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第七章特种工程塑料

特种工程塑料是工程塑料中具有较高的热变形温度（150～300℃以上）和较高的力学强度品种，典型的品种包括氟塑料、聚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺以及聚芳酯、氯化聚醚和聚醚醚酮等。

本章以学习聚四氟乙烯塑料为主。

第一节聚四氟乙烯

氟塑料为含有氟原子的各种塑料总称，是含氟单体的均聚物或共聚物。这些氟塑料均是性能优异的特种工程塑料，其中应用最广、产量最大的是聚四氟乙烯(PTFE)。

一、聚四氟乙烯的结构性能特征

PTFE是采用自由基聚合方法聚合而成，如下式：

nCF2CF2·CF2CF2·n

1、PTFE的分子结构与PE相似，对称性和

规整好，几乎无支链，易于结晶。一般制品结晶度达57%～75%，最高可达93%～97%。

制品乳白色，不透明。

2、PTFE为白色、无臭、无味、无毒的

蜡状白色粉末，不燃烧、难粘接、不吸水，

表面手感滑腻。

根据结晶度的不同密度在2.14～2.30g/cm3之间，是现有塑料材料中密度最大的品种。

3、对称，大分子极性很小，大分子间及与其它分子间引力都很小，从而使其表面呈极端惰性。其表面自由能是已知固体材料中表面自由能最小的材料之一，具有高度的？

不粘附性和最低的摩擦系数，是良好的耐磨、减磨和自润滑材料。

4、PTFE的熔点约为327℃,具有优异的

耐高、低温性能，长时间工作温度范围在-

195～260℃之间，短期甚至可达300℃。

5、PTFE大分子链中只存在C－F键和C-C键，氟原子的体积大，能把主链上的碳原子屏蔽起来，这种结构使其具有耐腐蚀，以及优异的耐候性。

PTFE具有优异的化学稳定性，它的化学稳定性超过了玻璃、陶瓷、不锈钢，甚至比金、铂还稳定。这是其称之为“塑料王”的重要原因之一。

二、聚四氟乙烯的成型加工与应用

1、加工特性

PTFE的熔体黏度极高，加热到熔点327℃以上也不能流动，不能用一般热塑性塑料加工方法，多采用与粉末冶金”类似的冷压与烧结相结合的成型加工方法。

2、成型加工

常用的有冷压烧结成型、模压成型、挤出成型、推压成型、液压成型等。

但无论哪种方法都必须先后经过制坯、烧结、冷却三个步骤。

为什么在冷压烧结成型中可观察到型坏由不透明到透明，再到不透明的过程？

PTFE活塞环、导向带、导向环

轴套

耐磨制品

玻纤增强制品

各种密封件

第二节聚砜类塑料

聚砜类塑料是一类主链结构中含有二苯砜基的线型热塑性工程塑料，其中双酚

A型聚砜产量最大、应用最广，英文代号PSU，结构式为：

nNaO《》CH3CCl ONa+nClSO

nNaO《》

CH3C

Cl

CH3

CH3—CO

CH3

—C

+2nNaClnOSO

+2nNaCln

CHO

CH

3

PSU是一种具有较高力学性能和耐热性的非晶聚合物，如：

PSU的Tg为190℃,热变形温度175℃,可长期在－100～150℃下使用。

在150℃时其拉强度仍能达到60MPa，而此时大多数通用工程塑料已失去使用价值。

PSU的抗蠕变性十分优异，室温时在21MPa应力作用下经1000h，蠕变量仅为1%，在99℃的热空气中，在上述应力作用下一年，蠕变量仍低于2%。

PSU可采用注塑、挤出、吹塑等成型，其制品主要应用于以下几方面：

电子电器工业、机械工业、医药、食品领域、航天航空

聚砜薄膜及中空纤维用于制造宇航员的面罩及宇航服等