Plastik, diklasifikasikan dengan suhu penggunaan jangka panjang, boleh dibahagikan kepada plastik tujuan umum, plastik kejuruteraan dan plastik suhu tinggi, di mana plastik suhu tinggi juga dikenali sebagai plastik tahan panas, plastik berprestasi tinggi, plastik kejuruteraan khas Dan sebagainya.
Plastik tujuan umum adalah plastik yang digunakan untuk jangka masa yang panjang pada suhu yang lebih rendah daripada 100 oC; Lima plastik tujuan umum termasuk polietilena (polietilena, PE), polipropilena (polipropilena, PP), polistirena (polystyrene, PS), polyvinyl chloride (polyvinyl chloride, PVC) Mereka mempunyai sifat mekanikal yang rendah tetapi digunakan secara meluas dalam pembungkusan, perkakas rumah dan industri pembinaan kerana pelbagai aplikasi dan sifat pemprosesan yang sangat baik.
Plastik Kejuruteraan, adalah plastik yang digunakan untuk jangka masa yang panjang pada suhu antara 100 oC hingga 150 oC; Lima plastik kejuruteraan utama termasuk polikarbonat (polikarbonat, PC), polyoxymethylene (polyoxymethylene, POM), polyester (polybutylene terephthalate, PBT), polyamide (polyamide, PA) dan polystyrena (polyphenylene, PA). Poliamida, PA) dan polifenilena oksida (PPO); Mereka mempunyai sifat mekanikal yang baik, rintangan kimia dan rintangan lelasan, melalui penambahan pengubah, dapat mengoptimumkan bahan, mudah untuk memproses plastik kejuruteraan digunakan secara meluas dalam industri automotif, elektronik dan jentera.
Plastik suhu tinggi, adalah plastik yang boleh digunakan untuk masa yang lama pada suhu lebih tinggi daripada 150 oC; Mereka mempunyai banyak sifat yang sangat baik yang hanya dapat ditunjukkan pada suhu kerja yang tinggi, termasuk sifat mekanik yang baik dan rintangan kimia yang sangat baik, tetapi juga rintangan radiasi, retardan api, dan sifat elektrik yang baik; Melalui pengubahsuaian, kestabilan dimensi dan ketegaran bahan dapat ditingkatkan sambil meningkatkan sifat geseran dan menyesuaikan kekonduksian elektrik; Dalam industri ketenteraan, penerbangan, aeroangkasa, automotif dan minyak dan gas, menggantikan logam dan seramik tradisional, plastik suhu tinggi terus mempunyai aplikasi baru dan mencabar, menjadi salah satu produk plastik yang paling pesat berkembang.
1. Plastik Kejuruteraan Bridging ke Plastik Suhu Tinggi - PPA, Para
Polyamides aromatik termasuk poliamida semi-aromatik (polyphthalamide, PPA) dan poliamida aromatik sepenuhnya (polyarylamide, para). Dengan memperkenalkan segmen rantaian amida semi-aromatik atau sepenuhnya aromatik yang mengandungi cincin benzena ke dalam rantaian utama molekul PA alifatik, sifat mekanikal, rintangan haba, dan kestabilan dimensi PA konvensional dipertingkatkan.
Pembekal utama PPA ialah BASF, DuPont, DSM, EMS, Evonik, Kuraray, Mitsui, Sabic dan Solvay, dan yang biasa ialah PA4T, PA6T, PA9T, PA10T dan PPAS.Table 1, , menunjukkan dan membandingkan sifat PA6, PA66 dan PPA. PPA, di mana PPA adalah PA6T/XT (hexamethylenediamine + methylglutylenediamine + asid terephthalic).
Pembekal utama para adalah DuPont, Kolon, Solvay, Teijin dan Tayho, dan lain-lain, yang paling terkenal adalah Nomex DuPont (Polyisophthaloyl isophthalamide) dan Kevlar (All-Para-Polyarylamide). ), kepingan dan serat; Ia tidak mempunyai titik lebur dan mula terurai pada 370 oC atau ke atas; Ia mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi, dan sifatnya dapat dibandingkan dengan PA6, PA66 dan PPA. Mula terurai; kekuatan dielektrik yang tinggi, dapat menahan voltan 40 kV/mm jangka pendek; Ketangguhan mekanikal yang baik (kertas penebat tebal 1.5 mm, kekuatan tegangan 1800 N/cm, pemanjangan pada pemecahan 8.0%); Dalam 220 OC boleh digunakan untuk masa yang lama selama lebih dari sepuluh tahun; rintangan kakisan kimia, rintangan penyinaran dan retardan api; Terutamanya digunakan untuk penebat elektrik (contohnya, transformer) dan retardant api, dan lain -lain. Borang produk utama Kevlar adalah serat dan lembaran; Tiada titik lebur, 427 oC di atas permulaan penguraian; Kekuatan yang tinggi, modulus tinggi dan ketangguhan (kekuatan tegangan serat 3.6 GPa, modulus tegangan 130 GPa, pemanjangan pada Break 3%); penggunaan jangka panjang suhu 180 oC; Terutamanya digunakan sebagai gentian super kuat dan bahan pengukuhan, yang digunakan dalam ketenteraan, penerbangan dan aeroangkasa dan komponen struktur lain.
2. Contoh penggantian keluli dengan plastik - PPS, PAEK, PI
Polyphenylene sulfida (PPS) adalah resin termoplastik, separuh kristal dengan ikatan benzena-sulfur dalam rantaian utama molekul. Pembekal utama PP adalah Celanese, DIC, Kureha, polyplastics, solvay, TOSOH, dan ZHEJIAN, dan ZHEJIG, .Pps boleh digunakan untuk jangka masa yang panjang pada suhu antara 180 hingga 220 oC dengan penyerapan air yang rendah dan kestabilan dimensi yang baik. Ia boleh digunakan untuk masa yang lama dalam julat suhu 180 hingga 220 oC, dengan penyerapan air yang sangat rendah dan kestabilan dimensi yang baik. Selepas pengubahsuaian, ia digunakan secara meluas sebagai bahan struktur dalam industri elektronik, elektrik, dan automotif. Jadual 2, menunjukkan sifat PP dengan Celanese's Fortron® sebagai contoh.
Polyaryletheton (PAEK) adalah semi-kristal, termoplastik, terutamanya termasuk polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK), polyetherketonetone (PEKK), dan sebagainya. Pekk), dan lain -lain. Perbezaan antara pelbagai jenis PAEK adalah komposisi kimia, perintah dan perkadaran keton eter, suhu peralihan kaca dari 143 hingga 175 oC, titik lebur dari 338 hingga 375 oC. Struktur molekul PAEK mengandungi cincin benzena, dengan sifat mekanikal yang baik, penebat elektrik dan rintangan kimia; ikatan eter dan supaya ia mempunyai fleksibel, dan boleh dibentuk dengan kaedah pemprosesan termoplastik. Pembekal utama Paek adalah Akro-plastik, Celanese, Evonik, Solvay dan Victrex. Jadual 3, sebagai contoh, menunjukkan sifat mengintip dari Victrex. Perlu dinyatakan bahawa Peek sedang berkembang pesat untuk wayar dan serbuk percetakan 3D, yang boleh didapati dari pembekal seperti Lehvoss, Indmatec, konsep pepejal dan lain -lain.
Polyimide (PI) adalah polimer yang mengandungi imide (-co-nh-co-) pada rantaian utama, termasuk tiga jenis pi alifatik, separa aromatik dan aromatik, berasaskan amorf, termoplastik dan termoset. PI tidak mempunyai titik lebur yang signifikan, rintangan suhu tinggi sehingga 400 oC, sifat penebat yang tinggi; Digunakan secara meluas dalam bidang penerbangan, aeroangkasa, mikroelektronik, nano, kristal cecair, membran pemisahan, laser, dan lain -lain. Bentuk produk utama PI. Bentuk produk utama PI adalah filem, serat, busa dan resin. 3e etese, Arakawa, Dupont, Kaneka, Mitsui, Taimide, dan lain -lain. Kekuatan tegangan DuPont's Type 100 Hn Pi Film yang diperbuat daripada Kapton® adalah 231 MPa dan 139 MPa pada 23oC dan 200 Oc, masing -masing. 231 MPa dan 139 MPa pada 23oC dan 200 Oc, masing -masing, dan modulus tegangan adalah 2.5 GPa dan 2.9 GPa, masing -masing. Aurum® sebagai contoh.
Antara plastik suhu tinggi, polyimides (PI) berada di bahagian atas piramid dari segi dimensi rintangan suhu. Polyimides dihasilkan oleh pempolimeran dianhydrides dan diamine, dan dengan memperkenalkan ikatan eter dan amida ke dalam rantai utama, poliether-imide (PEI) dan poliamida-imida (PAI) masing-masing boleh diperolehi. Untuk polyimides termoplastik yang tersedia secara komersil, PI, PEI dan PAI biasanya diwakili oleh Mitsui's Aurum®, Sabic's Ultem® dan Solvay's Torlon®. Jadual 5 menunjukkan sifat asas produk dari ketiga -tiga pembekal ini. Perlu diingat bahawa SABIC's Ultem® PEI telah mula digunakan dalam filamen percetakan 3D Stratasys (Ultem® 9085). Ringkasnya, polyimides boleh didapati dalam pelbagai produk dengan prestasi keseluruhan yang luar biasa, mulai dari filem, serat, salutan, busa, dan komposit, dan boleh dipilih untuk pelbagai tujuan permohonan.
Dalam plastik suhu tinggi, terdapat kelas bahan amorf dengan transmisi yang tinggi (ASTM D1003), yang merupakan plastik yang telus (transmisi cahaya yang kelihatan pada panjang gelombang 400-800nm adalah melebihi 80%), dan mempunyai suhu tahan panas yang lebih tinggi berbanding dengan suhu tahan panas berbanding dengan suhu tahan panas yang lebih tinggi berbanding dengan suhu tahan panas yang lebih tinggi berbanding dengan suhu tahan panas yang lebih tinggi berbanding kepada plastik telus yang biasa, PS, PC dan PMMA, yang dapat memenuhi keperluan yang lebih ketat untuk bahan pada suhu tinggi dalam hal menggantikan plastik untuk kaca.
3. Contoh plastik sebagai pengganti kaca - PSU, PESU, PPSU, PAR
Polysulfone (PSU atau PSF) adalah kelas resin termoplastik yang mengandungi -SO2- dalam rantaian utama, amorf. Terdapat tiga jenis utama polysulfone, bisphenol biasa A-jenis PSU, poliethersulfone (PESU) dan polyarylsulfone (PPSU), formula struktur ketiga-tiga ditunjukkan dalam gambar di bawah. Suhu penggunaan jangka panjang Polysulfone boleh mencapai 180 oC, rintangan haba jangka pendek boleh sehingga 220 oC, dengan kestabilan dimensi yang baik, penebat elektrik, rintangan kimia dan hidrolisis, terutamanya digunakan dalam automotif, elektronik dan elektrik, isi rumah (hubungan makanan) Dan bidang lain, terutama beberapa bahagian telus, adalah alternatif yang baik untuk logam, kaca dan seramik.
Pada masa ini, pembekal utama polysulfone adalah BASF, SABIC, SOLVAY, SUMITOMO dan sebagainya. Jadual 6 menunjukkan sifat PSU, PESU, dan PPSU menggunakan BASF's Ultrason® sebagai contoh. Ketiga -tiga mereka boleh diperkuat lagi dengan serat kaca dan serat karbon dan diproses dengan acuan suntikan dan penyemperitan.
Polyarylate (PAR) adalah sebatian polyaryl, resin termoplastik dengan cincin benzena dan ikatan ester dalam rantaian utama, dan amorfus.par mempunyai transmisi cahaya yang baik (hampir 90%), rintangan haba, pemulihan elastik, rintangan cuaca, dan api sifat retardan, dan terutamanya digunakan dalam peranti ketepatan, kereta, penjagaan perubatan, makanan, dan keperluan harian. Wakil tipikal PAR ialah UNITika's U-Polymer®, yang merupakan resin Bisphenol. Polymer®, kopolimer bisphenol A dan asid terephthalic dan isophthalic. Jadual 7 menunjukkan beberapa sifat U-polimer, dan patut disebutkan bahawa ketangguhan par adalah jauh lebih baik daripada plastik polysulfone.
4. Plastik Fungsi Khas (Fluoroplastics) - PVDF, PTFE, PCTFE, dan lain -lain .
Fluoroplastik adalah polyalkanes di mana beberapa atau semua atom hidrogen telah digantikan oleh atom fluorin. Enam fluoroplastik yang biasa termasuk polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinil eter copolymer (polyfluoroalkoxy, pFA) Copolymer (PFAVC). , FEP, etilena-tetra-fluoroethylene copolymer (etilena-tetra-fluoro-etilena, ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) dan polychlorotrifluroethylene (PCTEF). (PCTEF).
Secara keseluruhannya, fluoroplastik mempunyai rintangan kakisan yang sangat baik, rintangan suhu tinggi dan rendah, pekali geseran yang rendah, lubrasi diri dan sifat dielektrik yang baik, dan digunakan secara meluas dalam bahan kimia, elektronik, elektrik, penerbangan, aeroangkasa, jentera, pembinaan, perubatan, automotif dan bidang perindustrian lain. Ciri -ciri utama enam fluoroplastik ditunjukkan dalam Jadual 9, di mana PTFE cair kelikatan terlalu besar untuk digunakan dalam proses pengacuan suntikan; PFA, FEP, ETFE, PVDF dan PCTEF mempunyai prestasi pemprosesan yang lebih baik dan boleh dibentuk dengan pencetakan suntikan, penyemperitan dan proses lain. Pada masa ini, pembekal utama fluoroplastik adalah 3m, chemours (dahulunya fluoroplastics duPont), dakin, solvay, arkema, dan lain -lain. Bentuk produk termasuk profil, pelet, filem, serbuk, dan lain -lain. Sebagai PFA, FEP, ETFE, PVDF dan PCTEF, tidak sesuai untuk pengacuan suntikan. Perlu dinyatakan bahawa sesetengah fluoroplastik, seperti PVDF, mempunyai sifat khas seperti halangan dan piezoelektrik yang plastik suhu tinggi tradisional tidak mempunyai, dan berkembang pesat dalam beberapa aplikasi baru yang mencabar dalam bateri litium, semikonduktor dan industri lain.
Singkatnya, plastik suhu tinggi terutamanya termasuk poliamida aromatik (PPA, PARA), polifenilena sulfida (PPS), polyarylene ether ketone (puncak), polyimide (PI), polysulfone (PESU, PESU), PESSU), PESSU) Polimer kristal (LCP) dan plastik fluorin, dan lain-lain, dan penggunaan jangka panjang suhu 150 hingga 300 oC, ciri-ciri utama masing-masing adalah ciri utama mereka termasuk rintangan haba yang tinggi, kekuatan tinggi, ketelusan yang tinggi, ketidakstabilan yang tinggi dan tinggi Rintangan geseran, dan sebagainya, dan prestasi dapat diperbaiki lagi dengan pengubahsuaian. Plastik suhu tinggi ini mempunyai kelebihan dan kelemahan mereka sendiri, dalam industri aeroangkasa, automotif, elektronik dan lain untuk memenuhi pelbagai keperluan.
