常見特種工程塑料簡介

特種工程塑料是具有通用塑料所不具有的特種功能，可用于高端領域嚴苛需求的高分子材料。

從20世紀60年代以來，為滿足電子、電工、航空、航天、軍工等領域要求而發展起來的一類綜合性能優異的結構型、耐熱熱塑性工程塑料和耐熱聚合物。這些塑料廣泛用于化工、電子、機械、汽車制造、航空、建筑、交通等工業。

一、特種工程塑料

聚苯硫醚

它具有優異的耐化學性和尺寸穩定性，分子中含有芳香環，使其具有高強度、高模量、高阻燃、高尺寸穩定性、耐腐蝕、絕緣、耐高溫、耐輻射、良好的耐溶劑和耐化學腐蝕性及良好的機械和電學性能，即使在高溫下也能保持較高的機械強度，連續使用溫度為200～240℃。主要應用于汽車、電子電器、過濾材料等領域。

現已被國際公認為燃煤電廠煙道氣袋式除塵的首選濾材。同時，在航空器的阻燃隔熱、電子工業的介電絕緣等廣泛的民品與軍品領域得到應用，成為高技術纖維的重要成員，是一種不可或缺的新材料。

聚酰胺酰亞胺

酰亞胺環和酰胺鍵有規則交替排列的一類聚合物。聚酰胺-酰亞胺的強度是當今世界上任何工業未增強塑料不可比擬的，通過后固化增加分子量提供更優良的性能。它可在220℃下長期使用，300℃下不失重，450℃左右開始分解。其粘接性、柔韌性及耐堿性更佳，可與環氧樹脂互混交聯固化，耐磨性良好。

聚酰胺-酰亞胺具有優良的機械性能。模制塑料主要用于齒輪、輥子、軸承和復印機分離爪等。它具有良好的耐燒蝕性能和高溫、高頻下的電磁性，可作飛行器的燒蝕材料、透磁材料和結構材料。它對金屬和其它材料有很好的粘接性能，適用作漆包線漆、浸漬漆、薄膜、層壓板材、涂層和粘合劑。例如：用它制作的漆包線已用于H級深水潛水電機上；層壓板用于印刷線路板和插座；薄膜作絕緣包扎材料。

聚苯酯

聚苯酯具有優異的耐腐蝕性，對大多數溶劑和化學物質具有較好的抗性；有較高的耐熱性和耐候性。在高溫下不易變形和熔融，并具有較好的燃燒性能。連續使用溫度316℃，在425℃表現出像金屬的非黏性流體；結晶度很高；自潤滑性非常好；具有優異的機械強度和剛度，同時具有較好的耐疲勞性和耐沖擊性。

可與聚四氟乙烯共混燒結成型，用機械加工方式加工成所需形狀；可采用等離子噴涂的方式，做石油管道內涂層使用等。主要用作耐高溫及無油潤滑密封件，輕工機械、化工機械、電子電器、儀器儀表零部件和發動機接插件等。近年來，在食品加工機械的部件的使用中，得到廣泛應用。

聚砜

為白色顆粒狀固體，主要品種有雙酚A聚砜、聚芳砜、和聚醚砜等。常以雙酚A型聚砜為代表。為略帶琥珀色的線型聚合物。除強極性溶劑、濃硝酸和硫酸外，對一般酸、堿、鹽、醇、脂肪烴等穩定。聚砜材料剛性和韌性好，耐溫、耐熱氧化，抗蠕變性能優良，耐無機酸、堿、鹽溶液的腐蝕，耐離子輻射，無毒，絕緣性和自熄性好，容易成型加工。是一類耐高溫、高機械強度以及綜合性能優異的熱塑性高分子材料，是目前得到應用的為數不多的特種工程塑料之一。

主要應用于機械工業、電子電器、交通運輸、醫療器械等領域。它可以用來制作汽車、飛機等要求耐熱而有剛性的機械零件，也被用來作尺寸精密的耐熱和性能穩定的電器零件，用于生產滌棉、無紡布、電器、電子、儀器、儀表及宇航部門作耐熱、耐蝕、高強度零件及絕緣制件、工業用膜等；用作環氧樹脂的增韌劑，配制高強、耐高溫結構膠黏劑。

聚醚砜

是20世紀60年代中后期出現的一種熱塑性、高強度工程塑料，在分子主鏈上含有砜基和芳核的非結晶性高分子化合物，略帶琥珀色非晶形透明或半透明聚合物。它具有優良的耐熱性能、物理機械性能、絕緣性能、耐輻照。特別是具有可以在高溫下連續使用和在溫度急劇變化的環境中仍能保持性能穩定等突出優點，具有優異的抗蠕變性，不亞于金屬和陶瓷，拉伸強度和彎曲模量可超過多年來發展起來的各種熱塑性工程塑料，被譽為“超級 工程塑料”。在水和濕氣或190℃的環境下，仍保持高的介電性能。在力學性能、加工性能方面優異等特性。在電器電子領域、機械領域、汽車領域、器具和機械等許多領域已經得到廣泛應用。

聚醚酮

是一種高性能的半結晶型工程塑料。典型聚合物是聚芳醚酮，由二氟二苯甲酮與芳香族二元酚高溫縮聚而成的一類特種工程塑料，也可由芳香族二鹵代物與4,4'-二羥基二苯甲酮縮聚成為普遍具有高熱氧穩定性，高力學性能，屬特種工程塑料。

聚醚酮具有卓越的耐高溫性、機械強度、化學穩定性和電絕緣性能。能與玻璃纖維或碳纖維制成增強材料或復合材料。這些特性使其成為多個領域中理想的材料選擇，應用于耐高溫結構材料、特種涂料、耐磨材料和電絕緣材料。尤其是在醫療領域，如顱骨修復材料。

聚芳酯

聚芳酯是一種耐熱性好、使用溫度較廣，可在-70-+180℃下長期使用，阻燃性良好的熱塑性工程塑料。

聚芳酯的軟化溫度與熱分解溫度(443℃)相差較遠，故可方便地采用注射、擠出、吹塑等加熱熔融的加工方法。它的機械性能、耐熱性和電性能優異，有突出的耐沖擊性和回彈性。對一般有機藥品、油脂類穩定，也能耐一般稀酸，但不耐氨水、濃硫酸及堿。易溶于鹵代烴及酚類。難燃，耐候性好。

主要用于耐高溫的電氣、電子和汽車工業方面的元件和零部件，也常用作醫療器械。它可在溶液中成膜和紡絲，制成薄膜及纖維，前者用于B級(130℃)的電機電器絕緣。后者用作耐高溫纖維。可擠出成型抽板材和管材，也可應用于日常生活品方面。

聚醚酰亞胺

聚醚酰亞胺樹脂是一種無定形熱塑性樹脂，它具有杰出的耐高溫、高強度、高模量及廣泛的耐化學性。耐燃，且煙氣排放量低。聚醚酰亞胺樹脂被稱之為超級工程塑料，具有極佳的耐高溫，耐腐蝕性，尺寸安定性，高強度，高韌性。

在航空，汽車電子，醫療，食品器具等領域有越來越廣泛的應用。能提高做飯速度的設備在食品設備市場越來越流行。這種設備結合了對流和微波爐技術，加快了做飯速度且不會減少食物的美味。在電訊器材市場，對于耐高溫的產品，尤其是對光纖市場中的高端連接器，需求不斷增長。聚醚酰亞胺樹脂具有適合薄壁設計的耐高溫和高流動性的特點，能夠替代汽車部件中的鋁和熱固性塑料，以及水泵中的銅做的壓力部件。聚醚酰亞胺樹脂的制成品具有極強的穩定性能，即使被反復沖洗、被高壓鍋多次殺菌也是如此，可被制造醫療器械。

聚酰亞胺

是指主鏈上含有酰亞胺環（-CO-NR-CO-）的一類聚合物，是綜合性能最佳的有機高分子材料之一。這種材料由于其剛性的芳雜環結構，是目前耐熱性能最好的聚合物材料之一，其玻璃化轉變溫度可以達到350℃或更高。

聚酰亞胺具有高的玻璃轉化溫度、高的熱和化學穩定性、低介電常數、高機械強度、低吸水性和高耐溶劑性。這些功能使聚酰亞胺被用作陶瓷的替換物、耐化學的電鍍膜、犧牲層。

聚酰亞胺在微電子工業中應用已久，主要作為絕緣層和封裝材料，尤其在多層互連問形成平面層以及多模塊間隔離獲得廣泛應用。制作傳感器和多電極陣列，應用于生物醫學領域。

聚醚醚酮

聚醚醚酮樹脂是一種高結晶性的芳族線性熱塑性特種樹脂。是一類特種結晶高分子材料。具有機械強度高、耐高溫、耐沖擊、阻燃、耐酸堿、耐化學藥品腐蝕、耐水解、耐磨、耐疲勞、耐輻照、生物相容性、優良的電性能、化學穩定性及熱塑性樹脂的易加工等物理化學性能，通常采用注射成型、擠出成型、模壓成型、吹塑成型等方法加工成型。為了滿足制造高精度、耐熱、耐腐蝕、耐磨損、抗疲勞和抗沖擊零部件的要求，對聚醚醚酮樹脂進行共混、填充、纖維復合等增強改性處理，以得到性能更加優異的聚醚醚酮樹脂復合材料。

在多數情況下可以足以取代金屬、合金、陶瓷等材料。是一類半結晶高分子材料，可用作耐高溫結構材料和電絕緣材料，可與玻璃纖維或碳纖維復合制備增強材料。這種復合材料，對沖擊損傷不敏感，在結構設計中，損傷容限較大，結構的維修費用低。現已廣泛用于航空、航天工業中。

由于它具有優良的綜合性能，在許多特殊領域可以替代金屬、陶瓷等傳統材料，使之成為當今最熱門的高性能工程塑料之一，目前主要應用于航空航天、汽車工業、電子電氣和醫療機械等領域。

氟塑料

氟塑料是部分或全部氫被氟取代的鏈烷烴聚合物，有聚四氟乙烯，聚全氟乙丙烯，可溶性聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，聚偏氯乙烯，聚氟乙烯等。

商品名“特氟龍”、“特富隆”等,是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一種全氟聚合物，它具有一CF2=CF2一重復單元線性分子結構，是結晶性聚合物，它從低溫到550V的機械性能都很好。抗沖強度高，但拉伸強度、耐磨性、抗蠕變性比其它工程塑料差。有時加入玻璃纖維、青銅、碳和石墨來改善其特殊的機械性能。它的摩擦系數幾乎比任何其它材料都低，粒狀樹脂用于壓塑和柱塞擠塑，細粉可以糊狀擠塑成薄壁材料，分散液可用作涂料和浸漬多孔材料。具有非常高的熔體粘度。

有機硅

有機硅材料作為一類新型材料，具有耐高低溫、耐候性、抗老化、電氣絕緣、耐臭氧、憎水、難燃及生物惰性等優異性能，等也屬于特種塑料范疇，以耐極端化學腐蝕、低摩擦系數為顯著特征。

有機硅應用范圍非常廣泛，不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用，而且也用于國民經濟各部門，已廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、環境、能源以及醫藥醫療等領域。

有機硅可用于生產硅釋放紙張和薄膜釋放涂層。用作油墨添加劑，幫助油墨流動，改善油墨的耐刮撓性。也可以用于一些壓敏黏合劑中，能夠承受極端的溫度；也可以用作不干膠配方中的潤滑劑，改善切紙機切紙性能，能夠應用于切紙機刀刃的兩側，以防止黏合劑積聚。

液晶高分子

液晶高分子是一類分子結構呈自發有序分布的高分子溶液近熔體所組成的液晶材料。屬于這類材料的高聚物的分子鏈中含有棒狀或片狀結構的介晶基元，使液晶形成剛性或半剛性鏈結構。

液晶高分子材料具有一系列優異的性能，如高強度、高模量、高剛性、耐高溫、突出的耐熱性、極小的線膨脹系數、優良的耐燃性、電絕緣性、耐化學腐蝕性、耐氣候老化和能透微波，以及優異的成型加工性能等。

液晶高分子的重要應用方向就是制作高強度高模量纖維、液晶自增強塑料及原位復合材料，具有低密度、高強度高模量、低蠕變性的特點，且在靜電荷及高溫條件下仍有優良的尺寸穩定，特別適合于作復合材料的增強纖維，用于制造防彈衣和各種規格的高強纜繩等。用液晶作成的纖維可以做漁網，還可制成薄膜，用于軟質印刷線路、食品包裝等。熱致液晶聚合物還可與多種塑料制成聚合物共混材料，這些共混材料中液晶聚合物起到纖維增強的作用，可以大大提高材料的強度、剛性及耐熱性等。在航空、航天、體育用品、汽車工業、海洋工程及石油工業及其他部門得到廣泛應用。被用于電子、電氣、光導纖維、汽車及宇航等領域。

增強塑料

增強塑料是一種含有增強材料的塑料，屬于重要的高分子復合材料。增強塑料原料在外形上可分為粒狀(如鈣塑增強塑料)、纖維狀(如玻璃纖維或玻璃布增強塑料)、片狀(如云母增強塑料)三種。

按材質可分為布基增強塑料(如碎布增強或石棉增強塑料)、無機礦物填充塑料(如石英或云母填充塑料)、纖維增強塑料(如碳纖維增強塑料)三種。

超高強度與輕量化,密度僅為鋼材的1/4，但比強度（強度/密度）可達鋼的6倍、鋁的17倍，比模量（模量/密度）超鋼/鋁3倍以上。應用于飛機部件可減重15%，提升燃油效率10%，縮短起飛跑道15%。耐環境性突出 耐化學腐蝕（抗酸、堿、鹽侵蝕），適用于海洋工程等惡劣環境；耐疲勞性優異，長期承受交變載荷不易失效。通過表面處理（如納米涂層）可增強與樹脂的界面結合，提升導電性、導熱性或自潤滑性

泡沫塑料

泡沫塑料是由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有質輕、隔熱、吸音、減震等特性，且介電性能優于基體樹脂，用途很廣。

泡沫塑料可以分為硬質、半硬質和軟質泡沫塑料三種。

硬質泡沫塑料沒有柔韌性，壓縮硬度很大，只有達到一定應力值才產生變形，應力解除后不能恢復原狀；

軟質泡沫塑料富有柔韌性，壓縮硬度很小，很容易變形，應力解除后能恢復原狀，殘余變形較小；

半硬質泡沫塑料的柔韌性和其他性能介于硬質他軟質泡沫塑料之間。

二、其他新型塑料

高熱傳導率生物塑料

日本電氣公司新開發出以植物為原料的生物塑料，其熱傳導率與不銹鋼不相上下。該公司在以玉米為原料的聚乳酸樹脂中混入長數毫米、直徑0.01毫米的碳纖維和特殊的粘合劑，制得新型高熱傳導率的生物塑料。混入10%的碳纖維，生物塑料的熱傳導率與不銹鋼不相上下；加入30%的碳纖維時，生物塑料的熱傳導率為不銹鋼的2倍，密度只有不銹鋼的1/5。

這種生物塑料除導熱性能好外，還具有質量輕、易成型、對環境污染小等優點，可用于生產輕薄型的電腦、手機等電子產品的外框。

可變色塑料薄膜

英國南安普照敦大學和德國達姆施塔特塑料研究所共同開發出一種可變色塑料薄膜。這種薄膜把天然光學效果和人造光學效果結合在一起，實際上是讓物體精確改變顏色的一種新途徑。這種可變色塑料薄膜為塑料蛋白石薄膜，是由在三維空間疊起來的塑料小球組成的，在塑料小球中間還包含微小的碳納米粒子，從而光不只是在塑料小球和周圍物質之間的邊緣區反射，而且也在填在這些塑料小球之間的碳納米粒子表面反射。這就大大加深了薄膜的顏色。只要控制塑料小球的體積，就能產生只散射某些光譜頻率的光物質。

塑料血液

英國謝菲爾德大學的研究人員開發出一種人造“塑料血”，外形就像濃稠的糨糊，只要將其溶于水后就可以給病人輸血，可作為急救過程中的血液替代品。這種新型人造血由塑料分子構成，一塊人造血中有數百萬個塑料分子，這些分子的大小和形狀都與血紅蛋白分子類似，還可攜帶鐵原子，像血紅蛋白那樣把氧輸送到全身。由于制造原料是塑料，因此這種人造血輕便易帶，不需要冷藏保存，使用有效期長、工作效率比真正的人造血還高，而且造價較低。

新型防彈塑料

墨西哥的一個科研小組2013年研制出一種新型防彈塑料，它可用來制作防彈玻璃和防彈服，質量只有傳統材料的1/5至1/7。這是一種經過特殊加工的塑料物質，與正常結構的塑料相比，具有超強的防彈性。這種新型材料受到子彈沖擊后，雖然暫時也會變形，但很快就會恢復原狀并可繼續使用。此外，這種新材料可以將子彈的沖擊力平均分配，從而減少對人體的傷害。

可降低汽車噪音的塑料

美國聚合物集團公司(PGI)采用可再生的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯造成一種新型基礎材料，應用于模塑汽車零部件，可降低噪音。該種材料主要應用于車身和輪艙襯墊，產生一個屏障層，能吸收汽車車廂內的聲音并且減少噪音，減少幅度為25%～30%，PGI公司開發了一種特殊的一步法生產工藝，將再生材料和沒有經過處理的材料有機結合在一起，通過層疊法和針刺法使得兩種材料成為一個整體。