第三章-熱塑性聚酯和聚酰亞胺課件

第三章工程塑料熱塑性聚酯第三章工程塑料熱塑性聚酯11.概述由飽和二元酸和飽和二元醇縮聚得到的線性高聚物稱為熱塑性聚酯。熱塑性聚酯品種很多，但目前最常使用的有兩種：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯1.概述由飽和二元酸和飽和二元醇縮聚得到的線性高聚物稱22.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯：英文名稱polyethyleneterephthalate，簡稱PET。分子結(jié)構(gòu)式為：（1）簡介2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯：（1）簡介3PET是飽和線形大分子，分子主鏈上支鏈化程度很低，結(jié)構(gòu)規(guī)整，滿足緊密堆砌的要求，因此易于結(jié)晶，導(dǎo)致PET具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度。（2）結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)4PET分子主鏈中含有剛性的苯環(huán)和極性的酯基，并且酯基和苯環(huán)之間形成共軛體系，使得PET大分子剛性強(qiáng)，同時(shí)由于亞甲基組成，又使得其具有一定的柔順性。（2）結(jié)構(gòu)PET分子主鏈中含有剛性的苯環(huán)和極性的酯基，并且酯基和苯環(huán)之5力學(xué)性能PET具有較高的拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕變性；并可在較寬的溫度范圍內(nèi)保持這種良好的力學(xué)性能，其中韌性突出，是最強(qiáng)韌的熱塑性塑料之一。（3）性能2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯力學(xué)性能（3）性能2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯6熱性能PET樹脂的的熱穩(wěn)性較好，長期使用溫度為120℃，短期使用溫度可達(dá)150℃，脆化溫度為?70℃，?40℃時(shí)仍具有韌性；但有水存在時(shí)，在高溫下極易降解。（3）性能2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯熱性能（3）性能2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯7電學(xué)性能PET雖然是極性聚合物，但分子結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和幾何規(guī)整性，使它在干燥條件下具有良好的電絕緣性，因而常作絕緣材料。隨著溫度的升高，電絕緣性能有所下降，且電性能會(huì)受到濕度的影響。（3）性能電學(xué)性能（3）性能8耐化學(xué)藥品性能PET在室溫下對(duì)一些極性溶劑和非極性溶劑較穩(wěn)定。不耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，在強(qiáng)堿作用下能使其表面發(fā)生水解，在水蒸氣的作用下也會(huì)發(fā)生水解，但在高溫下可耐高濃度的HF、磷酸、甲酸、乙酸。（3）性能耐化學(xué)藥品性能（3）性能9其他性能光學(xué)性能優(yōu)良：用水冷卻PET的熔體，可得到完全無定形的PET，透光率高達(dá)90%。耐候性優(yōu)良：在室外暴露6年，其力學(xué)性能仍可保持初始值的80%。（3）性能其他性能（3）性能10其他性能氣體阻隔性優(yōu)良：對(duì)O2、H2、CO2等氣體有較高的阻隔性，可作為食品包裝材料。吸水性：具有一定的吸水性和水解性，但與其它酯類樹脂相比，吸水性較低。（3）性能其他性能（3）性能11纖維類：用于紡織工業(yè)非纖維類包裝容器薄膜工程塑料PET片材

2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（4）應(yīng)用纖維類：用于紡織工業(yè)非纖維類包裝容器薄膜工程塑料PET片材12薄膜PET薄膜拉伸強(qiáng)度高、阻隔性好、尺寸穩(wěn)定性極好，電氣性能、耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)藥品性優(yōu)良，透明度可達(dá)90%。2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（4）應(yīng)用薄膜2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（4）應(yīng)用13主要應(yīng)用領(lǐng)域①感光膜：PET薄膜最大的應(yīng)用領(lǐng)域，用于制造電影膠片片基、各種照相膠片膜、X射線膠片等。②磁帶膜：錄音帶、錄像帶、電腦軟磁盤、攝像機(jī)磁帶等。薄膜薄膜14③包裝材料：食品、藥品、咖啡、香煙、紡織品、精密儀器、電器元件等包裝；與其它樹脂復(fù)合制成復(fù)合膜，適用于冷凍和高溫耐熱處理食品的包裝。薄膜③包裝材料：食品、藥品、咖啡、香煙、紡織品、精密儀器、電器15④電氣絕緣材料：電線和電纜護(hù)套、電容器、光敏電阻、絕緣膠帶、薄膜開關(guān)、柔性印刷電路板等。⑤辦公用品：如復(fù)印膠片、投影膠片、復(fù)寫膜、書封面、標(biāo)簽、相冊(cè)、地圖覆面等。薄膜2.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（4）應(yīng)用④電氣絕緣材料：電線和電纜護(hù)套、電容器、光敏電阻、絕緣膠帶16汽車領(lǐng)域：汽車風(fēng)擋、后視鏡、鉸鏈、汽車前燈框、火花塞接線端、配電盤罩等。機(jī)械領(lǐng)域：凸輪、齒輪、發(fā)電設(shè)備、泵殼體、電動(dòng)機(jī)架等。工程塑料（4）應(yīng)用工程塑料（4）應(yīng)用17PET瓶主要用于食品、飲料包裝：如啤酒瓶、食用油瓶、調(diào)味瓶、碳酸飲料瓶、礦泉水瓶、純凈水瓶等。包裝容器（4）應(yīng)用PET瓶主要用于食品、飲料包裝：如啤酒瓶、食用油瓶、調(diào)味瓶、18在非食品領(lǐng)域：用于包裝農(nóng)藥、醫(yī)藥和日用品等，如化妝品、洗滌劑、香水等。包裝容器（4）應(yīng)用包裝容器（4）應(yīng)用19非結(jié)晶性PET片材：制造的容器用于食品、非食品等包裝。結(jié)晶性片材：不透明，呈乳白色，可在?40~240℃范圍內(nèi)使用。發(fā)泡PET：可耐150~220℃高溫，在食品包裝、微波容器、保溫層、屋頂絕緣層、電線絕緣、汽車等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。片材（4）應(yīng)用非結(jié)晶性PET片材：制造的容器用于食品、非食品等包裝。片材（20聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate;簡稱PBT)分子結(jié)構(gòu)式為：

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（1）簡介聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（1）簡介21亞甲基重復(fù)單元增加為4個(gè)，柔性鏈長度增加，剛性鏈所占比例下降，即PBT的分子柔順性增加，因此，PBT的剛性、硬度、Tg和熔點(diǎn)都比PET低，韌性比PET高，結(jié)晶速率比PET快，成型加工更容易。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯亞甲基重復(fù)單元增加為4個(gè)，柔性鏈長度增加，剛性鏈所占比例下降22⑴力學(xué)性能PBT的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均低于PET的相應(yīng)性能，有優(yōu)異的沖擊韌性，但PBT樹脂對(duì)缺口敏感性高。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯⑴力學(xué)性能（2）結(jié)構(gòu)和性能3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯23⑵熱學(xué)性能PBT的熱穩(wěn)定性較好，但在高溫和高濕度條件下，易水解，導(dǎo)致機(jī)械性能降低。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯⑵熱學(xué)性能（2）結(jié)構(gòu)和性能3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯24⑶電學(xué)性能PBT電性能優(yōu)良，并對(duì)濕度變化不敏感，在150℃，電性能仍保持不變。溫度、時(shí)間、頻率等因素的變化對(duì)其影響很小。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯⑶電學(xué)性能（2）結(jié)構(gòu)和性能3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯25⑷結(jié)晶性能PBT的結(jié)構(gòu)決定其可結(jié)晶，PBT的結(jié)晶速率比PET快得多，因此，加工性能優(yōu)于PET。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯⑷結(jié)晶性能（2）結(jié)構(gòu)和性能3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯26⑸化學(xué)性能耐化學(xué)性優(yōu)良，可耐絕大多數(shù)溶液，特別能耐汽油、機(jī)油、剎車液、焊接油等，即使在較高溫度下，也可耐不少化學(xué)品的侵蝕，包括大多數(shù)汽車液體。在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑環(huán)境中耐受能力下降；60℃以上易受芳烴和酮的侵蝕。（2）結(jié)構(gòu)和性能⑸化學(xué)性能（2）結(jié)構(gòu)和性能27（6）突出的摩擦和磨耗特性其本身摩擦系數(shù)很小，僅大于氟塑料，磨耗量比PC和POM小很多，增強(qiáng)后適于做各種轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)的耐磨部件。（2）結(jié)構(gòu)和性能

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（6）突出的摩擦和磨耗特性（2）結(jié)構(gòu)和性能3.聚對(duì)苯二甲酸28PBT具有優(yōu)良的力學(xué)、電氣、耐化學(xué)腐蝕、易成型和低吸濕性等特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域包括電子電氣、汽車工業(yè)、家用電器、儀器儀表、通訊和各種機(jī)械制造。（3）應(yīng)用

3.聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT具有優(yōu)良的力學(xué)、電氣、耐化學(xué)腐蝕、易成型和低吸濕性等特29聚酰亞胺工程塑料聚酰亞胺工程塑料30聚酰亞胺（PI）：是主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物最為重要。

1.概述聚酰亞胺（PI）：是主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，其中以含31全芳香聚酰亞胺分解溫度一般都在500℃左右，是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。聚酰亞胺可耐極低溫，如在－269℃的液態(tài)氦中不會(huì)脆裂。

2.聚酰亞胺的性能（1）熱性能全芳香聚酰亞胺分解溫度一般都在500℃左右，是迄今聚合物中熱32聚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能，未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在100Mpa以上，均苯型聚酰亞胺的薄膜為170Mpa以上，而聯(lián)苯型聚酰亞胺達(dá)到400Mpa。

2.聚酰亞胺的性能（2）力學(xué)性能聚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能，未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在10033不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定；不大耐水解，使聚酰亞胺可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺。

2.聚酰亞胺的性能（3）化學(xué)藥品性能不溶于有機(jī)溶劑，對(duì)稀酸穩(wěn)定；2.聚酰亞胺的性能（3）化學(xué)34良好的介電性能，在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。（4）電性能（5）耐輻射性能聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，其薄膜在5×109rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為90％。良好的介電性能，在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的35聚酰亞胺無毒，可用來制造餐具和醫(yī)用器具，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性，如3D打印的口腔保護(hù)器。

2.聚酰亞胺的性能聚酰亞胺是自熄性聚合物，發(fā)煙率低。（6）其他性能聚酰亞胺無毒，可用來制造餐具和醫(yī)用器具，并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。36PI是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一，有的品種可長期承受290℃高溫，短時(shí)間承受490℃的高溫，另外力學(xué)性能、耐疲勞性能、難燃性、尺寸穩(wěn)定性、電性能都好，成型收縮率小，耐油、一般酸和有機(jī)溶劑，不耐堿，有優(yōu)良的耐摩擦，磨耗性能。

3.聚酰亞胺的應(yīng)用PI是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一，有的品種可長期承受37由于上述性能特點(diǎn)，聚酰亞胺在每一個(gè)方面都顯示了極為突出的性能，在眾多的聚合物中，很難找到如聚酰亞胺這樣具有如此廣泛的應(yīng)用方面。

3.聚酰亞胺的應(yīng)用由于上述性能特點(diǎn)，聚酰亞胺在每一個(gè)方面都顯示了極為突出的性能38薄膜：是聚酰亞胺最早的商品之一，用于電機(jī)的槽絕緣及電纜繞包材料，透明的聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底版。涂料：作為絕緣漆用于電磁線，或作為耐高溫涂料使用。

3.聚酰亞胺的應(yīng)用薄膜：是聚酰亞胺最早的商品之一，用于電機(jī)的槽絕緣及電纜繞包材39先進(jìn)復(fù)合材料：用于航天、航空器及火箭部件，是最耐高溫的結(jié)構(gòu)材料之一。美國的超音速客機(jī)：飛行時(shí)表面溫度為177℃，要求使用壽命為60000h，50%的結(jié)構(gòu)材料為以熱塑型聚酰亞胺為基體樹脂的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，每架飛機(jī)的用量約為30t。

3.聚酰亞胺的應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料：用于航天、航空器及火箭部件，是最耐高溫的結(jié)構(gòu)材40纖維：彈性模量僅次于碳纖維，作為高溫介質(zhì)及放射性物質(zhì)的過濾材料和防彈、防火織物。泡沫塑料：用作耐高溫隔熱材料。膠粘劑：用作高溫結(jié)構(gòu)膠。

3.聚酰亞胺的應(yīng)用3.聚酰亞胺的應(yīng)用41在微電子器件中的應(yīng)用：用作介電層進(jìn)行層間絕緣；作為緩沖層可以減少應(yīng)力、提高成品率；作為保護(hù)層可以減少環(huán)境對(duì)器件的影響，對(duì)a-粒子起屏蔽作用，減少或消除器件的軟誤