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第三章工程塑料热塑性聚酯1.概述由饱和二元酸和饱和二元醇缩聚得到的线性高聚物称为热塑性聚酯。热塑性聚酯品种很多，但目前最常使用的有两种：聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯2.聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯：英文名称polyethyleneterephthalate，简称PET。分子结构式为：（1）简介PET是饱和线形大分子，分子主链上支链化程度很低，结构规整，满足紧密堆砌的要求，因此易于结晶，导致PET具有高熔点、高强度。（2）结构PET分子主链中含有刚性的苯环和极性的酯基，并且酯基和苯环之间形成共轭体系，使得PET大分子刚性强，同时由于亚甲基组成，又使得其具有一定的柔顺性。（2）结构力学性能PET具有较高的拉伸强度、刚度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕变性；并可在较宽的温度范围内保持这种良好的力学性能，其中韧性突出，是最强韧的热塑性塑料之一。（3）性能2.聚对苯二甲酸乙二醇酯热性能PET树脂的的热稳性较好，长期使用温度为120℃，短期使用温度可达150℃，脆化温度为−70℃，−40℃时仍具有韧性；但有水存在时，在高温下极易降解。（3）性能2.聚对苯二甲酸乙二醇酯电学性能PET虽然是极性聚合物，但分子结构的对称性和几何规整性，使它在干燥条件下具有良好的电绝缘性，因而常作绝缘材料。随着温度的升高，电绝缘性能有所下降，且电性能会受到湿度的影响。（3）性能耐化学药品性能PET在室温下对一些极性溶剂和非极性溶剂较稳定。不耐强酸强碱，在强碱作用下能使其表面发生水解，在水蒸气的作用下也会发生水解，但在高温下可耐高浓度的HF、磷酸、甲酸、乙酸。（3）性能其他性能光学性能优良：用水冷却PET的熔体，可得到完全无定形的PET，透光率高达90%。耐候性优良：在室外暴露6年，其力学性能仍可保持初始值的80%。（3）性能其他性能气体阻隔性优良：对O2、H2、CO2等气体有较高的阻隔性，可作为食品包装材料。吸水性：具有一定的吸水性和水解性，但与其它酯类树脂相比，吸水性较低。（3）性能纤维类：用于纺织工业非纤维类包装容器薄膜工程塑料PET片材2.聚对苯二甲酸乙二醇酯（4）应用薄膜PET薄膜拉伸强度高、阻隔性好、尺寸稳定性极好，电气性能、耐热性、耐磨性、耐化学药品性优良，透明度可达90%。2.聚对苯二甲酸乙二醇酯（4）应用主要应用领域①感光膜：PET薄膜最大的应用领域，用于制造电影胶片片基、各种照相胶片膜、X射线胶片等。②磁带膜：录音带、录像带、电脑软磁盘、摄像机磁带等。薄膜③包装材料：食品、药品、咖啡、香烟、纺织品、精密仪器、电器元件等包装；与其它树脂复合制成复合膜，适用于冷冻和高温耐热处理食品的包装。薄膜④电气绝缘材料：电线和电缆护套、电容器、光敏电阻、绝缘胶带、薄膜开关、柔性印刷电路板等。⑤办公用品：如复印胶片、投影胶片、复写膜、书封面、标签、相册、地图覆面等。薄膜2.聚对苯二甲酸乙二醇酯（4）应用汽车领域：汽车风挡、后视镜、铰链、汽车前灯框、火花塞接线端、配电盘罩等。机械领域：凸轮、齿轮、发电设备、泵壳体、电动机架等。工程塑料（4）应用PET瓶主要用于食品、饮料包装：如啤酒瓶、食用油瓶、调味瓶、碳酸饮料瓶、矿泉水瓶、纯净水瓶等。包装容器（4）应用在非食品领域：用于包装农药、医药和日用品等，如化妆品、洗涤剂、香水等。包装容器（4）应用非结晶性PET片材：制造的容器用于食品、非食品等包装。结晶性片材：不透明，呈乳白色，可在−40~240℃范围内使用。发泡PET：可耐150~220℃高温，在食品包装、微波容器、保温层、屋顶绝缘层、电线绝缘、汽车等领域获得应用。片材（4）应用聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneterephthalate;简称PBT)分子结构式为：3.聚对苯二甲酸丁二醇酯（1）简介亚甲基重复单元增加为4个，柔性链长度增加，刚性链所占比例下降，即PBT的分子柔顺性增加，因此，PBT的刚性、硬度、Tg和熔点都比PET低，韧性比PET高，结晶速率比PET快，成型加工更容易。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯⑴力学性能PBT的拉伸强度和弯曲强度均低于PET的相应性能，有优异的冲击韧性，但PBT树脂对缺口敏感性高。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯⑵热学性能PBT的热稳定性较好，但在高温和高湿度条件下，易水解，导致机械性能降低。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯⑶电学性能PBT电性能优良，并对湿度变化不敏感，在150℃，电性能仍保持不变。温度、时间、频率等因素的变化对其影响很小。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯⑷结晶性能PBT的结构决定其可结晶，PBT的结晶速率比PET快得多，因此，加工性能优于PET。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯⑸化学性能耐化学性优良，可耐绝大多数溶液，特别能耐汽油、机油、刹车液、焊接油等，即使在较高温度下，也可耐不少化学品的侵蚀，包括大多数汽车液体。在强酸、强碱和强氧化剂环境中耐受能力下降；60℃以上易受芳烃和酮的侵蚀。（2）结构和性能（6）突出的摩擦和磨耗特性其本身摩擦系数很小，仅大于氟塑料，磨耗量比PC和POM小很多，增强后适于做各种转动、滑动的耐磨部件。（2）结构和性能3.聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT具有优良的力学、电气、耐化学腐蚀、易成型和低吸湿性等特点，应用领域包括电子电气、汽车工业、家用电器、仪器仪表、通讯和各种机械制造。（3）应用3.聚对苯二甲酸丁二醇酯聚酰亚胺工程塑料聚酰亚胺（PI）：是主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。1.概述全芳香聚酰亚胺分解温度一般都在500℃左右，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。聚酰亚胺可耐极低温，如在－269℃的液态氦中不会脆裂。2.聚酰亚胺的性能（1）热性能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为170Mpa以上，而联苯型聚酰亚胺达到400Mpa。2.聚酰亚胺的性能（2）力学性能不溶于有机溶剂，对稀酸稳定；不大耐水解，使聚酰亚胺可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺。2.聚酰亚胺的性能（3）化学药品性能良好的介电性能，在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。（4）电性能（5）耐辐射性能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％。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，如3D打印的口腔保护器。2.聚酰亚胺的性能聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。（6）其他性能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490℃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。3.聚酰亚胺的应用由于上述性能特点，聚酰亚胺在每一个方面都显示了极为突出的性能，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。3.聚酰亚胺的应用薄膜：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，透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用。3.聚酰亚胺的应用先进复合材料：用于航天、航空器及火箭部件，是最耐高温的结构材料之一。美国的超音速客机：飞行时表面温度为177℃，要求使用寿命为60000h，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。3.聚酰亚胺的应用纤维：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。泡沫塑料：用作耐高温隔热材料。胶粘剂：用作高温结构胶。3.聚酰亚胺的应用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，对a-粒子起屏蔽作用，减少或消除器件的软误差。3.聚酰亚胺的应用分离膜：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，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。3.聚酰亚胺的应用作业：聚酰亚胺分离膜