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110页Polyamide,聚酰胺为大分子主链上含有酰胺基团重复结构的一类聚合物,主要由二元酸和二元胺缩聚或由氨基酸内酰胺自聚合而成,俗称尼龙,英文名称为“polyamide”或“nylon”尼龙的种类很多,由二酸与二胺缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙 mp,其中 p 指二元酸的碳原子数,m 指二元胺的碳原子数例如尼龙 66指聚己二酸己二胺由内酰胺开环聚合或1-氨基烷酸缩聚制备的聚酰胺可命名为尼龙 p,其中p 指单体中的碳原子数Catalyst,R,C,NH,O,Invention of Nylon,1935年初 Carothers用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺(即聚酰胺 510 ),实验结果表明,这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝,而且不易吸水,很难溶,不足之处是熔点较低,所用原料价格很高,还不适宜于商品生产紧接着Carothers在 1935年 2月28日合成出聚酰胺 66这种聚合物不溶于普通溶剂,具有 263 oC的高熔点,由于在结构和性质上更接近天然丝,拉制的纤维具有丝的外观和光泽,耐磨性和强度超过当时任何一种纤维,而且原料价格也比较便宜,杜邦公司决定进行商品生产开发1938年10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了,并将这种合成纤维命名为尼龙,这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的通用商品名称。
杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时 11 年,耗费 2200 万美元,有230 名专家参加了有关的工作,终于在1939 年底实现了工业化生产Wallace H. Carothers,Properties of PA,PA的外观为乳白或淡黄色粒料,表观角质、坚硬有光泽,吸水率较大; PA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高,但易受吸湿性的影响,PA耐疲劳性较好,抗蠕变性较差,耐磨性优良 PA耐化学稳定性优良,尤其是耐油性突出,但耐酸碱及盐性能不好;PA的耐光性不好,在阳光下强度迅速下降而变脆,因此不能用于户外; PA具有明显的熔点,且熔点高,熔程较窄,熔体粘度低流动性好,但热稳定性较差Hydrogen bonds of Nylon,Nylon 6,6: 260 oC,Nylon 6: 220 oC,Nylon 11: 190 oC,Nylon 12: 175 oC,Aromatic Polyamide,C,O,C,O,NH,NH,(,),n,+ 2n HCl,Kevlar ,+ 2n HCl,Nomex ,Aromatic Polyamide,Preparation of PC,Interfacial Process,Ester Interchange,No Solvent, Pure Polymer with MW 30,000 Formed,+,NaCl,+,Polycarbonate,聚碳酸酯是指大分子主链含碳酸酯重复结构单元的一类聚合物,英文名为 Polycarbonate,简称 PC。
最典型的为双酚A型PC PC分子链中含有亚苯基,使得主链具有很高的刚性和体积效应,结晶能力差,基本属于无定型聚合物,具有优异的透明性PC力学性能优良,具有刚而韧的特点,冲击强度为热塑性树脂中最高,尺寸稳定性好; PC耐高低温性好,使用温度范围宽,线膨胀系数小,阻燃性好,属于自熄性材料; PC环境性能一般,不耐一些有机溶剂,耐紫外线性能不好,但耐空气和臭氧性较好;,PC是最优异的光学塑料品种之一,其透光率可达 93,折射率为1. 587 ,但耐磨性差、硬度低、双折射高的缺点使其不宜用于高精度光学制品中Bisphenol A Polycarbonate,机械性能优良,突出的冲击韧性是热塑性塑料中最高的中易形成稳定的超分子结构,即不对称、长而硬的原纤维结构 它们松散后,混乱交错构成的疏松网络,使聚合物中存在大量微空隙, 当受外力冲击时,纤维能迅速位移,微孔隙也能吸收冲击能, 从而显示出高韧性PC合金 种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷,PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能 具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等。
利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表面质量,降低密度和成本Development of POM,1895年,首次发现甲醛聚合低分子量POM方法; 1952年,DuPond公司的聚合物化学研究部在化学家Frank C指导下开发出了被称为“合成石头”的聚甲醛 1956年, DuPond公司在 Parkersburg 建立了生产 POM的工厂,商品名为 Delrin ,并于1960年开始商业化生产 1960年,美国 Celanese 公司开发成功以三聚甲醛和环氧乙烷制造共聚甲醛的技术,并于 1962年实现了工业化生产,其商品名为 Celcon 共聚甲醛虽然物理性能有所下降,但其稳定性有很大提高Polyester is a category of polymers which contain the ester functional group in their main chain. Although there are many polyesters, the term polyester as a specific material most commonly refers to polyethylene terephthalate (PET). 目前作为工程塑料使用的热塑性聚酯为芳香族聚酯(Aromatic polyester),主要包括: 聚对苯二甲酸乙二醇酯( Polyethylene terephthalate, PET) 聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate, PBT),PET,PBT,Polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯英文名为 Poly ethylene terephthalate,简称为 PET。
PET分子为高度对称芳环的线性聚合物,易于取向结晶 PET 为乳白色半透明体,膜的拉伸强度很高,耐磨性较好 PET 的耐热性能不高,但耐热老化性好 PET 的电绝缘性优良,在高频下仍能很好保持,但耐电晕性较差 PET 在高温和水蒸汽条件下不耐水、酸、碱的作用,对有机溶剂稳定PET 耐候性优良,可长期用于户外Transesterification (酯交换反应),结构与性能:,Polybutylene terephthalate,热塑性聚酯:聚对苯二甲酸丁二醇酯 英文名为 Poly butylene terephthalate,简称为 PBT PBT 为结晶性热塑性树脂,制品表面有光泽 纯 PBT 力学性能不好,但经过玻纤增强后有大幅度提高,PBT 耐蠕变性能优异,高温下尺寸稳定性高 PBT 经玻纤增强后热性能有大幅提高,线膨胀系数小 PBT 的绝缘性能优异,介电强度高 PBT 属于酯类聚合物,不耐强酸、强碱及苯酚类化学试剂,但耐油性好Special Engineering Plastics,特种工程塑料是比普通工程塑料的耐温、冲击性能更好,但价格更贵的一些工程塑料 常见的特种工程塑料包括,聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide, PPS) 聚砜(Polysulfone, PSF) 聚酰亚胺(Polyimide, PI) 聚醚酮(Polyether ketone, PEK) 聚醚醚酮 (Polyether ether ketone, PEEK),Fluoro Resin,分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。
具有优异的耐高低温性能、介电性能、化学稳定性、耐候性、不燃性、不粘性和低的摩擦系数等特性是国民经济各部门,特别是尖端科学技术和国防工业不可缺少的重要材料 氟树脂的主要品种有聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯(PVF)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(俗称可熔性聚四氟乙烯,PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(俗称氟塑料46,FEP)、四氟乙烯-六氟丙烯 全氟烷基乙烯基醚共聚物等其中以聚四氟乙烯为主PTFE,PCTFE,PVDF,PVF,FPE,Teflon,特氟隆:Teflon,是美国杜邦公司对其研发的所有碳氟树脂的总称(市面上常见为杜邦注册的“特富龙”),包括聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种共聚物;由于其独特优异的耐热(180260)、耐低温(-200)、自润滑性及化学稳定性能等,而被称为“拒腐蚀、永不粘的特氟隆”美国环境保护署表示,由于杜邦公司20多年来均未通报其制造特氟隆的一种关键原料全氟辛酸铵,可能会导致人类罹患癌症或影响生育功能,而特氟隆正是制造不粘锅的主要涂层。
一般来说 ,采用新型工艺合成的特氟隆可以避免以上问题,另外使用特氟隆不粘锅时,温度最好控制在200oC以下Gore-TEX,Bob Gore发现,在一定条件下迅速拉伸聚四氟乙烯(PTFE)可以生成一种强度很高的多微孔材料 这种材料每平方英寸有数十亿个小孔,孔径介于水蒸气分子和液滴之间,因此兼具有优异的防水和透气性这种材料被命名为Gore-TEX4.1.5.8 聚芳醚酮(PAEK),4.1.5.9 聚砜,4.1.5.10 聚酰亚胺 PI,薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料 涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用 先进复合材料:用于航天、航空器及火箭部件是最耐高温的结构材料之一 纤维:弹性模量仅次于碳纤维,作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物 泡沫塑料:用作耐高温隔热材料 电子工业上做印刷线路板、绝缘材料、耐热性电缆、接线柱、插座等领域 胶粘剂:用作高温结构胶聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产思考题,1. 尼龙的命名(化学名称):PA6、PA66、PA1010、PA610、PA6T、PA6/PA66 2. 说明PA中氢键与性能(熔点、吸水性、力学性能等)和用途的关系。
3. 比较PS、PC结构与性能的差异并分析原因 4. 解释POM结构与性能的关系 5. PPO性能的优缺点,如何改善其缺点? 6. 常见的聚酯有哪些品种? 7. 比较PBT、PET合成方法、结构、性能差异 8. PPS性能特点与改性品种有哪些? 9. 简述PTFE结构与性能的关系 10. 举出一些超级工程塑料的品种与用途。