特種工程塑料主要包括聚苯硫醚(PPS)，聚砜(PSF),聚酰亞胺(PI), 聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP),聚醚醚酮(PEEK)，含氟聚合物等，特種工程塑料種類多，性能優(yōu)異價格昂貴。

聚苯硫醚（PPS）

聚苯硫醚全稱為聚苯基硫醚，是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹脂，英文名為polyphenylene snlfide（簡稱PPS）。

PPS是結(jié)晶型（結(jié)晶度55%-65%）的高剛性白色粉末聚合物，耐熱性高（連續(xù)使用溫度達(dá)240℃）、機械強度、剛性、難燃性、耐化學(xué)藥品性，電氣特性、尺寸穩(wěn)定性都優(yōu)良的樹脂，耐磨、抗蠕變性優(yōu)，阻燃性優(yōu)。有自熄性。達(dá)UL94V-0級，高溫、高濕下仍保持良好的電性能。流動性好，易成型，成型時幾乎沒有縮孔凹斑。與各種無機填料有良好的親和性。增強改性后可提高其物理機械機械性能和耐熱性（熱變形溫度），增強材料有玻璃纖維、碳纖維、聚芳酰胺纖維、金屬纖維等，以玻璃纖維為主。無機填充料有滑石、高嶺土、碳酸鈣、二氧化硅、二硫化鉬等。

PPS/PTFE、PPS/PA、PPS/PPO等合金已商品化，PPS/PTFE合金改進(jìn)了PPS的脆性，潤滑性和耐腐蝕性，PPS/PA合金為高韌性合金。

玻纖增強PPS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐磨性、抗蠕變性、在寬范圍（溫度、濕度、頻率）內(nèi)有極佳的機械性能和電性能，介電量數(shù)小、介電損耗低。作為耐高溫，防腐涂料，涂層可以在180℃ 下長期使用；電子電器工業(yè)上作連接器，絕緣隔板，端子，開關(guān)；機械和粘密機械在做泵、齒輪、活塞環(huán)貯槽、葉片閥件，鐘表零部件，照相機部件；汽車工業(yè)上汽化器。分配器部件，電子電氣組等零件，批氣閥氣，傳感器部伯件；家電部件有磁帶錄相機結(jié)構(gòu)部件、品體二極管、各種零件；另個還用于宇航、航空工業(yè)， PPS/PTFE可做防粘、耐磨部件及傳動件，如軸泵。

聚砜類樹脂是20世紀(jì)60年代中期以后出現(xiàn)的一類熱塑性工程塑料，是一類主鏈上含有砜荃和芳核的非結(jié)晶性熱塑性工程塑料。

按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為脂族聚砜和芳族聚砜。脂族聚砜不耐堿，不耐熱，無實用價值，而芳族聚砜中的雙酚A聚砜及其改性產(chǎn)品--非雙酚A的聚芳砜，以及聚醚砜，則有較廣泛的用途，是業(yè)已商業(yè)化生產(chǎn)的高分子量聚砜樹脂。

雙酚A聚砜樹脂是美國聯(lián)碳公司（UCC）于1965年開發(fā)成功的，商品名為Udel polysuifone；

聚芳砜是美國3M公司在1967年開發(fā)成功的，商品名為Astrel；

聚醚砜由英國卜內(nèi)門公司（ICI）于1972年開發(fā)成功的，商品名為Victrex。

聚砜類樹脂結(jié)構(gòu)中的氧都具有高度共振二芳基砜集團(tuán)，硫原子處于完全氧化狀態(tài)，砜基的高共振使聚砜類樹脂具有極其出色的耐氧化性能和耐熱性能，具有出色的熔融穩(wěn)定性，這些都是高溫模塑和擠出成型必須具備的加工性能。

聚砜

介紹：聚砜是分子主鏈中含有  鏈節(jié)的熱塑性樹脂，英文名Polysalfone（簡稱PSF或PSU）有普通雙酚A型PSF（即通常所說的PSF），聚芳砜和聚醚砜二種。

PSF是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學(xué)性能優(yōu)異，剛性大，耐磨、高強度，即使在高溫下也保持優(yōu)良的機械性能是其突出的優(yōu)點，其范圍為為-100~150℃, 長期使用溫度為160℃,短期使用溫度為 190℃,熱穩(wěn)定性高,耐水解,尺寸穩(wěn)定性好,成型收縮率小, 無毒,耐輻射,耐燃,有熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性能。化學(xué)穩(wěn)定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、堿、鹽、在酮，酯中溶脹。耐紫外線和耐候性較差。耐疲勞強度差是主要缺點。 PSF成型前要預(yù)干燥至水份含量小于0.05%。PSF可進(jìn)行注塑、模壓、擠出、熱成型、吹塑等成型加工，熔體粘度高，控制粘度是加工關(guān)鍵，加工后宜進(jìn)行熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力。

可做成精密尺寸制品。

PSF 主要用于電子電氣、食品和日用品、汽車用、航空、醫(yī)療和一般工業(yè)等部門，制作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽 ，絕緣套管、線圈骨架、接線柱 ，印刷電路板、軸套、罩、電視系統(tǒng)零件、電容器薄膜，電刷座，堿性蓄電池盒、電線電纜包覆。PSF還可做防護(hù)罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、飛機內(nèi)外部零配件、宇航器外部防護(hù)罩，照相器檔板，燈具部件、傳感器。代替玻璃和不銹鋼做蒸汽餐盤，咖啡盛器，微波烹調(diào)器、牛奶盛器、擠奶器部件、飲料和食品分配器。衛(wèi)生及醫(yī)療器械方面有外科手術(shù)盤、噴霧器、加濕器、牙科器械、流量控制器、起槽器和實驗室器械，還可用于鑲牙，粘接強度高，還可做化工設(shè)備（泵外罩、塔外保護(hù)層、耐酸噴嘴、管道、閥門容器）、食品加工設(shè)備，奶制品加工設(shè)備、環(huán)保控制傳染設(shè)備。

聚芳砜（PASF）和聚醚砜（PES）耐熱性更好，在高溫下仍保持優(yōu)良機械性能。

學(xué) 名：聚芳砜，聚苯醚砜英 文 名：Polyarylsulfone, 簡稱PAS

1、發(fā)展史

聚芳砜于1967年由美國3M公司開發(fā)并以Astrel360牌號出售，后將生產(chǎn)及銷售權(quán)轉(zhuǎn)讓給Carborundum公司，目前由該公司在世界范圍內(nèi)仍以Astrel360牌號生產(chǎn)銷售。

2、主要生產(chǎn)方法

Astrel 360聚芳砜是由4、4′-二碳酰二氯二苯醚與聯(lián)苯的Friedel-Crafts聚合反應(yīng)來制備。

3、理化性能

Astrel 360聚芳砜典型特性為耐熱，能在空氣中溫度260℃條件下長期老化。

4、加工成型

聚芳砜可采用注射、擠出或壓縮成型技術(shù)加工成制品。但聚芳砜具有高的熔融粘度，所以對加工設(shè)備有特殊的要求，一般采用專用的加工設(shè)備以滿足加工溫度400～425℃。壓力要求為140～210MPa(20300～30450psi)，模具溫度為230～280℃。

5、應(yīng)用領(lǐng)域

聚芳砜主要應(yīng)用于電氣、電子工業(yè)領(lǐng)域，多為軍工產(chǎn)品的多插頭的接觸器、印刷電路板的基板及插座。這些制件要求具有良好的機械性能、熱性能和耐化學(xué)性能。

在美國市場上，除Astrel牌號外，還有一種Radel型號的聚芳砜產(chǎn)品，其性能指標(biāo)如表(略)

學(xué)　　名：聚醚砜、聚芳醚砜 英 文 名：polyethersulfone,簡稱PES

1、發(fā)展史

聚醚砜由卜內(nèi)門（ICI）公司于1972年開發(fā)并以Victrex商品牌號銷售于全世界。德國巴斯夫（BASF）公司以Ultrason E商品牌號生產(chǎn)并銷售。近幾年來，世界各國工程熱塑樹脂的生產(chǎn)和銷售一直處于低谷狀態(tài)，其中以聚醚砜尤為突出。卜內(nèi)門公司已于1991年將其生產(chǎn)能力為5000噸/年的聚醚砜裝置關(guān)閉。目前最大生產(chǎn)商為巴斯夫公司。國內(nèi)吉林大學(xué)中試化工廠、長春應(yīng)用化學(xué)研究所和徐州工程塑料廠有少量試產(chǎn)品種。

2、主要生產(chǎn)方法

PES的生產(chǎn)路線有兩條，即雙酚路線和單酚路線。這兩條路線均為親核高溫置換反應(yīng)、聚合反應(yīng)過程中添加強堿、采用高沸點惰性溶劑。

3、理化性能

由于聚醚砜分子結(jié)構(gòu)中不存在任何酯類結(jié)構(gòu)的單元，聚醚砜具有出色的熱性能和氧化穩(wěn)定性。經(jīng)UL確認(rèn)聚醚砜連續(xù)使用溫度為180℃，并滿足UL94V-0級阻燃要求，（厚度為0.51mm）。聚醚砜耐應(yīng)力開裂，不溶于極性溶劑如酮類和一些含鹵碳?xì)浠衔铩Ｄ退猓蜆O大多數(shù)酸、堿、脂類碳?xì)浠衔铩⒋肌⒂图爸悺？梢酝ㄟ^對其分子量的控制或添加各種增強材料、各種纖維，以提高聚合物的性能。該樹脂滿足美國FDA要求可使用于與食品接觸的制件。

4、加工成型

聚醚砜雖然是一種高溫工程熱塑樹脂，但仍可以按常規(guī)熱塑加工技術(shù)進(jìn)行加工。可采用注射成型、擠出成型、吹塑成型、壓縮成型或真空成型。高模溫有助于成型和減小成型引起的應(yīng)力。一般注射成型溫度為310～390℃，模溫為140～180℃。PES是一種無定形樹脂，模收縮率很小，可加工成對容限要求高及薄壁的制品。

5、改性產(chǎn)品

典型改性聚醚砜品種有玻璃纖維增強及碳纖維改性的導(dǎo)電型樹脂。

6、應(yīng)用領(lǐng)域

聚醚砜具有特有的設(shè)計性能，包括：寬溫度范圍內(nèi)（－100～200℃）高機械性能；高熱變形溫度及良好耐熱老化性能；長期使用溫度達(dá)180℃；制品耐侯性好；阻燃及低煙密度性；良好電性能；透明等。因此PES制品大量應(yīng)用于電氣、電子、機械、醫(yī)療、食品及航空航天領(lǐng)域。

電氣及電子工業(yè)中的應(yīng)用，主要包括線圈骨架、接觸器、二維及三維空間結(jié)構(gòu)的印刷電路板、開關(guān)零件、燈架基座、電池及蓄電池外罩、電容器薄模等。由于PES制品長期使用溫度達(dá)180℃，屬UL94V-0級材料，具有高尺寸穩(wěn)定性能、良好的電絕緣性能，因而使其成為電氣工程結(jié)構(gòu)材料的首選材料。

機械工業(yè)中的應(yīng)用，主要選用玻璃纖維增強牌號，制件具有耐蠕變、堅硬、尺寸穩(wěn)定等特性。適合制作軸承支架及機械件的外殼等。

汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用，主要有照明燈的反光件，峰值溫度達(dá)200℃，并且可制成鋁合金反光器件。還有汽車的電器連接器、電子、電-機械控制元件、座架、窗、面罩、水泵及油泵等。

航空領(lǐng)域的應(yīng)用，已通過聯(lián)邦航空規(guī)范條款25·853及客機技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條款1000·001，用于飛機內(nèi)部裝飾件包括支架、門、窗等，以提高安全性。聚醚砜對雷達(dá)射線透過率極佳，目前雷達(dá)天線罩已用其代替過去的環(huán)氧制件。

醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用。聚醚砜制件耐水解，耐消毒溶劑。制品包括鉗、罩、手術(shù)室照明組件離心泵外科手術(shù)器件的手柄、熱水器、熱水管、溫度計等。

廚房用具的應(yīng)用，包括咖啡器、煮蛋器、微波器、熱水泵等。

照明及光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，包括反光器、信號燈。聚醚砜制件有著色透明、對UV穩(wěn)定、可長期在室外環(huán)境下使用等特性。

聚醚砜可通過溶劑技術(shù)制備成各種具有高機械強度的超濾膜、滲透膜、反滲透膜及中孔纖維。其制品用于節(jié)能、水處理等領(lǐng)域。

由于聚醚砜屬于無定形樹脂范疇，可以作為涂層材料應(yīng)用于金屬表面的涂覆。

7、開發(fā)動向

聚醚砜開發(fā)以共聚改性為主，其目的是提高其綜合性能和加工性能，以滿足市場的需求。卜內(nèi)門公司開發(fā)出聚醚砜/聚砜的共聚物，其組份百分含量不同，樹脂性能也有不同的同性能產(chǎn)品。該共聚物具有比聚砜更高的熱變形溫度，比聚醚砜更低的吸水性，具有更佳的流動加工性能，并可以用GF增強。

卜內(nèi)門公司最近開發(fā)出牌號為Super-Shield的聚醚砜涂料。可與Fluon-one-Coat一起使用于廚房器具，形成不粘復(fù)合涂層。

巴斯夫公司最近開發(fā)出聚醚砜熱塑硬質(zhì)泡沫材料。該材料具有高熱變形溫度、耐熱老化、低煙揮發(fā)密度、低毒性、耐水解、耐酸和堿等特性。這種硬質(zhì)泡沫材料與聚醚砜樹脂的復(fù)合材料一起用于航空航天領(lǐng)域前途廣闊。由于該材料具有堅硬、質(zhì)輕的特性，還可以用于造船、火車、醫(yī)療及體育用品的制件。

芳族聚酰胺（Polyamide Aromatic，簡稱PARA）的纖維及其復(fù)合材料具有高拉伸強度高模量較低的伸長率、耐燃燒、耐高溫、耐有機溶劑和燃料、潤滑劑等特性，因此在工程方面有廣泛用途，目前已開發(fā)在工業(yè)上應(yīng)用的有PPTA、MPIA、PBA等。

一、聚對苯酰胺

學(xué) 名 聚對苯甲酰胺英 文 名 Poly(p-benzamide)，簡稱PBA

化學(xué)結(jié)構(gòu)

（一）發(fā)展史

美國杜邦公司于1916年首先介紹芳族聚酰胺-聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）纖維，1970年介紹了聚對苯酰胺（Fibre B或PRD-49），1972年又介紹了較韌性的聚1，4-苯撐對苯二酰胺（Kevlar 49）纖維，分析表明Kevlar纖維為代表。

1977年我國開始研制聚對苯酰胺，1990年上海市合成樹脂研究所完成年產(chǎn)3噸中試鑒定。

（二）主要生產(chǎn)方法

1.樹脂生產(chǎn)

以對氨基苯甲酸為單位、N-甲基吡咯烷酮為溶劑，在催化劑、助催化劑存在和80～90℃的條件下，反應(yīng)3小時。然后，將物料沉析到酒精中，用水洗滌樹脂，干燥，即可得到紡絲用樹脂。樹脂的特性粘度控制在1.8～2.2范圍內(nèi)。

2.液晶漿液的制備

將芳綸-I樹脂溶解在含有4～6%助溶劑的有機溶劑（二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮）中，聚合物濃度控制在9～10%左右，即可得到光學(xué)上各向異性的液晶漿液。

3.濕法紡絲

將上述液晶漿液過濾，置于貯料筒中脫泡24小時，紡絲液經(jīng)紡絲計量泵計量后，再經(jīng)過濾器送至噴絲頭，通過Φ0.05～0.08×500～1000孔紡絲帽，以每分鐘10～20米的速度從噴絲孔噴入到凝固浴中。凝固浴為20～40%的有機溶劑水溶液，溫度為40～50℃。從凝固出來的纖維經(jīng)水充分洗凈，干燥后，即得芳綸-I原絲。原絲在惰性氣體中（3～5升/分，500～550℃）熱處理3～5秒，即得到芳綸-I纖維。

（三）理化性能

1.物理性能

纖維色澤：淡黃色

相對密度：1.4655g/cm3

復(fù)絲旦度：1000～1500旦

細(xì)度：1.0～1.5旦

復(fù)絲強度：2337～2585Mpa

伸長率：1.5～2.5%

彈性模量：＞147Gpa

芳綸-I性能接近Kevlar-149的性能，兩者比較如表

2.熱性能

芳綸-I與Kevlar-49浸漬環(huán)氧樹脂后耐熱穩(wěn)定性相近，未涂環(huán)氧樹脂則芳綸-I的熱穩(wěn)定性優(yōu)于Kevlar-49。

芳綸-I在280℃空氣中恒溫老化100小時，性能基本沒有變化。

芳綸-I在320℃的恒溫?zé)崂匣阅芤姳?

（四）應(yīng)用領(lǐng)域

聚對苯酰胺纖維是一種高強度、高模量、低密度的芳核酰胺纖維。其纖維密度（1.42～1.46g/cm3為玻璃纖維的60%，為碳纖維的80%，拉伸強度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，壓縮強度僅為拉伸強度的20%，顯示出延展性，可以壓縮和彎曲，能夠吸收能量。它廣泛用于熱塑性塑料和熱固性塑料的增強，是尖端復(fù)合材料的高效增強劑。典型應(yīng)用包括：

1.導(dǎo)彈、核武器、宇航等軍用復(fù)合材料。可大幅度減輕自重，提高射程和載荷能力。

2.利用其超剛性、低密度性能，用其復(fù)合材料作雷達(dá)罩及天線骨架。

3.用其復(fù)合材料做飛機的地板材料、整流罩、機體門窗、內(nèi)裝飾等結(jié)構(gòu)材料。

4.利用其高強度和低伸長率特性作光纜、電纜、海洋電纜等的增強骨架材料。

5.體育器材。成功地用以制作賽艇、槳、羽毛球拍等。

6.各種高溫、耐磨的盤根、剎車片等。

7.橡膠制品。用以制作超高壓管、齒型帶、三角帶等。

學(xué) 名 聚對苯二甲酰對苯二胺英 文 名 Poly(P-Phenylene terephthalamide)，簡稱PPTA

化學(xué)結(jié)構(gòu)

（一）發(fā)展史

美國杜邦公司最早開發(fā)出聚間苯二甲酰間二胺(Nomex)纖維，1972年又成功地開發(fā)了聚對苯酰胺(Kevlar-29)和聚對苯二甲酰對苯二胺(Kevlar-49)纖維。1979年美國消費芳族聚酰胺的數(shù)量7000噸。目前，美國杜邦公司擁有三大家Kevlar纖維生產(chǎn)廠家，即：美國里滿德工廠年產(chǎn)能力2萬噸；英國梅唐工廠年產(chǎn)能力7000噸；東麗·杜邦公司的日本東海工廠年產(chǎn)能力2.5萬噸。

荷蘭阿克蘇公司和杜邦公司的專利糾紛解決后，阿克蘇公司積極開發(fā)芳族聚酰胺Twaron纖維，建有5000噸生產(chǎn)裝置。計劃1992年擴大到7000噸。該公司還打算和住友化學(xué)公司合作在日本建設(shè)芳族聚酰胺工廠。日本帝人公司在松山工廠生產(chǎn)Technora芳酰胺纖維，該公司準(zhǔn)備與德國赫斯特公司合作在德國生產(chǎn)芳酰胺纖維。目前全世界聚對苯二甲酰對苯二胺纖維產(chǎn)量約6萬噸。

（二）要生產(chǎn)方法

1.樹脂生產(chǎn)

在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中,加入氯化鋁(為投料量的1.2～1.8%)及吡咯(吡咯/對苯二胺=0.6～1.2摩爾),然后加入對苯二胺,溶解后分兩步加入對苯

二甲酰氯粉末(對苯二胺濃度為0.20～0.45摩爾/升,酰氯過量0.30～2.5%),在氮氣保護(hù)、常壓下進(jìn)行攪拌反應(yīng),反應(yīng)溫度維持在-5℃～80℃,聚合物特性粘度為5.5～6.0.

2.紡絲

Kevlar纖維是采用聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）漆制備而成。PPTA是對-苯二酰胺和-苯二酰氯縮合反應(yīng)的產(chǎn)品。將PPTA溶解于熱濃硫酸中，直到液晶固體濃度打20重量%止。PPTA-硫酸溶液通過干噴絲醉噴到混凝浴中（干噴-濕紡）。然后，用氫氧化鈉水溶液中和纖維，繼之水洗，干燥，制成Kevlar纖維。

（三）理化性能

1.樹脂性能

特性粘度≥4.5

灰分 ≤500ppm

色澤 淡黃

2.纖維性能

原 絲 熱處理絲

拉伸強度 2.8Gpa 2.8GPa

伸長率 5.76% 3.5%

彈性模量 51～64Gpa ≥96GPa

相對密度 1.44 1.45

3.熱性能

聚對苯二甲酰對苯二胺具有超高強度、超高模量、耐高溫和低密度等特性。其原絲及熱處理絲的熱失重情況見表

（四）應(yīng)用領(lǐng)域

聚對苯二甲酰對苯二胺纖維可用作船舶和氣球的系留繩、漁具和采集資源用的牽引繩、游艇帆布、滑翔回收飛船、防彈西裝背心和賽馬服等防護(hù)服。還可用于復(fù)合材料的增強纖維，如用作輪胎簾布和皮帶簾布等。此外，還可用于飛機、汽車、體育用品等。我國生產(chǎn)的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維已成功地用于導(dǎo)彈、飛機、汽車、光纜加強件、賽艇、弓箭、羽毛球等體育器材。

（五）開發(fā)動向

高強度、高模量、低密度芳酰胺纖維，今后仍將繼續(xù)向超高強度、超高模量、低密度的方向發(fā)展。就聚合體制備而言，連續(xù)擠出聚合是發(fā)展方向，但需要解決分子量控制問題。如何做得分子量分布均勻的聚合體仍是需要努力解決的問題。此外，降低原料成本，降低纖維價格，也是當(dāng)務(wù)之急。只有降低價格，提高質(zhì)量，才更具有競爭能力。

我國的芳綸-Ⅱ型、美國杜邦公司的Kevlar、荷蘭阿克蘇公司的Twaron和日本帝人公司的Technora，產(chǎn)品性能的比較見表

聚酰亞胺

介紹：聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有 酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，英文名Polyimide(簡稱PI)，可分為均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚亞胺（PEI）四類。

PI是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一，有的品種可長期承受290℃ 高溫短時間承受490℃的高溫，另外力學(xué)性能、耐疲勞性能、難燃性、尺寸穩(wěn)定性、電性能都好，成型收縮率小，耐油、一般酸和有機溶劑，不耐堿，有優(yōu)良的耐摩擦，磨耗性能.

PI成型方法包括壓縮模塑、浸漬、注塑、擠出、壓鑄、涂覆、流延、層合、發(fā)泡、傳遞模塑。

PI在航空、汽車、電子電器、工業(yè)機械等方面均有應(yīng)用，可作發(fā)動機供燃系統(tǒng)零件、噴氣發(fā)動機元件、壓縮機和發(fā)電機零件、扣件、花鍵接頭和電子聯(lián)絡(luò)器，還可做汽車發(fā)動機部件、軸承、活塞套、定時齒輪，電子工業(yè)上做印刷線路板、絕緣材料、耐熱性電纜、接線柱、插座、機械工業(yè)上做耐高溫自潤滑軸承、壓縮機葉片和活塞機、密封圈、設(shè)備隔熱罩、止推墊圈、軸襯等。

學(xué) 名 聚均苯四甲酰亞胺英 文 名 Polypyromellitimide,簡稱PMMI

1、發(fā)展史

1980年首次成功合成芳族聚酰亞胺，五十年代末期制備得到高分子量的芳族聚酰亞胺。1961年杜邦公司生產(chǎn)出聚均苯四甲酰亞胺薄膜（Kapton）。1964年開發(fā)生產(chǎn)聚均苯四甲酰亞胺膜塑料（Vespels）。1965年公開報道該聚合物的薄膜和模塑料，之后，粘合劑、涂料、泡沫和纖維相繼問世。六十年代中期，大量文獻(xiàn)涉及該聚合物的各有關(guān)方面。1977～1979年就有一千多篇有關(guān)稿件登載于美國化學(xué)文獻(xiàn)中，100多篇文獻(xiàn)向美國國家技術(shù)服務(wù)局登記。隨著電器、電子機器的小型化、輕量化，對耐熱性優(yōu)良的、電性能優(yōu)異的聚酰亞胺的需要量越來越多。

1979年，美國消費聚酰亞胺2200噸。就薄膜而言，東麗·杜邦公司的Kapton年生產(chǎn)能力為565噸，鐘淵化學(xué)公司在日本的Apical年生產(chǎn)能力為170噸，該公司與Allied-signal公司合作在美國有一年產(chǎn)150噸Apical生產(chǎn)裝置，還準(zhǔn)備在瑞士建設(shè)百噸級生產(chǎn)裝置。俄國報道不詳，從技術(shù)交流得悉，目前該國有一年產(chǎn)200多噸的生產(chǎn)裝置。美國年生產(chǎn)能力近2000噸。全世界擁有聚均苯四甲酰亞胺薄膜年生產(chǎn)能力近4000噸。日本對膜塑料的年需要量為20噸，估計美國年需要量200多噸。全世界總需要量為每年300多噸，預(yù)測今后將以每年10%的速度遞增。

我國對聚均苯四甲酰亞胺的研究始于1962年，1963年用于漆包線，1966年后薄膜、模塑料、粘合劑相繼問世，目前產(chǎn)量已達(dá)200多噸。

2、生產(chǎn)方法

加入一定量的二甲基乙酰胺到反應(yīng)釜內(nèi)，然后再加入4，4′-二氨基聯(lián)苯醚，待基本溶解后，加入均苯四甲酸二酐，反應(yīng)溫度控制在50℃左右，得到透明的聚酰胺酸頂聚物溶液。預(yù)聚物脫除溶劑后，經(jīng)300高溫脫水環(huán)化或加醋酐（脫水劑）、三乙胺（中和劑）成鹽沉淀，分離得到聚酰亞胺。

3、理化性能

模塑粉和模壓塑料的性能如下:

3.1模塑粉

外觀：淡黃色粉末

細(xì)度：≤250μm

表觀密度：≥0.35（克/cm3）

（0.5%鄰甲酚溶液，溫度35℃時測定）

3.2模壓塑料

外觀：琥珀色半透明

表面電阻率：≥1015Ω

體積電阻率：≥1016Ω·cm

壓縮強度：≥160MPa

彎曲強度：≥180MPa

沖擊強度：≥100kJ/m2

介電損耗角正切（106赫茲）1×10-3～5×10-3

介電常數(shù)（106赫茲）3.0～3.5

4、加工成型

4.1薄膜

目前國內(nèi)有兩種成型方法，即連續(xù)浸漬法和流延法。先在二甲基乙酰胺溶液中，制得濃度為15%～16%、比濃粘度20～50秒的聚酰胺酸溶液。然后，以多程浸膠機進(jìn)行浸漬操作，用0.05mm厚的鋁箔作連續(xù)載體。每浸一次都經(jīng)過烘烤干燥（180℃以下），除去溶劑，浸漬速度為3.5～6.5m/min。然后，在350℃下處理30～60分鐘，使聚酰胺酸膜脫水環(huán)化。待冷卻后，將聚酰亞胺化的薄膜從鋁箔上剝下，即得成品。若將聚酰胺酸溶液流延在連續(xù)運轉(zhuǎn)的不銹鋼基帶上，通過烘烤和高溫脫水環(huán)化，即可制取聚酰亞胺薄膜。

4.2模壓塑料

苯四甲酸二酐和4，4′-二氨基聯(lián)苯醚等摩爾反應(yīng)制備的15～20%高粘度聚酰胺酸溶液，再加入叔胺催化劑，加熱沉淀，除去溶劑，再經(jīng)300℃高溫處理，制成高比表面的模塑粉。最后，采用類似粉末冶金法，聚酰亞胺粉末加入模子中于300℃維持10分鐘，再加壓（275MPa）2分鐘，在保持壓力的條件下吹風(fēng)冷卻，至溫度低于200℃后，解除壓力，出模即可。

4.3纖維

聚均苯四甲酰亞胺纖維是由它的先母料聚酰胺酸的DMAC(二甲基乙酰胺)溶液,在氣態(tài)環(huán)境中干紡成聚酰胺酸纖維,在充分拉伸的情況下轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺纖維,熱轉(zhuǎn)化后于550℃完成纖維拉伸。這樣制成的纖維其拉伸強度為0.45GPa，伸長率為11.7%，模量為6.4GPa。

4.4涂料

聚酰胺酸可用作涂料材料。將其涂布到電線上，熱轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺，即可產(chǎn)生一種重要的線纜涂料。前述的Pyre ML和Pyralin均屬此類聚均苯四甲酰亞胺涂料。