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高功能特种工程塑料的创新使用

近十年至今，特殊工程塑料(high performance polymers/Ultra polymers)的运用早已慢慢从以前的军用和航天航空拓宽到愈来愈多的民用型行业，比如轿车，装备制造业，高档日用品这些。尤其是在其中在我国具备彻底独立现代化生产量的聚醚醚酮PEEK和聚苯醚PPS，在产品品质能够匹敌進口同种类原材料的另外，也是具备比较突出的价格的优势，行业前景十分看中。

图1：以PEEK环氧树脂为原材料做成的塑料软管，棒料及其耐磨损滚动轴承

PEEK和PPS可分类于晶形热固性塑料，表1梳理了这二种工程塑料的基础物理学和结构力学性能。从这当中能够见到PEEK在抗压强度，延展性，最大操作温度这些层面都较PPS更出色;而另一方面，PPS比较突出的成本费优点和更强的生产加工性能使其运用范畴更为普遍，其全世界生产能力和年年复合增长率在热固性特殊工程塑料上都位居前三甲。因为使用量的持续提高和主要用途的持续拓展，现如今PPS已被称作继PA，PC，PBT/PET，POM和PPO以后的第六大工程塑料。

图2：PPS早已愈来愈多的应用在汽车电子产品，刹车系统，及其柴油发动机內部及附近

因为PEEK和PPS十分出色的物理化学性能，非添充的纯环氧树脂经注塑加工和机械加工制造后就可以担任许多严苛标准下的繁杂运用。而PPS和PEEK历经添充和共混改性后，还能够进一步融合环氧树脂和填充料的优势，扩展增加值更加宽阔的运用。下边小编就融合自身很多年的改性工程塑料秘方设计方案工作经验，详细介绍2个PPS和PEEK高分子材料在民用型新的领域的全新升级探寻。

表1：PEEK和PPS基础物理学和结构力学性能比照，检测规范ASTM 

笔记本电脑前后盖板

传统式上，笔记本电脑后盖板用材一直是高流动性提高阻燃性PC或是PC/ABS铝合金的天地，之后伴随着笔记本电脑向轻巧便携式和大屏幕智能2个方位的发展趋势，笔记本电脑后盖板用材也是有非常一部分转为了阻燃性提高PA，那样做的一大益处便是能够不在提升化学纤维加上量的状况下，运用涤纶本身的高流通性和晶形，减少商品的注塑工艺难度系数并提升抗压强度和延展性。殊不知改性涤纶原材料的缺陷也很显著的：高吸水性造成 制品注塑加工后变形，及其涤纶阻然阻燃性管理体系的价格昂贵价钱和对工程力学性能的不良影响，限定了改性涤纶原材料运用在更薄，更高的笔记本电脑前后盖板上。为了更好地处理这个问题，近年来改性原材料界和各笔记本电脑大型厂都不谋而合的把眼光聚焦点在了PPS上。尽管原料成本费远超别的工程塑料，但小编觉得PPS的下列突显特性，决策了它在笔记本电脑前后盖板这一运用上拥有 别的环氧树脂所不能比较的独特优点：

本征阻燃性。与PC和PA不一样，PPS纯环氧树脂以及玻璃纤维/矿渣微粉添充的高分子材料不在加上一切无卤阻燃剂的状况下，能够轻轻松松做到V-0@0.8毫米乃至更薄薄厚的V-0阻燃性等级。尽管PC和PA拥有 比PPS更划算的价钱和更强的结构力学抗压强度(尤其是冲击性抗压强度)，可是加上了阻然阻燃性秘方(V-0@0.8毫米等级)的PC和PA高分子材料的成本费却会大幅度升高，许多情况下乃至高过具备同样结构力学抗压强度的PPS原材料。

极高流通性，这一优点主要是对于PC来讲。新一代轻薄本前后盖板(薄厚0.8-毫米)针对弯曲模量的规定通常达到15000 �C 17000 MPa(ASTM规范)。可是在3C领域严苛的成本管理工作压力下，秘方室内设计师通常被规定采用成本费更便宜的玻璃纤维，而不是碳纤维做为提高填充料。而针对PC以及铝合金来讲，其较弱的流通性决策了玻璃纤维加上量的限制一般不适合超出40 % (弯曲模量只能够做到10000 MPa，ASTM规范)。高些的加上量除开会比较严重危害原材料的流通性导致生产加工艰难外，还会继续造成表层浮纤，涨缩比较严重，结构力学性能下降等难题。而针对半晶形的PPS来讲，其十分高的流通性能够容许玻璃纤维添充量轻轻松松超出50 %，另外在高溫熔化共混挤压的全过程中，PPS相比于PC更低的黏度能够使玻璃纤维承受较低水平的裁切和挤压成型，进而在最后注塑工艺的产品中具备更长的保存长短，做到进一步提高应变速率的实际效果。

极低吸水性，这一优点主要是对于PA来讲。就流通性来讲，高添充的PA和PPS旗鼓相当;而针对结构力学抗压强度，同样添充量的PA高分子材料也要更占上风。可是除开阻然阻燃性的限定外，另一个PA运用于新一代笔记本电脑后盖板的牵制要素便是其较高的吸水性：对比高温尼龙PA6T 0.6-1 % 的吸水性，PPS 0.03 % 的吸水性基本上能够忽略。从而产生的不良影响是PPS产品因为吸湿形变而造成的商品不合格率要比相同条件下下的PA产品低得多。

与众不同的金属光泽和高些表层强度。触碰过PPS的材料工程师都了解，当一块PPS注塑加工制品坠落桌面上时，会传出PPS所特有的十分脆响的撞击声。根据特别制作模貝和有效模温的配搭，PPS注塑加工制品在每人必备的碰触下也会传出相近撞击金属材料的响声，其的表层也会如镜面玻璃般光洁，拥有 金属材料一样的光泽度。

大中小型便携式气动工具的传动系统曲轴连杆

但凡了解PEEK名字的原材料秘方和工艺工程师也是多少会对它的运用有一些掌握：趾高气昂的军用，航天航空，核电厂武器装备，即使中低端一点的也得是石油钻井机器设备或是是高档汽车的柴油发动机內部以及附近的耐高温构件。殊不知除开这种高端大气的行业，PEEK的运用实际上早已拓展到许多一般民用型专用工具和设备上。在一个小编十分了解的实例中，一款独特订制的PEEK高分子材料就被取得成功的用于注塑工艺一款手执气动工具的传动系统曲轴连杆(应生产商的保密性规定，这儿麻烦表露气动工具的实际主要用途和型号规格)。那麼到底是哪些的缘故促使PEEK能够替代质优价廉的多且更加牢固的金属复合材料呢?晓听小编的深入分析：

生产商历经详尽的辅助设计仿真模拟剖析和具体检测，证实了碳纤维材料提高的PEEK原材料的结构力学抗压强度(弯曲模量 > 12000 MPa，弯曲强度 > 200 MPa，无空缺冲击性抗压强度 300 - 400 J/m, ASTM 规范)和耐热性能(持续操作温度 > 200度)能够彻底考虑设计方案规定，而且还留出一定的安全性沉余。这也是全部以塑代钢类运用的前提条件。实际上在许多实际运用中，许多金属材料构件的结构力学性能全是大大的超出设计方案要求的。

这款PEEK高分子材料的一大非凡特点是其出色的耐磨损和自润滑轴承性能，能够完成传动系统曲轴连杆在隔膜真空泵润化的标准下推动联接件持续髙速健身运动;另外在一段时间的髙速运动后，在曲轴连杆和联接件触碰表层所累积的自润滑轴承填充料迁移层(比如PTFE)会促使页面间的摩擦阻力进一步减少，促进PEEK传动系统曲轴连杆的健身运动更为轻松畅顺，以致于在气动工具的全应用生命期内，都无须因为传动系统曲轴连杆磨坏的缘故而拆换构件或是加上润滑脂。而另一方面，传统式的金属材料传动系统曲轴连杆则必不可少有润滑脂或是滚柱轴承的相互配合才能够应用。伴随着传动系统曲轴连杆健身时间的提升，必须持续的加上润滑脂或是拆换磨坏的滚动轴承才可以确保设备的一切正常应用，大幅度降低了应用高效率并提升了专用工具应用成本费。

绿色环保及其高些的设计方案可玩性。应用PEEK生产制造的汽车轻量化传动系统曲轴连杆再融合上原文中所提及的出色自润滑轴承性能，会促使商品的应用耗能有相当程度的减少。另外一次性注塑工艺加工工艺的应用不但相比于金属材料混凝土浇筑加工工艺大幅度降低了散件生产成本;还能够完成商品外观设计设计方案的迅速改动和升級(根据模貝的改动和组成)，巨大的提升了商品的迭代更新速率，提高了公司的竞争能力。

纵览中国的PPS和PEEK高分子材料销售市场，绝大多数的国内商品全是模仿海外相近型号而发布的不一样占比的玻璃纤维/矿渣微粉提高规格型号，总体市场价稍低，竞争能力不强。特别是在市场竞争更加猛烈的PPS销售市场，一部分生产厂家乃至采用以收购 料/水口料再生产加工假冒全新料，或是以PPS/PA铝合金假冒PPS的知识产权侵权个人行为来争夺市场占有率，比较严重搅乱了市场监管，危害了中下游顾客和最后顾客的权益。根据之上2个实例的深入分析我们可以清晰的见到，应对这般现况，仅有在充足掌握商品运用和客户满意度的基本上根据自主创新的秘方设计方案，并加上完善靠谱生产加工工艺加工工艺，才可以最后冲出价格竞争的火爆，真实完成特殊工程塑料和的高效益运用。

来源于：新材料在线

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