工程塑料的發(fā)展歷史與分類(已修改)
2025-01-06 19:15 本頁面
【正文】 第三章 工程塑料 工程塑料 (Engineering plastics)是二十世紀50年代以后，隨著電子電器、汽車、航天太空、通訊及國防工業(yè)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在以通用塑料為基礎(chǔ)之下，崛起的新類型的高分子材料。工程塑料一般而言是指【 在 較寬的溫度范圍和較長期的使用時間，能夠保持優(yōu)良性能，并能承受機械應(yīng)力做為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料 】 。因此，工程塑料不僅可以代替金屬作為結(jié)構(gòu)性的材料，隨著高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工程塑料的發(fā)展將成為未來不可缺少的高分子材料。工程塑料的分類? 工程塑料的分類如同其他的高分子材料一樣，有很多種方法，例如耐熱特性、化學組成、結(jié)晶特性、應(yīng)用領(lǐng)域或是特殊用途；但是最常用的是以耐熱性作為分類，簡單敘述如下 :? ? 依耐熱性分類，一般以長期使用溫度 (以美國UL相對溫度指數(shù) (RTI)表示 ):? ? RTI在 100℃ ～ 150℃ 以下，稱為 通用工程塑料。? ? RTI在 150℃ 以上稱為高性能工程塑料或稱 特種工程塑料。? 另外也有人以熱變形溫度 (HDT)來分類。? 依化學組成分類，工程塑料可以分類為? 聚酰胺類 (俗稱尼龍 ):為目前使用數(shù)量最多、種類最多的工程塑膠材料。常用的尼龍材料有 — 尼龍 尼龍 6尼龍 4尼龍 1尼龍 1尼龍6T、尼龍 9T、尼龍 610等超過二十幾種尼龍。? ? 聚酯類 :? 聚碳酸酯 (PC)、聚對苯二甲酸丁二酯 (PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)、液晶聚合物 (LCP)、聚苯酯 (PHB)、聚芳酯 (PAR)。? ? 聚醚類 :? 聚甲醛 (POM)、聚苯醚 (PPO)、聚苯硫醚 (PPS)、聚醚醚酮 (PEEK)等。? 芳香族雜環(huán)聚合物 :? 聚酰亞胺 (PI)、聚醚亞胺 (PEI)、聚苯駢咪唑(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。? 就聚合物的形態(tài)，工程塑料可分為半結(jié)晶性 (semicrystalline)和非結(jié)晶或稱無定形 (Amorphous)兩大類。? ? 半結(jié)晶型 :? 聚酰胺 (PA, Nylon)、聚甲醛 (POM)、聚對苯二甲酸丁二酯 (PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚苯酯 (PAR)、聚醚醚酮 (PEEK)、氟樹脂、對稱性聚苯乙烯 (sPS)等? ? 非晶性 :聚碳酸酯 (PC)、聚苯醚 (PPO)、聚砜類 (PSU)、聚芳酯 (PAR)最后以下面三角形的圖說明，通用塑料、通用工程塑料與特種工程塑料的分類。工程塑料發(fā)展的歷史? 工程塑料做為塑膠工業(yè)的重要分支在于 30年代高分子理論中的高分子結(jié)構(gòu)與性能關(guān)係研究開始。最先提出來的是美國杜邦公司的卡洛斯 (. Carothers)于 1931年發(fā)明尼龍 66，堪稱為二十世紀百大科學發(fā)明之一。自尼龍 66開發(fā)來之后，許多的工程塑料陸續(xù)被研究及商業(yè)化。? 自從尼龍 66開發(fā)出來后，杜邦公司于 1959年商業(yè)化 聚甲醛 (POM)，由于其高剛性、高硬度與機械強度，使得其逐漸取代金屬，因此常被人稱為塑料鋼。 1958年德國拜耳公司發(fā)展了 聚酸酯 (PC)進一步擴展結(jié)構(gòu)性材料的應(yīng)用，加強了工程塑膠的市場展有率。 1964年美國奇異公司發(fā)展了 聚苯醚 ，熱性質(zhì)與電氣性質(zhì)相當優(yōu)異，但是加工性不佳，后了添加了耐沖擊苯乙烯之后，成功了開拓該原料的市場，也開啟了工程塑膠共溷改質(zhì) (alloy)的應(yīng)用。 1970年美國賽拉尼斯公司發(fā)展聚對苯二甲酸丁二酯 (PBT)， 成為五大泛用工程塑膠最后發(fā)展成功但是卻是成長率最快的工程塑膠材料。 聚酰胺類 (PAPA66)、 聚熱塑酯類 (PBT、 PET)、 聚碳酸酯 (PC)、 聚苯醚(PPO)和 聚甲醛 (POM)等五大類工程塑膠因為其使用量大且應(yīng)用面非常廣，因此被稱為五大通用工程塑膠。? 1964年美國杜邦公司成功開發(fā)出 聚酰亞胺 (PI)為迄今耐熱性最佳的高分子材料， PI的出現(xiàn)更推動了高性能工程塑料的發(fā)展。之后發(fā)展出 聚砜類樹脂 (PSU)、 聚苯硫醚 (PPS)等耐高溫材料。 1980年英國卜內(nèi)門公司開發(fā)成功融點 336℃ 的 聚醚醚酮(PEEK)進而開闊了聚醚酮類系列的高性能樹脂新領(lǐng)域。? 另外自 1976年柯達公司發(fā)表 p羥基安息香酸改性的 液晶性聚酯 后開啟了液晶聚酯的研發(fā)，在半結(jié)晶與非晶性塑膠之外另外有液晶行為的高分子材料，由于其特殊的自我補強、特殊配向行為與耐高溫特性，在航天太空與電子電器用途用量越來越高。以下列出主要工程塑膠工業(yè)化的年代與首家商品化的公司名稱。? 工程塑膠名稱 工 業(yè)化年代 首家商業(yè)化的公司? 尼龍 66 1939 (美國 )杜邦 . Du Pont? 尼龍 6 1942 (美國 ) . Farben Industry? 聚四氟乙烯 (PTFE)1945 (美國 )杜邦 . Du Pont? 尼龍 11 1955 (法國 ) Atochem? 聚碳酸酯 (PC)(酯交換法 )1958 (德國 )拜耳 Bayer? 聚甲醛 (POM)(單聚 )1959 (美國 )杜邦 . Du Pont? 聚碳酸酯 (PC)(光氣法 )1960 (美國 )奇異電器 GE? 聚甲醛 (POM)(共聚 )1961 (美國 )賽拉尼斯 Celanese? 聚醯亞胺 (PI) 1964 (美國 )杜邦 . Du Pont? 聚苯醚 (PPO) 1964 (美國 )奇異電器 GE? 聚砜 (PSU)1965(美國 )聯(lián)合碳化物 Union Carbide Corp.? 尼龍 12 1966 (德國 )H252。ls? 聚苯硫醚 (PPS) 1968 (美國 )菲利浦 Philips? 聚對苯二甲酸丁二酯 (PBT) 1970 (美國 )賽拉尼斯 Celanese? 聚醯胺醯亞胺 (PAI) 1971 (美國 )阿莫科 Amoco? 聚醚砜 (PES) 1972 (英國 )卜內(nèi)門 ICI? 聚醚醚酮 (PEEK) 1980 (英國 )卜內(nèi)門 ICI? 聚醚亞胺 (PEI) 1981 (美國 )奇異電器 GE? 尼龍 46 1992 (荷蘭 )帝斯恩 DSM? 聚對苯二甲酸醯胺 (PPA)1995
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