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聚苯醚

 新用户65524FtP 2023-09-05 发布于河南

    由于纯聚苯醚(PPE)的流动性极差难以成型。故出现了改性聚苯醚(MPPE),MPPE中有以PS改性的合金,商品名Noryl;有用PA改性的合金称Noryl GTX。

    PPE/PS系合金是最重要的改性PPE,PPE和PS可成任意比例完全相容,当合金中PPE占40%时冲击强度最大。

    PPE/PA系合金是非相容性合金,单靠熔融混炼不能得到稳定的分散相,需要添加第三组分使它们分散均匀而成为有一定强应和使用价值的塑料合金。可选用的第三组分有环氧化合物、含不饱和双键的羧酸及其酸酐、苯乙烯与马来酸酐的共聚物等。

    1.一般性能

    (l)力学性能 一般的改性PPE(Noryl)是非结晶型热塑性树脂,成型收缩率小,加工后的制品尺寸稳定性好,适宜于加工尺寸稳定要求高的产品。因玻璃化温度高(随合金组分不同而异),在一般温度范围内它的机械特性对温度的依赖性小。增强复合型PPE(Noryl CRN)在高载荷下的热变形温度达200℃(达到UL94的V-O级)。有良好的耐蠕变性,无论在干燥状态还是95%相对湿度的环境下它的形变曲线基本上不随时间而变大,保持平直的直线。

(2)热性能 非增强的MPPE在高载荷下热变形温度随改性组分而异,在90~170℃范围内,MPPE的线膨胀系数是工程塑料中最小的,且随温度差的尺寸变化很小。用玻纤增强的MPPE(Noryl GFN3J)的线膨胀系数甚至小于铸锌的水平。

(3)电性能 MPPE的介电常数和介质损耗角正切值小,且温度、湿度和频率对它的影响很小,它的体积电阻和绝缘击穿强度大,因此是一种良好的高温高频绝缘材料。这与它的分子结构有关——无定型树脂,玻璃化温度高,在一般的使用温度下它的高分子链难以运动而且该树脂的吸水率又低(0.03%~0.07%),所以具有良好的电绝缘性能。

    (4)化学性 耐酸和碱,不易水解但氯代烃和芳香烃对它有一定的侵蚀性。

    2.PPE特种复合材料性能

    (1)弹性高、外观优的品级牌号为Noryl BHM/MFG,它改善了增强纤维分布的各向异性,它的成型收缩率和线膨胀系数在不同方向变化小。

  (2)电磁波屏蔽级(Noryl DSN)在PPE中填充金属纤维,在200MHz处的屏蔽效果达60~70dB。

    (3)磨耗改性级(Noryl NF)添加含氟树脂使它的耐磨耗性与POM相仿。

    〔4〕碳纤维增强级 

    3.加工特性

    PPE是非结晶型树脂,具有与PC相似的加工特性,对成型时残留的内应力,结晶型树脂伴随结晶化的进行内应力合降低而对非结晶型树脂该内应力不会缓和且由于残留内应力严重会致应力开裂,它与下列成型条件有关。

    ①树脂温度过低 由于温度低使树脂粘度升高、流动性变差而致注射压力提高、模内的压力分布不均一,特别在浇口附近的压力更大,成为产生残留应力的原因。

    ②模温过低 注射入模具的树脂受到急冷使其芯层和表层的温差扩大而产生收缩不一引起的拉伸应力,在表层和芯层的界面产生残留应力。

    ③模温不均一 使产品的各部分冷却时间有差别而产生残留应力。

    ④模腔内充料过多 注射压力过大、充料过多促使分子定向的内应力变太,在浇口附近残留应力。

    ⑤模具设计不合理 如壁厚分布不均、各部分的冷却速度存较大的差异,存在尖角处的应力集中点,树脂在模内的流动紊乱等都容易产生残留应力。

    改善上述条件即可改善应力开裂。

    PPE在一般环境下(23℃,50%RH)的吸水率仅0.05%,树脂本身又难以水解,因此PPE在成型时吸吸湿对其性能的影响不如PC、PA、PBT那样敏感,只要在105~115℃下用循环热风干燥3~4h即可(料层厚度控制在25~35mm)。改性PPE的成型条件见表。

  (1)注塑 机筒温度对非增强型PPE树脂取240~300℃而对增强料取260~310℃。模具表面温度80~100℃为好,适当提高模温可减少残留应力、改善外观又提高熔接缝的强度。注射压力与制品壁厚、浇口形状及树脂温度有关,一般改取85~140MPa,物料充入模腔后保压,保压时间为取注射压力的1/2~1/3能减少制品内的残留应力。注塑机容量应为制品重量的1.4~2倍为好。螺杆转速提高虽然能使树脂粘度下降但有产生过热的危险,一般取40~80r/min为宜。

    (2)低发泡 通用塑料的低发泡材料主要用途是代替木材制作家具、建材等,但作为工程塑料的PPE的低发泡材料有很高的刚性,能制成大型制品,可代替金属使用。低发泡用的改性PPE牌号是Noryl FN215,用化学发泡剂可得到均匀分散的气泡结构,在一般的注射成型机上可成型力低发泡塑料制品。

    (3)挤出 适宜挤出的改性PPE牌号有Noryl EN265、ENG265、EN212。采用L/D24、压缩比2.8~3.6的螺杆,加工温度215~260℃。

    (4)二次加工

    ①粘接 适用于PPE的粘合剂有橡胶系、聚氨酯系、环氧树脂系、有机硅系、丙烯酸酯系树脂。

    ②电镀PPE是一种容易电镀的塑料——可镀铜、镍、铬等,代替ABS用于需要耐温性更高的地方。

    4.合金

    MPPE的合金品种主要有MPPE/PA6、MPPE/PA66、MPPE/PBT、MPPE/PPS、MPPE/Ru橡胶)等。

MPPE/PA合金首先由美国GE公司为改善流动性能而开发,l984年上市的商标为Noryl GTX。这种塑料合金由结晶性、亲水性高的PA和非晶性亲油性的PPE组合而拥有各自聚合物都不具备的新的应用性能。从电子显微镜看它的切片可以看到这种合金的PA连续相中,均匀地分散着几微米大小的PPE分散相。PA和PPE纯属非相容的两种树脂,困此它的分散混合要靠相容化技术一使用兼容PA和PPE的相容剂。该相容剂是马来酸酐与PPE的反应物:

    附在PPE分子链上的酸酐基团能与PA中的酰胺基团反应而起相容剂作用。通过混炼进行合金化反应,随着分散相PPE颗粒的细微化,与PA的反应程度也就进一步提高。

    PPE/PA系合金中成为分散相的PPE弹性体越细,合金的冲击强度越高,也即分散粒子表面间的距离与合金塑料的悬梁冲击强度有关。当粒子间距离达到0.3~0.4μm以下时冲击强度上升,但该临界粒子间距离也随PPE分子量而不同,PPE的Mw为5.6万时PA的反应率为2.8%,它的悬梁冲击强度为4.7J/m,呈均衡性破坏;当PPE的Mw为2.1万时,PA的反应率为4.7%时悬梁冲击强度降为150J/m;呈脆性破坏。

    PPE/PA合金的用途之一是制作汽车车轮的轮益,能耐因急刹车产生的热量及行驶道上飞溅起来的石块冲击,能在苛刻环境下长期使用而且还有良好的装饰性外观。PPE/PA合金的玻纤增强塑料宜制作在机器脚踏车上的靠近发动机处的罩壳,它具有能复制模具形状、制品外观良好的特点。

    5.用途

    MPPE的用途构成办公设备上用占49%,汽车27%,电子电气20%,其他4%。主要制作各种设备的机壳、内外装饰板、低发泡塑料及中空制品等。

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