一、材料简介
聚苯醚(PPO)中文名又叫聚苯醚,是世界五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、耐热性高、难燃,强度较高电性能优良等优点。另外,PPO还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度,湿度的影响。可用于低、中、高频电场领域(介电常数越小,绝缘性越好)PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脱化温度-170℃。(PPO或PPE)又称聚亚苯基氧,化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚。是2,6-二甲基苯酚通氧并在催化剂的作用下进行氧化缩合反应而成的线型聚合物。
一般呈土黄色粉末状。常用的是由 2,6-二甲基苯酚合成的聚苯醚,具有优良的综合性能,最大的特点是在长期负荷下,具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性,使用温度范围广,可在-127~121℃范围内长期使用。具有优良的耐水、耐蒸汽性能,制品具较高的拉伸强度和抗冲强度,抗蠕变性也好。此外,有较好的耐磨性和电性能。
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二、物理性质
1、为白色颗粒。综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。
2、有突出的电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。
3、MPPO为PPO与HIPS共混制得的改性材料,目前市面上的材料均为此种材料。
4、有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,PPO的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。
5、阻燃性良好,具有自熄性,与HIPS混合后具有中等可燃性。质轻,无毒可用于食品和药物行业。耐旋光性差,长时间在阳光下使用会变色。
6、可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤维等进行共混改性处理。
三、材料性能
A、PPO塑胶原料无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。
B、在很宽温度、频变范围内电性能好,不水解、成型收缩率小,难燃有自熄性,耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差,易溶胀或应力开裂。
C、它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。
D、聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。
E、PPO塑胶原料的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。
F、PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。
G、主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难。
四、成型性能
1.非结晶料,吸湿小。
2.流动性差,为类似牛顿流体,粘度对温度比较敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度,模具应加热,浇注系统对料流阻力应小。
3、聚苯醚的吸水率很低0.06%左右,但微量的水分会导致产品表面出现银丝等不光滑现象,最好是作干燥处理,温度不可高出150度,否则颜色会变化。
4、聚苯醚的成型温度为280-330度,改性聚苯醚的成型温度为260-285度。
五、应用领域
1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。
2、可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件,可代替不锈钢使用。
3、可制作螺丝、紧固件及连接件。
4、电机、转子、机壳、变压器的电器零件。
5、PPO和MPPO 主要用于电子电器、汽车、家用电器、办公室设备和工业机械等方面,利用MPPO耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性、耐擦伤、耐剥落。
6、可涂性和电气性能,用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩。
7、电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、机械部件护罩、开关继电器、调谐设备、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件。
8、家用电器上用于电视机、摄影机、录象带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件。可作复印机、计算机系统,打印机、传真机等外装件和组件。
9、另外可做照相机、计时器、水泵、鼓风机的外壳和零部件、无声齿轮、管道、阀体、外科手术器具、消毒器等医疗器具零部件。
10、大型吹塑成型可做汽车大型部件如阻流板、保险杠、低发泡成型适宜制作高刚性、尺寸稳定性、优良吸音性、内部结构复杂的大型制品,如各种机器外壳、底座、内部支架、设计自由度大,制品轻量化。
六、注塑工艺
l) 非结晶料、吸湿小,PPO的吸水率很低,但水分会使制品表面出现银丝、气泡等缺陷,为此,可将原料置于80~1OOC的烘箱申,干燥1-2h后使用。
2)PPO的分子键刚性大,玻璃化转化温度高,不易取向,但强迫取向后很难松弛。所以制品内残余内应力较高,一般要经过后处理。
3)PPO为无定型材料,在熔融状态下的流变性接近于牛顿流体,但随温度的升高偏离牛顿流体的程度越大。
4)PPO熔体的粘度大,因此加工时应提高温度,并适当提高注射压力,以提高充模能力。
5)PPO的回料可重复使用,一般重复使用3次,其性能没有明显降低。
6)对PPO熔体宜采用螺杆式注塑机成型,喷嘴采用直通式为佳,孔径为3-6mm
7)在PPO注塑成型时,宜采取高压、高速注射,保压及冷却时间不能太长。
8)模具的主流道宜采用较大的锥度或采用拉料钩,浇道以短粗为好。
9)浇口宜采用直接式、扇形或扁平形,采用针状浇口时直径应适当加大,对于长浇道可采用热流道结构。
10)PPO的成型收缩率较小,一般为0.2%一0.7%,因而制品尺寸稳定性能优良。
11)流动性差,为类似牛顿流体,粘度对温度比较敏感,制品厚度一般在0.8毫米以上。极易分解,分解时产生腐蚀气体。宜严格控制成型温度,模具应加热,浇注系统对料流阻力应小。
12)聚苯醚的吸水率很低0.06%左右,但微量的水分会导致产品表面出现银丝等不光滑现象,最好是作干燥处理,温度不可高出150度,否则颜色会变化。
13)聚苯醚的成型温度为280-330度,改性聚苯醚的成型温度为260-285度。 PPO塑胶原料注塑工艺熔料温度:270-290℃
七、PPO改性
未经改性的聚苯醚(PPO)树脂具有良好的力学性能、电性能、耐热性、阻燃性以及化学稳定性等,但是它的耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低,另外它存在一个致命的弱点——熔体粘度高,加工成型性极差,纯PPO树脂不能采用注射方法成型,这样大大限制了它的应用。
为了克服这些缺点,或赋予其新的性能,人们对PPO进行了多种改性。其方法有化学(共聚、嵌段、接枝和网化等)和物理(共混、填充、增强和微发泡等)改性两种。
化学改性主要包括:
(1) 对PPO的结构进行改性,如用溴化、磷酸酯化、磺酰化、羧基化等来提高PPO的溶解性和透气性以用于膜材料,或是赋予PPO的阻燃性而用于阻燃材料;
(2) PPO的主链或端基与带官能团的小分子进行反应,赋予PPO一定的极性和反应活性,用于PPO合金的增容剂;
(3) PPO与其他高分子或小分子通过嵌段或接枝共聚获得新材料或用作PPO合金的增容剂;
聚苯醚的物理改性中研究最为活跃的是PPO的合金化,主要包括:
(1)利用PPO与聚苯乙烯(PS)在宽广组成范围内的相容性与各种带苯乙烯单元的聚合物共混来制备PPO/PS型合金,即第一代PPO合金;
(2)通过与其它工程塑料,如聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)等共混制备高性能的PPO合金,即第二代PPO合金。
另外,可以按组分间的相容性将聚苯醚合金分为:
(1)相容体系,主要是指PPO/PS;
(2)非相容体系,包括PPO/PA、PPO/PBT、PPO/PET、PPO/聚四氟乙烯(PTFE)、PPO/聚烯烃(PO)等;
(3)部分相容体系,包括PPO/聚碳酸酯(PC)、PPO/PPS,PPO/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS),PPO/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、PPO/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PPO/苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)等。
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