究所等单位研制成功的一类加工性能优良的热固性聚酰亚胺材料,它不但具有热塑性材料所具有的各种优异性能,而且克服了热塑性材料不易成型加工的缺点,兼具优良的加工成型性能和物理力学性能于一体,作为质轻、耐高温的结构材料已广泛地应用于航天、航空及空间技术等领域。 代表性的产品包括NASA研制的PMR-15和中国科学院化学研究所研制的KH-304系列材料等,这些材料的长期使用温度为316。由NASA研制的PMR -50和美国空军材料实验室研制的AFR-700系列材料的长期使用温度可达371,短期使用温度可达400450。耐高温树脂基复合材料一直是航天航空复合材料研究领域的研究热点,发展很快。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 二、聚酰亚胺树脂（PMR聚酰亚胺树脂）,46,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 三、聚芳醚酮,1、主要品种 聚芳醚酮（PEAK）是一类亚苯基环通过醚键和羰基连接而成的聚合物。按分子链中醚键、酮基与苯环连接次序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物。目前主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等品种。聚芳醚酮系列品种中，分子链中的醚键与酮基的比例（E/K）越低，其熔点和玻璃化温度就越高。 。 PEEK的玻璃化温度为143，熔点343；PEK的玻璃化温度为165，熔点365；PEKK的玻璃化温度为156，熔点338（由于分子链中有部分分支链结构，故玻璃化温度和熔点较低）；PEEKK的玻璃化温度为160，熔点360；PEKEKK的玻璃化温度为175，熔点381。 聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学药品性等特点。聚芳醚酮分子结构中的醚键又使其具有柔性，因此可以用热塑性工程塑料的加工方法进行成型加工。,47,2、发展简史 聚芳醚酮的研究开发工作开始于20世纪60年代。1962年美国Du pont公司和1964年英国ICI公司分别报道了在Friedel-Crafts催化剂存在下，通过亲电取代路线可以合成聚芳醚酮。后来，陆续有人对这一技术进行研究和作出重大贡献。1979年，英国ICI制得了高分子量的PEK，奠定了合成聚芳醚酮的基础。 在聚芳醚酮主要品种中，以PEEK最为重要，于1977年由英国ICI公司研究开发成功，1980年投产。到二十世纪80年代末，世界上有5大公司生产聚芳醚酮，分别是英国ICI、美国Du pont和Amoco、德国BASF 和Hoechst。 国内于20世纪80年代中期开始研制聚芳醚酮。1990年吉林大学发表了制造专利并有少量生产。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 三、聚芳醚酮,48,3、聚醚醚酮PEEK 聚醚醚酮英文名称polyetheretherketone,缩写为PEEK。 PEEK是一种综合性能优良的特种工程塑料。其耐热性、耐水性、耐溶剂性、电绝缘性优异；疲劳强度高；耐放射性是所有塑料中最好的；氧指数较高，燃烧时产生的烟少且无毒。 4、聚醚酮PEK 聚醚酮英文名称polyetherketone,缩写为PEK PEK由于其分子结构中的醚键和酮基的比例低于PEEK，因而其熔点和玻璃化温度均高于PEEK ，耐热性优于PEEK，连续使用温度为250。 5、聚醚酮酮PEKK 聚醚酮酮英文名称为polyetherketoneketone,缩写为PEKK。 PEKK的性能依所用单体酰氯的不同而有所差异。以对苯二甲酰氯为原料合成的PEKK在聚芳醚酮主要品种中具有最高玻璃化温度和熔点。以间苯二甲酰氯为原料合成的PEKK熔点和玻璃化温度有所降低。在实际生产中大多以对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯的混合物为原料生产PEKK。,第二章 基体材料 第六节高性能树脂 三、聚芳醚酮,49,6、聚醚醚酮酮PEEKK 聚醚醚酮酮英文名称为polyetheretherketoneketone,缩写为PEEKK。 PEEKK分子结构中的酮基和醚键的比例与PEK相同，其熔点和玻璃化温度与PEK相近，同样具有优异的耐热性、机械强度和刚性。 7、聚醚酮醚酮酮PEKEKK 聚醚酮醚酮酮的英文名称为polyetherketoneetherketoneketone,缩写为PEKEKK。 PEKEKK机械性能优异，强度高、刚性大；具有超群可靠的耐疲劳性；长期连续使用温度为250-260；未增强品级的极限氧指数仅36%，即使不添加任何阻燃剂也能达到UL94 V-0级；具有良好的电绝缘性能；耐磨性好，对几乎所有的化学药品均是稳定的；耐水性、耐热水性、耐蒸汽性好；耐辐射性能非常好。 PEKEKK是仅次于PEEK的一个重要品种。,第二