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核工业耐高温绝缘材料和不锈钢

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高性能PAEK聚芳醚酮的发展及应用

德国BASF公司利用对苯二甲酰氯和4，4-二苯氧基二苯甲酮通过亲电取代反应合成了对苯基位的PEKEKK，该产品的耐热性非常好，但是熔融加工成型非常困难，目前尚未实现工业化。

2.2PAEK的合成方法

根据酮键和醚键的引人方式，PAEK的合成路线可分为亲电取代的聚酮合成路线和亲核取代的聚醚合成路线。

（1）亲电取代法

亲电取代法是通过芳酞氯与芳烃进行Friedel-Crafts酰化反应制备PAEK的一种方法，通常采用BF、二氯化铝等Lewis酸作催化剂。该法的优点是成本低，原料易得，无需高温操作，但存在着产物易支化，催化剂、溶剂用量大、后处理繁琐等缺点。亲电取代法合成PAEK的典型品种是PEKK，单体为二苯醚和对（间）苯二甲酰氯，二者都是已工业化的大宗化工原料，因此可大幅降低成本，有利于工业化的实现。

（2）亲核取代法

亲核取代法是由双酚单体在碱金属碳酸盐作用下与芳香族二卤化物通过亲核取代反应形成醚键来制备PAEK的方法。该法的优点是产物相对分子质量高、产率高、制品性能好、易于工业化操作等，缺点是反应温度较高、工艺复杂、含氟单体价格昂贵。

20世纪80年代以来，PAEK材料受到越来越广泛的重视，也出现了其它的合成方法，如硝基取代法、硅醚取代法、芳醋取代法、金属催化缩合法等。

3PAEK的性能与改性

3.1PAEK的性能

①耐高温PAEK具有较高的Tg、熔点，它可在250℃下长期使用，瞬间使用温度可达300℃，在

②力学性能PAEK具有高强度、高模量和高断裂韧性及优良的尺寸稳定性。

③自润滑性PAEK具有出众的滑动特性，适合于在对摩擦系数和耐磨耗等要求严格的领域使用，具有突出的摩擦学特性，耐磨性优良。

④耐化学药品性PAEK具有优异的耐化学药品性，能溶解或破坏它的只有浓硫酸、氢氟酸、氯磺酸等强质子酸，耐腐蚀性与镍钢相近。

⑤阻燃性不添加阻燃剂，PAEK的阻燃等级UL94V-O级。

⑥耐剥离性PAEK的耐剥离性很好，因此可制成很薄的包覆电线或者电磁线，并可在苛刻条件下使用。

⑦耐疲劳性PAEK在很高的多变应力作用下具有很好的耐疲劳性，并具有长期耐负荷性。

⑧绝缘稳定性PAEK在很宽的温度范围具有良好的电绝缘性能，其介电损耗在高频情况下也很小。

⑨耐水解性PAEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的影响，可在高温高压的水中连续使用并保持优异特性。

⑩耐辐照性PAEK耐γ辐照能力很强，超过了通用树脂中耐辐照最好的聚苯乙烯。可以做成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好绝缘能力的高性能电线。

3.2PAEK的改性

（1）超支化PAEK

超支化聚合物以其高度的支化结构和低链缠结特性，使其具有高溶解性、低粘度、高流变性及含有大量末端官能团等独特的性质。近年来人们合成了较多的超支化PAEK，以扩大PAEK的应用领域，如ShuChingfong采用AB型单休通过亲电取代反应制备了一系列超支化PAEK，并确定了超支化PAEK的结构和支化度。

(2）环状PAEK

合成环状PAEK，进而通过开环聚合法合成高相对分子质量的线型PAEK较普通缩聚反应有以下优势：①相对分子质量小的环状低聚物一般都具有较好的溶解性、较低的熔点和熔体粘度；②聚合条件温和，可制得缩聚反应得不到的特殊结构的聚合物；③开环聚合中没有小分子副产物放出，可保证材料性能的稳定和均衡；④开环聚合是环状低聚物之间自身聚合，可自动保持等物质的量，容易制得相对分子质量高的聚合物。

杨利国等克服空间效应合成了电活性环状PAEK，因具其有独特的孔穴结构、良好的电学活性及优异的环境稳定性，已引起人们的广泛关注。

（3）热致液晶PAEK

了其热稳定性溶解性和阻燃性，增加了透明度。

（8)PAEK的共聚、共混改性

共聚对于PAEK的改性具有十分重要的意义，对其共聚改性方面的研究很多。蔡明中等利用低温溶液共缩聚反应合成了一系列PEKEKK/含萘环PEKEKK无规共聚物。研究表明，共聚物的Tg要比纯PEKEKK的高，而其熔融温度和结晶度则随共聚物中含萘环PEKEKK结构单元含量的增加而逐渐降低。共聚物具有优异的耐热性能及耐腐蚀性能。

利用共混改性获得兼具二者优良性能的共混材料，也是高分子合成研究中十分有效的手段。近年来，PEK类树脂与聚醚砜、聚芳酯、聚苯硫醚等高性能树脂进行共混改性已获得成功。

4PAEK的应用情况

（1)航空航天领域

作为最早在航空航天领域获得应用的热塑性材料，PAEK