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東莞大江電子【耐高溫工程塑料匯總：8大類塑料金字塔頂端的材料】
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添加時間：2022-11-07
東莞大江電子【耐高溫工程塑料匯總：8大類塑料金字塔頂端的材料】
塑料按長期使用溫度分類，可分為通用塑料、工程塑料和高溫工程塑料，其中高溫塑料又被稱為耐熱塑料、高性能塑料、特種工程塑料等。
下面，我們重點介紹工程塑料中，耐熱性能好的一些材料。
工程塑料的長期使用溫度在100℃至150℃左右。五大工程塑料包括PA、POM、PBT、PC和PPO。通常應用于機械零件、汽車、電器電子等領域。
高溫工程塑料的使用溫度在150℃以上，這類材料除了較高的耐熱性和阻燃性外，通常還具有卓越的機械加工性能、耐老化性、尺寸穩定性和優良的電性能。
可以用于替換金屬材料，廣泛應用于電子電器、航空航天、醫療器材、汽車、軍事領域，是塑料金字塔頂端的材料。
常見的高溫工程塑料分為以下8類：
高溫尼龍（PA）
高溫尼龍主要有三類，分別是脂肪族尼龍、半芳香尼龍和全芳香尼龍：脂肪族尼龍——PA46
PA46是由丁二胺和己二酸縮聚而成的脂肪族聚酰胺，比起PA6和 PA66，PA46的每個給定長度的鏈上的酰胺數目更多，鏈結構更加對稱，這使得它的結晶度可以高達70%，并賦予其非常快的結晶速度。
PA46的熔點為295℃，未增強的PA46的HDT(熱變形溫度)有160℃，而經過玻纖的增強后，其HDT可高達290℃ ,長期使用溫度也有163℃。PA46獨特的結構賦予了其它材料無法達到的獨特性能。
半芳香尼龍——PPA
PPA由含苯環的二元酸和脂肪族二胺縮聚而成，其熔點介于310-325℃之間，熱變形溫度介于280-290℃。主要品種有PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等。
相比普通的PA66，PPA的吸水率很低，即使在冷水中浸泡幾年，其拉伸強度也可以保持80%以上，且PPA耐油性很好，即使在高溫下也對潤滑油、燃油有極高的抗性。PPA還具有極佳的尺寸穩定性和耐候性。
全芳香尼龍——PARA
PARA是由杜邦發明的，其中最著名的是Nomex（聚間苯二甲酰間苯二甲胺又叫芳綸1313）和Kevlar（全對位聚芳酰胺又叫芳綸1414）。
這類材料主要用于制備高性能纖維和片材，制成的纖維具有高強度、高剛性、高模量、高耐熱、高介電強度的特點。
可以應用于超強纖維和增強材料，用于軍事、航空和航天等結構部件。
聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚（PPS）是近年來發展最快、用量最大的特種工程塑料，具有優異的耐高溫性、耐化學性、耐候性、阻燃性、以及電性能，尺寸穩定性好等優勢，被廣泛應用于汽車、電子電氣、機械行業、石油化工、制藥業、輕工業以及軍工、航空航天、5G通信等領域，是應用最廣泛的特種工程塑料。PPS也是目前中國國產化程度最高的特種工程塑料，自給率可以達到80%以上。
聚芳醚酮（PAEK）類
聚芳醚酮（PAEK），是主鏈由亞苯基環通過醚鍵、酮鍵連接而成的聚合物，按照醚基、酮基數量和順序不同可分為聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮醚酮酮（PEKEKK）等。PEEK（聚醚醚酮）
PEEK是一種綜合性能優良的特種工程塑料。其耐熱性、耐水性、耐溶劑性、電絕緣性優異；疲勞強度高；耐放射性是所有塑料中最好的；氧指數較高，燃燒時產生的煙少且無毒。
PEK（聚醚酮）
PEK由于其分子結構中的醚鍵和酮基的比例低于PEEK，因而其熔點和玻璃化溫度均高于PEEK ，耐熱性優于PEEK，連續使用溫度為250℃。
PEKK（聚醚酮酮）
PEKK中文名叫聚醚酮酮，是一種高性能材料。這種材料熔點很高，差不多有300℃到600℃，還有很強的耐化學性和耐磨損性。近年來PEKK在3D打印領域的應用進展飛速，比傳統3D打印材料具有更好的性能。
聚酰亞胺（PI）類
聚酰亞胺（PI）是分子結構含有酰亞胺基鏈節的芳雜環高分子化合物 ，是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一，能耐受極端溫度，熱分解溫度高達600℃，在-269℃的液氦中不會脆裂。此外還擁有極佳的機械性能、耐酸堿性能、生物相容性和電性能。聚酰亞胺工程塑料可分為既有熱固性也有熱塑性，可分為聚均苯四甲酰亞胺 (PMMI) 、聚醚酰亞胺 (PEI) 、聚酰胺一酰亞胺 (PAI)等，在不同領域有著各自的用途。
PMMI在1.8MPa的負荷下熱變形溫度達360℃，電性能優良，可用于特種條件下的精密零件 ，耐高溫自潤滑軸承、密封圈、鼓風機葉輪等 ，還可用于與液氨接觸的閥門零件，噴氣發動機燃料供應系統零件。
PEI具有優良的機械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高溫和耐磨性能，熔融流動性好，成型收縮率為0.5％～0.7％，可用注射和擠出成型，后處理較容易，還可用焊接法與其他材料結合，在電子電器、航空、汽車、醫療器械等產業得到廣泛應用。
PAI的強度是當前非增強塑料中最高的，拉伸強度為190MPa，彎曲強度為250MPa，在1.8MPa負荷下熱變形溫度高達274℃。PAI具有良好的耐燒蝕性和高溫、高頻下的電磁性，對金屬和其他材料有很好的粘接性能，主要用于齒輪 、軸承和復印機分離爪等，還可用于飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結構材料。
聚砜（PSU）
PSU是略帶琥珀色、非晶型透明或半透明聚合物，其力學性能優異、剛性大、耐磨、高強度，即使在高溫下也保持優良的機械性能是其突出的優點；其范圍為為-100~150℃,，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度為 190℃。聚芳酯（PAR）
聚芳酯（PAR）是主鏈上含有苯環和酯鍵的熱塑性樹脂。PAR具有良好的透光率（接近90%）、韌性、耐熱性、彈性回復、耐候性和阻燃性能，連續使用溫度最高達到170℃。主要用于精密器件、汽車、醫療、食品及日用品。PAR結構與PC相似，其性能大體一樣，可共用模具成型，但PAR的主鏈上芳環密度高，使得PAR耐熱性比PC更好，熱變形溫度比PC高20~40℃，且耐紫外線性、耐蠕變性優異。但斷裂伸長率和抗沖擊性能不如聚碳酸酯。
液晶聚合物（LCP）
LCP中文名稱為液晶化合物，所謂“液晶”就是在熔融狀態既擁有液體的流動性，又保持晶體的分子有序排列狀態的物質。LCP的機械性能優秀，最大的特點是隨著壁厚的變薄，相對強度反而增大。LCP擁有較好的熱性能，連續使用溫度可以達到200℃-300℃。
LCP的介電常數和介電損耗很小，因此被應用于電子器件上，如連接器、插槽、開關、支架和傳感器等。最廣受研究關注的是手機5G天線的應用。
氟塑料類
氟塑料（Fluoroplastie）指用氟樹脂制成的塑料。主要品種有聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）、聚全氟乙丙烯（FEP），聚偏氟乙烯（PVDF）等。使用溫度在150℃-260℃之間。
