中国常用工程塑料性能及发展.pdf

工程塑料(Engineering plastics)是二十世纪50 年代以后，随着电子电器、汽 车、航天、通讯及国防工业等高技术产业的发展，在以泛用塑料为基础之下，崛 起的新类型的高分子材料。工程塑料一般而言是指【在较宽的温度范围和较长期 的使用时间，能够保持优良性能，并能承受机械应力做为结构材料使用的一种塑 料】。因此，工程塑料不仅可以代替金属作为结构性的材料，随着高科技产业的 发展，工程塑料的发展将成为未来不可缺少的高分子材料。 工程塑料的分类 工程塑料的分类如同其它的高分子材料一样，有很多种方法，例如耐热特性、 化学组成、结晶特性、应用领域或是特殊用途；但是最常用的是以耐热性作为分 类，简单叙述如下:  依耐热性分类，一般以长期使用温度(以美国UL 相对温度指数(RTI)表 示):  RTI 在100℃～150℃以上，称为泛用工程塑料。  RTI 在150℃以上称为高性能工程塑料或称超级工程塑料。 另外也有人以热变形温度(HDT)来分类。  依化学组成分类，工程塑料可以分类为  聚酰胺类(俗称尼龙):为目前使用数量最多、种类最多的工程塑料材 料。常用的尼龙材料有— 尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙11、尼龙12、尼龙6T、尼龙9T、 尼龙610 等超过二十几种尼龙。  聚酯类: 聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、液晶聚合物(LCP)、聚苯酯(PHB)、聚芳酯(PAR)。  聚醚类: 聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。  芳香族杂环聚合物: 聚酰亚胺(PI)、聚醚亚胺(PEI)、聚苯骈咪唑(PBI)等。  含氟聚合物: 聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚 氟乙烯(PVF)等。  就聚合物的型态，工程塑料可分为半结晶性(semi-crystalline)和非结 晶或称无定型(Amorphous)两大类。  半结晶型: 聚酰胺(PA, Nylon)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚 对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、氟树脂、 对称性聚苯乙烯(sPS)等  非晶性:聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚砜类(PSU)、聚芳酯(PAR) 本段最下面三角形的图说明，泛用塑料、泛用工程塑料与高性能工程塑料 工程塑料发展的历史 工程塑料做为塑料工业的重要分支在于30 年代高分子理论中的高分子结构 与性能关系研究开始。最先提出来的是美国杜邦公司的卡洛斯(W.H. Carothers) 于1931 年发明尼龙66，堪称为二十世纪百大科学发明之ㄧ。自尼龙66 开发来 之后，许多的工程塑料陆续被研究及商业化。 自从尼龙66 开发出来后，杜邦公司于1959 年商业化聚缩醛(POM)，由于其 高刚性、高硬度与机械强度，使得其逐渐取代金属，因此常被人称为塑料钢。1958 年德国拜耳公司发展了聚酸酯(PC)进一步扩展结构性材料的应用，加强了工程塑 料的市场展有率。1964 年美国奇异公司发展了聚苯醚，热性质与电气性质相当 优异，但是加工性不佳，后了添加了耐冲击苯乙烯之后，成功了开拓该原料的市 场，也开启了工程塑料共混改质(alloy)的应用。1970 年美国赛拉尼斯公司发展 聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，成为五大泛用工程塑料最后发展成功但是却是成长 率最快的工程塑料材料。聚酰胺类(PA6、PA66)、聚热塑酯类(PBT、PET)、聚碳 酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)等五大类工程塑料因为其使用量大且应用 面非常广，因此被称为五大泛用工程塑料。 1964 年美国杜邦公司成功开发出聚亚酰胺(PI)为迄今耐热性最佳的高分子 材料，PI 的出现更推动了高性能工程塑料的发展。之后发展出聚砜类树脂(PSU