一、聚合物及其分類(lèi)
聚合物包括:熱固性聚合物和熱塑性聚合物。
1、熱固性聚合物:
通常為分子量較小的液態(tài)或固態(tài)預(yù)聚體,經(jīng)加熱或加固化劑發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)并經(jīng)過(guò)凝膠化和固化階段后,形成不溶、不熔的三維網(wǎng)狀高分子。

主要包括:環(huán)氧、酚醛、雙馬、聚酰亞胺樹(shù)脂等。
各種熱固性樹(shù)脂的固化反應(yīng)機(jī)理不同,根據(jù)使用要求的差異,采用的固化條件也有很大的差異。一般的固化條件有室溫固化、中溫固化(120C左右)和高溫固化(170C以上)。這類(lèi)高分子通常為無(wú)定型結(jié)構(gòu)。具有耐熱性好、剛度大、電性能、加工性能和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
2、熱塑性聚合物:
它們是一類(lèi)線形或有支鏈的固態(tài)高分子,可溶可熔,可反復(fù)加工而無(wú)化學(xué)變化。包括各種通用塑料(聚丙烯、聚氯乙烯等)、工程塑料(尼龍、聚碳酸酯等)和特種耐高溫聚合物(聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮等)。

這類(lèi)高分子分非晶(或無(wú)定形)和結(jié)晶兩類(lèi)。通常結(jié)晶度在20-85% 之間。具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、電絕緣、化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨潤(rùn)滑性好,生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。與熱固性聚合物相比,具有明顯的力學(xué)松弛現(xiàn)象;在外力作用下形變大;具有相當(dāng)大的斷裂延伸率;抗沖擊性能較好。


環(huán)氧樹(shù)脂是線型結(jié)構(gòu),必須加入固化劑使它變?yōu)椴蝗懿蝗鄣木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才有用途。常用的固化劑包括脂肪族或芳香族胺類(lèi),有機(jī)多元酸或酸酐等。
按固化工藝可分為三大類(lèi):
1)含有活潑氫的化合物,它仍在固化時(shí)發(fā)生加成聚合反應(yīng);
2)離子型引發(fā)劑,它可分陰離子和陽(yáng)離子;
3)交聯(lián)劑,它能與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的氫氧基進(jìn)行交聯(lián)。 [-page-]
(2) 雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂(BMI)
雙馬樹(shù)脂是馬來(lái)酸酐與芬香族二胺反應(yīng)生成預(yù)聚體,再高溫交聯(lián)而成的一類(lèi)熱固性樹(shù)脂。交聯(lián)后的雙馬樹(shù)脂具有不熔、不溶的特點(diǎn),
有高的交聯(lián)度,固化后的密度在1.351.4 g/cm3之間,玻璃化溫度(Tg)在 250- 300℃ 之間,使用溫度為150-200 ℃。

2、 熱塑性樹(shù)脂:
1)聚醚醚酮(PEEK)
PEEK是一種半結(jié)晶型熱塑性樹(shù)脂,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為143℃ ,熔點(diǎn)為334℃,結(jié)晶度一般在20-40%,大結(jié)晶度為48 % 。PEEK在空氣中的熱分解溫度為650℃,加工溫度在370-420℃,室溫彈性模量與環(huán)氧樹(shù)脂相當(dāng),強(qiáng)度優(yōu)于環(huán)氧,斷裂韌性極高,具有優(yōu)秀的阻燃性。PEEK基復(fù)合材料可在250℃的溫度下長(zhǎng)期使用。
2)聚苯硫醚(PPS)
結(jié)晶型聚合物,耐化學(xué)腐蝕性極好,在室溫不溶任何溶劑,可長(zhǎng)期耐熱至 240℃。
3)聚醚砜(PES)
非晶聚合物,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為225℃,可在180℃下長(zhǎng)期使用;有突出的耐蠕變性、尺寸穩(wěn)定性;熱膨脹系數(shù)與溫度無(wú)關(guān),無(wú)毒,不燃。
4)熱塑性聚酰亞胺
聚醚酰胺(PEI):長(zhǎng)期使用溫度為 180℃ 。
酰胺酰亞胺(PAI):Tg 達(dá)280℃,長(zhǎng)期使用溫度為 240℃。
高聚物特征溫度:玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg,
熔點(diǎn)Tm和粘流溫度Tf
在Tg以下:為硬而脆或硬而韌的固體(玻璃態(tài));在Tg附近:非晶高聚物轉(zhuǎn)變成軟而有彈性的橡膠態(tài);半晶高聚物轉(zhuǎn)變成軟而韌的皮革態(tài);熱塑高聚物Tg 基本固定;熱固高聚物Tg 隨其交聯(lián)度的增加而增加, 當(dāng)交聯(lián)度很高時(shí),達(dá)到Tg后無(wú)明顯的軟化現(xiàn)象。Tm(結(jié)晶)、Tf(非晶):成為高粘度的流體。


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