第一篇：ABS工程塑料

ABS合金材料的研究進展

許國棟

摘要：ABS樹脂是一種用途極廣的熱塑性工程塑料，它可以單獨使用，也可以與其它聚合物共混制成具有某些特殊性能的合金材料。文中闡述了

PVC/ABS、PC/ABS、PA/ABS、PBT/ABS幾種ABS合金的相容性、共混組成與性能的關系。

關鍵詞：ABS合金；聚碳酸酯；聚氯乙烯；尼龍

1ABS塑料概述

ABS樹脂屬聚苯乙烯樹脂，是丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三中單體的共聚物，由于它具有卓越的性能，被稱為通用型工程塑料。它是苯乙烯類樹脂中發展最快的一個品種，ABS樹脂是目前產量最大、應用最廣泛的聚臺物共混物之一。不僅具有韌、硬、剛相均衡的優良力學件能，而且具有極好的耐化學藥品性，尺寸穩定性、表面光澤度、耐低溫特性、著色性能和加工流動性能等優點。ABS樹脂自1947年實現工業化以來，發展極其迅速，在世界范圍內，ABS樹脂的年需求量以5％~8％的速度增長；在我國，年需求量更是以15％的速度持續增長。

1.1ABS樹脂的合成20世紀20年代中期，采用本體法或溶液沉淀法在天然橡膠存在下制備抗沖改性聚苯乙烯技術的雛形就已出現。到20世紀50年代，懸浮法、乳液法、本體法聚合工藝都被用于高抗沖聚苯乙烯(HIPS)或丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)的合成。1957年，美國Borg-Wamer的Cycolac系列乳液接枝法ABS被推向市場并迅速成為主導產品。20多年后，美國Dow化學公司本體法生產的MAGNUM系列ABS面市。2002年，Dow化學公司該系列ABS全球范圍產能占全球ABS總產能的5.1％[1]。顯然，ABS本體法工藝不能完全替代乳液法工藝，即自身局限性阻止了前者發展問。早期的ABS樹脂采用共混法，一般70份苯乙烯—丙烯腈共聚物與40份丁腈橡膠混合。目前工業上生產的ABS樹脂主要采用乳液接枝法，是苯乙烯單體和丙烯腈接枝在聚丁二烯乳膠上得到的。各個組分對ABS的使用性能產生不同的作用：丙烯腈主要提供耐化學性和熱穩定性，丁二烯提供韌性和沖擊強度，苯乙烯則賦予了ABS的良好的剛性和加工性。三種組

分的比例：A為25%~30%；B為25%~30%；C為40%~50%。最常見的比例是A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型溫度為180~250℃，但是最好不要超過240℃，此時樹脂會有分解。1.2ABS樹脂的性能

1.2.1ABS塑料的一般性能

ABS樹脂一般式不透明，外觀呈淺象牙色，能配成任何顏色；ABS無毒、無臭、堅韌、質硬、呈剛性，并有較好的耐溫性和耐蠕變性；ABS不透水、常溫下吸水率小于1%，表面可拋光；ABS有優良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優良，尺寸穩定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內使用。ABS的電絕緣性較好，并且幾乎不受溫度、濕度和頻率的影響，可在大多數環境下使用。ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。ABS同PS一樣是一種加工性能優良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工[2]。1.2.2ABS塑料的加工性能

ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。ABS的熱穩定性好，不易出現降解現象。ABS的吸水率較高，加工前應進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度80~85℃，時間2~4h；對特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度70~80℃，時間18~18h。ABS制品在加工中易產生內應力，內應力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗；如應力太大和制品對應力開裂絕對禁止，應進行退火處理，具體條件為放于70~80℃的熱風循環干燥箱內2~4h，再冷卻至室溫即可。

2ABS合金材料

ABS樹脂通常是指聚丁二烯的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物與苯乙烯一丙烯腈游離共聚物(SAN)的混合物。其中，接枝在聚丁二烯橡膠上的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物為聚丁二烯橡膠和SAN樹脂提供了良好的相容化界面，形成了穩定的2相結構。ABS樹脂中含有側苯基、氰基和不飽和雙鍵使ABS與許多聚合物有比較好的相容性，這為ABS樹脂的共混改性創造了有利條件。為此，將各種不同材料與ABS共混以期獲得滿意的性能，于是種類繁多的ABS合金應運而生。目前ABS合金的種類已達幾十種，并且由二元向三元、多元化方向發展。

2.1PVC/ABS合金

PVC是較早下業化的一個大品種塑料。由于其加工性能、力學性能及耐候性能等方面不盡如人意，在實際應用上受到了限制，多年來人們采用各種改性劑對其進行改性。將PVC與ABS共混，意在使PVC從通用塑料過渡為工程塑料，并獲得一類可在某些應用領域代替ABS的較為廉價的新型材料。實踐證明，PVC/ABS共混物綜合了ABS耐沖擊、耐低溫、易于成型加工以及PVC的阻燃、剛性強、耐腐蝕、價格低等優點，因而在機械零件、紡織器材、汽車儀表、電器元件、箱包制造等方面顯示出極大的發展潛力[3]。

ABS用量是影響PVC/ABS共混物的主要因素。隨著ABS用量的增加，PVC/ABS共混物的韌性得到了提高。這是由丁ABS粒子作為應力集中體，引發銀紋和剪切帶，消耗了大量能量，而且其中的橡膠粒子產生變形形會消耗能量。彈性體能有效地控制銀紋發展，使其不會成為裂紋。綜合效果使共混物的韌性得到提高一隨著ABS用量的增加．PVC/ABS共混物的沖擊強度和斷裂伸長率都有所提高，但拉伸強度和硬度卻會降低。實踐證明，ABS的含母(質量分數)以不超過40％為佳。否則，會引起共混物的綜合性能下降。

為了提高PVC/ABS合金的阻燃性、熱穩定性、加工流動性等，要對PVC/ABS合金進行改性，其方法有2種。(1)通過合成方法生產有特殊性能的ABS樹脂，再用來制造PVC/ABS合金。(2)通過機械共混，改變ABS與PVC配比以及調整PVC中增塑劑含量在高溫、高剪切等條件下形成三元共混體系。

2.2PC/ABS合金

聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優良的熱塑性工程塑料，具有優良的機械性能和抗沖擊強度高，廣泛應用于電子、電器和汽車制造業。

由于PC熔點高，加工流動性差，制品易產生應力開裂，對缺口敏感性強，價格也非常高，因而在一定程度上限制了它的應用。將ABS樹脂與PC共混，既提高了ABS的耐熱性能和力學性能，又降低了PC成本和熔體粘度，提高了流動性，改善了加工性，減少了制品內應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性。制得的PC/ABS合金，既具有較高的沖擊強度、撓曲性、剛性和耐熱性，同時又具有良好的加工性能，并改善了耐化學品性和低溫韌性，ABS高10℃左右，同時價格適中，使得PC/ABS合金成為世界上銷售量最大的商業化聚合物合金。以PC和ABS為主要原料的PC/ABS合金是一種重要的工程塑料合金，具有良好的成型性和耐低溫沖擊性能、較高的熱變形溫度及光穩定性。與PC相比，降低了熔體粘度，改善了加工性能，并大大提高了產品耐應力開裂的性能，與ABS相比，提高了耐熱性和耐候性，成本介于PC和ABS之問，又兼具兩者的良好性能，能更好地應用于汽車、電子、電器等行業。20世紀60年代中期，美國Borg-Warner Chemicals公司首先開發出第一個PC／ABS合金，之后國外許多大公司相繼開發出很多PC/ABS合金產品，如阻燃PC/ABS、玻璃纖維增強PC/ABS等[4]。

2.3PA/ABS合金

尼龍(PA)是一種結晶性、強極性的聚合物，而ABS是一種非結晶性、弱極性的聚合物，2者的溶解度參數相差較大，PA/ABS合金是1種結晶/非結晶共混體系，體系的形態結構呈細微的相分離狀態。為提高PA與ABS的相容性，通常在體系加入ABS-g-MAH(馬來酸酐)這種帶有羧酸官能團的接枝共聚物。其相容化作用被認為是ABS-g-MAH與PA發生化學反應，從而提高了兩組分間的親合性，ABS-g-MAH的加入能迅速提高PA/ABS合金的拉伸斷裂強度(特別是濕態拉伸斷裂強度)，但當ABS-g-MAH的加入量超過一定值時，其合金的性能又有所下降，這可能是因為發生了相轉變，使PA與ABS之間的相容性下降導致合金的性能有所降低[5]。

PAl010是國內特有的聚合物，具有堅韌、耐磨、耐溶劑、耐油、易成型加工等特點，但它又有低溫和干態沖擊強度低、尺寸穩定性差和吸水后性能下降的缺點。與ABS共混不但能使PAl010的性能得到改善同時能降低PAl010的價格，利于推廣應用。PAl010與ABS也是不相容體系，在共混時需加入相容劑。實驗研究表明，ABS-g-MAH作為相溶劑地加入改善了PA 1010與ABS的相容性，增強了PAl010與ABS之間的界面粘合力，使分散相ABS在PAl010中的分布較均勻，顆粒直徑也較小；且隨著MAH接枝量的增加可提高PAl010/ABS合金的沖擊強度。

2.4PBT/ABS合金

聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)是美國于20世紀70年代首先開發并實現工業化生產的一種結晶型熱塑性工程塑料。它具有優良的綜合性能，良好的力學性能、耐熱性和耐化學藥品性能及優異的自潤滑性能。PBT結晶速度快，在較低溫度下可迅速結晶，所以成型加工性良好，成型周期短，近年來在電氣等領域中得到了廣泛的應用。但是，PBT也有一些缺點，如缺口沖擊強低，高載荷下熱變形溫度低，高溫下剛性差。而通過將ABS與PBT共混，充分地利用了PBT的結晶性和ABS的非結晶性特征，使得PBT/ABS合金具有優良的加工成型性、尺寸穩定性、耐藥品性以及可涂裝性[6]。

PBT/ABS合金廣泛用作汽車、摩托車的內外裝飾件、小家電部件、光學儀器、辦公設備部件與外殼；玻璃纖維增強PBT/ABS合制品表面光潔、耐高溫燒結涂覆、耐汽油，可作為摩托車發動機罩及其他部件；最近開發的碳纖維增強型PBT/ABS，剛性在15 GPa以上，具有良好的加工流動性，高剛性、低撓度、表面光潔、柔性好，并具有良好的電磁屏蔽性能，因此，是手提電腦、筆記本電腦理性的外殼材料。

3結束語

(1)國外對ABS合金的研究始于20世紀50年代。美國的率先成功開發出具有工業價值的ABS合金，隨后日本、西歐等國家和地區的公司也紛紛開發出各種用途的ABS合金。經過幾十年的探索與發展。到20世紀80年代進入了大規模實用化階段。特別是進入20世紀90年代。隨著高分子材料

應用領域的日益擴大和使用要求的不斷提高。單一品種的聚合物己無法滿足實際的需要。

(2)對現已工業化的聚合物通過對其改性制成合金不僅耗資少、周期短而且風險小、效益高。

(3)國外當前都在大力發展聚合物合金，而我國ABS合金產品的研究水平還較低，許多ABS合金品種依賴進口。為此有必要對ABS樹脂與其它 高聚物共混改性進行比較深入的研究，開發出具有不同性能的ABS共混合金，這樣一方面有助于拓寬ABS樹脂的應用領域，另一方面也可以進一步縮小與國外差距。

參考文獻:

[1] 黃立本,張立基,趙旭濤.ABS樹脂及其應用[M].北京:化學工業出版社.2001:49~50.[2] 賈洪寧,王瀾.ABS在聚合物共混改性中的研究進展[J].工程塑料應用,2003,31(4);5~8.[3] 唐忠鋒.PVC/ABS合金的協同效應及力學性能研究[J].化工技術與開發,2004,33(6):4~6.[4] 周琨生,蘭浩.PC/ABS合金的研究進展及其在汽車上的應用[J].汽車工藝與材料,2004,32(4):17~22.[5] 王忠健.PA/ABS合金的研究進展[J].工程塑料應用,2001,29(9):46~48.[6] 劉芳.ABS/PBT合金體系的研究進展[J].塑料工業,2003,17(9):11~15.

第二篇：工程塑料

工程塑料

工程塑料英文名為：engineering-plastics，工程塑料是指被用做工業零件或外殼材料的工業用塑料，是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優的塑料。日本業界將它定義為“可以做為構造用及機械零件用的高性能塑料，耐熱性在100℃ 以上，主要運用在工業上”。

主要性能主要性能如下： 熱性質

玻璃化溫度（Tg）及熔點（Tm）高；熱變形溫度（HDT）高；長期使用溫度高（UL-746B）；使用溫度范圍大；熱膨脹系數小。機械性質

高強度、高機械模數、低潛變性、強耐磨損及耐疲勞性。其它

耐化學藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。

發展

和通用塑料相比，工程塑料在機械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達到更高的要求，而且加工更方便并可替代金屬材料。近年來工程塑料被廣泛應用于電子電氣、汽車、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業，以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。工程塑料已成為當今世界塑料工業中增長速度最快的領域，其發展不僅對國家支柱產業和現代高新技術產業起著支撐作用，同時也推動傳統產業改造和產品結構的調整。

由于我國汽車、電子和建筑等行業發展迅速，當前，我國已成為全球工程塑料需求增長最快的國家。據中投分析，在今后，隨著國內經濟的不斷發展，工程塑料的需求將會進一步得到增長，我國工程塑料行業發展前景十分廣闊。以家電行業來說，今后僅以冰箱、冷柜、洗衣機、空調及各類小家電產品每年的工程塑料需求量將達60萬噸左右。而用于通信基礎設施建設以及鐵路、公路建設等方面的工程塑料用量則更為驚人，預計今后數年內總需求量將達到450萬噸以上。

據《2013-2017年中國工程塑料行業產銷需求與投資預測分析報告》數據顯示，2010年，我國工程塑料消費量達244.3萬噸，同比增長11%，是全球需求增長最快的國家；2011年我國工程塑料消費量為272萬噸，同比增長11.34%。預計到2013年我國工程塑料消費量將達到337萬噸，2015年達到417萬噸。

中國工程塑料工業歷經10年發展，成果豐碩，已逐步形成了具有樹脂合成、塑料改性與合金、加工應用等相關配套能力的完整產業鏈。這是中國工程塑料工業協會理事長楊偉才在5月27日北京召開的中國工程塑料工業協會峰會上表示的。

10年前，中國工程塑料業剛剛起步，生產能力與需求相比嚴重滯后，原料樹脂85%以上依靠進口，一半以上的改性樹脂材料使用國外產品。而時至今日，中國的工程塑料樹脂均能在國內生產，聚合能力已經達到每年60萬噸左右，改性樹脂材料年產量也有200多萬噸，就連過去國外對中國禁運的特種工程塑料樹脂，現在國內幾乎都有生產，并且能夠少量出口。

中國工程塑料工業協會數據表明，在過去的10年里，中國工程塑料產值年均增長20%以上，企業規模不斷發展壯大，科技水平日益提高。目前，在工程塑料合成方面已有中藍集團、云天化集團、神馬集團、儀征化纖、德陽科技等上規模的企業。由于工程塑料具有特別優異的性能，其技術發展水平受到政府層面的重視，已被列入國家中長期科技發展綱要中高新技術的重點選項。在今年科技部產業支撐計劃中，有非光氣法聚碳酸酯等7個工程塑料項目被列入。另外，經過長期的技術攻關，目前中國工程塑料技術水平發展較快，在改性材料與樹脂合金方面，部分產品技術、質量指標也已接近國外先進水平。一些特種工程塑料產品的工藝技術已經進入到國際先進行列。

主要品種及用途

工程塑料是指一類可以作為結構材料，在較寬的溫度范圍內承受機械應力，在較為苛刻的化學物理環境中使用的高性能的高分子材料，有良好的機械性能和尺寸穩定性，在高、低溫下仍能保持其優良性能，可以作為工程結構件的塑料。如ABS、尼龍、聚砜等。

通用工程塑料包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龍,Polyamide,PA)、聚甲醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、變性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,變性PPE)、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯。而熱固性工程塑料則有不飽和聚酯、酚塑料、環氧塑料等。拉伸強度均超過50MPa，耐沖擊性超過50J/m2，彎曲彈性模量在24000kg/cm2，負載撓曲溫度超過100℃，其硬度、抗老化性優。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，則亦可列入工程塑料的范圍。此外，較特殊者為強度弱、耐熱、耐藥品性優的氟塑料，耐熱性優的矽溶融化合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑料、變性蜜胺塑料、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑料等。因為分子結構不同，故耐化學性、耐摩擦性、電性能等也有若干差異。且因成形方法的不同，故有的方法適用于每一種塑料，而有的成型方法只能適用于某一種或者某幾種塑料。

聚酰胺

（PA，俗名：尼龍）由于它獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性優異、具有剛柔兼備的性能而贏得人們的重視，加之其加工簡便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）、可以加工成各種制品來代替金屬，廣泛用于汽車及交通運輸業。典型的制品有泵葉輪、風扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調節閥等零部件，大約每輛汽車消耗尼龍制品達3.6～4千克。聚酰胺在汽車工業的消費比例最大，其次是電子電氣。

聚酰胺改性目的的不同，聚酰胺改性可分為增強、增韌、阻燃、填充和合金等類型。近年來關于聚酰胺的納米復合材料的研究也取得了較大的進展。

得到具有更高強度和熱變形溫度的聚酰胺材料，將無機或有機纖維或填料加入聚酰胺基體中，用共混擠出的方法制得高強度聚酰胺復合材料。增強PA的品種繁多，幾乎所有的聚酰胺材料都可以制得增強品種。

主要商品化品種有：增強PA6、增強PA66、增強PA46、增強PA1010、增強PA610等。其中產量最大的是增強PA6和PA66。常用的聚酰胺增強材料有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維，無機晶須也被用于聚酰胺的增強。聚苯硫醚

聚苯硫醚 PPS，全稱為聚亞苯基硫醚，英文名稱為 Polyphenylene Sulfide，簡稱 PPS。PPS 是美國菲利普公司于 1971 年首先實現工業化生產的，目前其年生產能力為 0.8 萬 t；其次為日本的東麗公司，其年生產能力為 0.75 萬 t。其他一些生產廠家也主要集中在美國和日本，西歐各國現在均不生產 PPS。我國的天津合成材料研究所、廣州化學試劑二廠、四川自貢化學試劑廠、河北工學院化工系及廣州化工研究所等單位曾有少量生產目前只有自貢和成都。到 2000 年，世界 PPS 的產量可達到5 萬 t/a。PPS 的最大需求為日本占 33%，北美占 32%，西歐占 9%，亞太占 16%。

PPS 的突出性能有：①良好的耐熱性能，可在180～220℃溫度范圍內使用；②耐腐蝕性接近聚四氟乙烯；③電性能優異；④機械性能優異；⑤阻燃性能好。PPS 的不足之處有：①價格太高，在耐高溫塑料中屬于低價位，但比通用工程塑料高許多；②韌性差，性脆；③加工中粘度不穩定。純 PPS 因性脆很少單獨使用，應用的 PPS 為其改性能品種。具體有：40%玻璃纖維增強 PPS(R4)，無機填充 PPS(R8)，碳纖維增強 PPS(G6)等。PPS 目前用于汽車占45%，用于電子、電器占 30%，其他占 25%。PPS 的發展速度很快，預計它將成為第六大工程塑料。聚碳酸酯

（pc）既具有類似有色金屬的強度，同時又兼備延展性及強韌性，它的沖擊強度極高，用鐵錘敲擊不能被破壞，能經受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好，并可施以任何著色。由于聚碳酸酯的上述優良性能，已被廣泛用于各種安全燈罩、信號燈，體育館、體育場的透明防護板，采光玻璃，高層建筑玻璃，汽車反射鏡、擋風玻璃板，飛機座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。用量最大的市場是計算機、辦公設備、汽車、替代玻璃和片材，CD和DVD光盤是最有潛力的市場之一。聚甲醛

聚甲醛（POM）是一種性能優良的工程塑料，在國外有“奪鋼”、“ 超鋼”之稱。POM具有類似金屬的硬度、強度和鋼性，在很寬的溫度和濕度范圍內都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性，并富于彈性，此外它還有較好的耐化學品性。POM以低于其他許多工程塑料的成本，正在替代一些傳統上被金屬所占領的市場，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件，自問世以來，POM已經廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農業等領域。在很多新領域的應用，如醫療技術、運動器械等方面，POM也表現出較好的增長態勢。PBT

聚對苯二甲酸丁二醇酯

（PBT）是一種熱塑性聚酯，非增強型的PBT與其它熱塑性工程塑料相比，加工性能和電性能較好。PBT玻璃化溫度低，模具溫度在50℃時即可迅速結晶，加工周期短。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）被廣泛應用于電子、電氣和汽車工業中。由于PBT的高絕緣性及耐溫性可用作電視機的回掃變壓器、汽車分電盤和點火線圈、辦公設備殼體和底座、各種汽車外裝部件、空調機風扇、電子爐灶底座、辦公設備殼件。聚苯醚

化學式簡稱PPO。由2，6-二取代基苯酚經氧化偶聯聚合而成的熱塑性樹脂，一般呈土黃色粉末狀。常用的是由 2，6-二甲基苯酚合成的聚苯醚，具有優良的綜合性能，最大的特點是在長期負荷下，具有優良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性，使用溫度范圍廣，可聚苯醚

聚苯醚

在－127～121℃范圍內長期使用。具有優良的耐水、耐蒸汽性能，制品具較高的拉伸強度和抗沖強度，抗蠕變性也好。此外，有較好的耐磨性和電性能。主要用于代替不銹鋼制造外科醫療器械。在機電工業中可制作齒輪、鼓風機葉片、管道、閥門、螺釘及其他緊固件和連接件等，還用于制作電子、電氣工業中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。1964年，美國通用電氣公司首先用2,6-二甲基苯酚為原料實現聚苯醚工業化生產。1966年，通用電氣公司又生產了改性聚苯醚（MPPO）。1984年，世界聚苯醚的消費量為163kt。

第三篇：PPS工程塑料

PPS工程塑料

1: 聚苯硫醚 英文名稱: Polyphenylene sulfide，簡稱PPS.中文名稱: 聚苯硫醚,是一種新型高性能熱塑性樹脂

聚苯硫醚是一種結晶性的聚合物。未經拉伸的纖維具有較大的無定形區(結晶度約為5％)，在125℃時發生結晶放熱，玻璃化溫度為93℃；熔點281℃。拉伸纖維在拉伸過程中產生了部分結晶，(增加至30％)，如在130—230℃溫度下對拉伸纖維進行熱處理，可使結晶度增加到60—80％。因此，拉伸后的纖維沒有明顯的玻璃化轉變或結晶放熱現象，其熔點為284℃。隨著拉伸熱定形后結晶度的提高，纖維的密度也相應增大，由拉伸前的1.33g／cm3到拉伸后的1.34g／cm3，經熱處理后則可達1.38g／cm3。PPS是一種綜合性能優異的特種工程塑料。PPS具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能等特點，被廣泛用作結構性高分子材料，通過填充、改性后廣泛用作特種工程塑料。同時，還可制成各種功能性的薄膜、涂層和復合材料,在電子電器、航空航天、汽車運輸等領域獲得成功應用。近年來，國內企業積極研發，并初步形成了一定的生產能力，改變了以往完全依賴進口的狀況。但是，中國PPS技術還存在產品品種少、高功能產品少、產能急待擴大等問題，這些將是PPS下一步發展的重點。特點: 具有機械強度高、耐高溫、高阻燃、耐化學藥品性能強等優點;具有硬而脆、結晶度高、難燃、熱穩定性好、機械強度較高、電性能優良等優點。

PPS是工程塑料中耐熱性最 好的品種之一，熱變形溫度一般大于260度、抗化學性僅次于聚四氟乙烯，流動性僅次于尼龍。

此外，它還具有成型收縮率小（約0.08%），吸水率低（約0.02%），防火性好、耐震動疲乏性好等優點。

比重：1.36克/立方厘米成型收縮率：0.7%成型溫度：300-330℃ PPS塑料的物料性能

1、電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優良,白色硬而脆，跌落于地上有金屬響聲,透光率僅次于有機玻璃,著色性耐水性,化學穩定性良好。有優良的阻燃性，為不燃塑料。

2、強度一般，剛性很好,但質脆,易產生應力脆裂,不耐苯.汽油等有機溶劑.長期使用溫度可達260度，在400度的空氣或氮氣中保持穩定。通過加玻璃纖維或其它增強材料改性后，可以使沖擊強度大為提高，耐熱性和其它機械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收縮率較小到0.15-0.25％適于制作耐熱件.絕緣件及化學儀器.光學儀器等零件.PPS塑料的成型性能

1.無定形料,吸濕小,但宜干燥后成型。2.流動性介于ABS和PC之間，凝固快，收縮小，易分解，選用較高的注射壓力和注射速度。模溫取100-150度。主流道錐度應大，流道應短。PPS塑料缺點是脆性大、韌性差，耐沖擊強度低，經過改良以后，可以獲得十分優異的綜合性能，市場出售的產品均為其改良的產品.PPS塑料廣泛運用于：

電子方面：視機、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱，電動機的起動線圈、葉片，電刷托架及轉子絕緣部件，接觸開關，繼電器，電熨斗，吹風機，燈頭，暖風機，F 級薄膜等。汽車工業：適用于排氣再循環閥及水泵葉輪，及汽化器、排氣裝置、排氣調節閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。

機械工業：用作軸承、泵、閥門、活塞、精密齒輪、以及復印機、照相機、計算機零部件，導管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。

化工領域：用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。國外PPS生產情況

目前全球PPS樹脂的生產能力已經超過5萬噸/年，成為特種工程塑料的第一大品種和繼聚碳、聚酯、聚甲醛、尼龍及聚苯醚等五大工程塑料之后的第六大工程塑料品種。其生產格局是：只有美國、日本和中國掌握PPS樹脂的工業化生產制造技術，擁有生產能力和產品。俄羅斯、印度正在積 進行PPS樹脂工業化生產的研發。美國雪佛龍菲利普斯公司、吳羽學工業公司（包括佛特隆公司）和大日本油墨化學工業公司是全球最主要的三大PPS樹脂生產商。

在新興的PPS樹脂生產商和產品中，以日本吳羽化學工業公司和其推出的Fortron PPS——第二代線性高分子量PPS樹脂（其復合改性料由日本寶理公司生產、銷售）的發展最引人注目。該樹脂生產工藝先進，產品質量好，性能優，特別是它全面改善了PPS耐沖擊性能差、性脆的致命缺點。此外，Fortron PPS可以直接制造纖維和薄膜，加之樹脂本色淺，可制成各種色澤鮮艷的制品，因而成為PPS樹脂的發展方向并受到廣泛歡迎。其生產能力也迅速擴展，與Ryton PPS一道成為PPS樹脂的兩大主要品牌。

1990年前后，由于國際經濟環境的影響，日本PPS廠家的平均開工率只維持在35%的低水平。到1994年，開工率達額定生產能力的60%左右。進入21世紀后，由于市場需求旺盛，開工率明顯提高。特別是進入2004年后，盡管原油價格持續上漲導致PPS樹脂價格上漲10%，但樹脂仍然供不應求，各家公司更是開足馬力進行樹脂的生產。同時，一些公司紛紛準備擴建生產裝置，如雪佛龍菲利普斯、大日本油墨化學工業公司和出光石油化學工業公司更分別提出建設萬噸級生產裝置的計劃。

國際上PPS復合粒料的生產廠商和產品規格、型號眾多，其中供應中國的主要以雪佛龍菲利普斯（包括東麗-菲利普斯公司）的Ryton PPS系列、日本寶理公司的Fortron PPS系列以及大日本油墨公司的DIC PPS 系列為主。中國PPS的發展 中國PPS的研究和生產始于上世紀70年代初期，先后有二十多家企業建立了PPS樹脂合成中試或生產裝置，但是普遍存在技術水平低，工藝不過關的致命弱點。

近年來，國內從事PPS復合材料生產開發的單位較多，如晨光化工研究院、北京市化工研究院、廣州化工研究院等在PPS玻纖增強、碳纖維及無機礦物填充增強PPS的成型加工及應用領域、北京玻璃鋼研究院在連續纖維增強制備PPS復合板材、中山大學在PPS/碳纖維復合材料研究方面取得較大成績。但國內的復合粒料生產廠仍然存在產量小，品種單一的問題，大多以通用品種——玻璃纖維增強料及無機物填充改性品種為主。一些高性能或特殊品種的PPS復合粒料與合金目前僅有四川華拓公司、四川大學等少數單位有部分產品銷售。PPS的前景與發展目標

目前中國PPS改性與復合粒料的市場總需求量大于8000噸/年，且增長很快，年需求增長率高達15%-20%。消費的PPS產品型號仍以通用品種0%-40%玻璃纖維增強料為主，應用以電子電器、精密機械為主，在汽車、摩托以及石油、化工領域的消費也在穩步增長。隨著中國電子電器、汽車行業的高速發展，PPS的市場前景極為廣闊，預計2005年中國PPS粒料的市場需求量將達到10000噸/年。國內外多家廠商和投資者有意介入PPS樹脂生產線或者建設新的PPS樹脂工業化生產線。中國市場正在形成PPS生產的國內外雙重競爭態勢，這將有利于PPS在國內的進一步推廣以及市場和應用領域的擴展，并開拓國際市場 預計未來5年內，PPS的需求量還將有年均10%以上的增長率。目前全球PPS生產與需求已趨于緊張，隨著社會的發展，汽車和電子工業對PPS的總需求量還將進一步擴大。這給全球的PPS樹脂生產商擴大生產提供了機會，同時，也為中國PPS產業帶來巨大的機遇。

結合國內外PPS及新材料的發展動向，在發展新型PPS類材料品種，開發PPS新合成方法的基礎上還應當著力抓好新型改性料及專用料的研制開發，積極開發新型PPS復合材料改性品種，盡快建立更大的規模化生產裝置等。其中，盡快建立5000-8000噸/年級的PPS樹脂生產線，是中國PPS發展的當務之急。這是發展中國高性能結構材料所必須的戰略舉措，對打破國外技術限制和封鎖，滿足國民經濟以及軍工各領域對高性能結構材料的需求意義極為重大。

線性高分子量聚苯硫醚合成方法（專利申請號：CN20061004358.3）(公告公開號：CN1869104)聚苯硫醚（PPS）是六十年代由美國菲利普石油公司投入的一種新型工程塑料，其后，日本、德國相繼投入生產，我國在六十年代中期，曾經有四個研究所對該產品進行研制，進入八十年代中期又將該產品列入“863”工程，并做重點開發。其后，中國工程院、中國科學院在1999年在寫就的咨詢報告也將此產品列入其中，但強調必須是新材料、新工藝、成本低，并預計在2010年組建年產1500噸的生產線，本專利基本解決了上述所提課題。

為什么此產品會引起各國政界和科學界的高度重視？因為它不僅僅可以代替一批金屬材料，且在生產過程中，不排放廢氣、無有害物質污染、無氣味、安全性高，不會發生爆炸，生產中的原材料易得。PPS的應用范圍及其廣泛，因其本身耐高溫，可長期在265度穩定下保持原有特性不變。阻燃UL94-0級，體輕、密度僅為1.34g/cm3,絕緣性能好，體積電阻率為1×1016Ω.cm,表面電阻率1×1015Ω.cm,電壓強度＞18Kv/mm,耐磨性突出，摩擦系數在0.01—0.02之間，耐酸、耐堿、耐氧化劑，強度高、吸水性（23度浸泡24小時）0.5%，注塑成型收縮率0.15%。特別是能吸收中子彈、原子彈的輻射，是目前發現的唯一理想材料。因此，它是核工業中不可或缺的防護材料，由于具備上述特點，所以PPS是機械工業、電子、電器工業、化學工業中理想的防腐涂層。尤其是在航空、航天核工業更有大顯身手的地方。正因為如此技術擁有國對中國技術上的封鎖，在其出口產品的質量、數量上進行嚴格的控制。本專利人查閱了日、美、德等國的大量文獻專利一百四十多份，并依據美國斯坦福大學的聚合動力學理論及菲利普石油公司的中試進行解析，得出了自己的工藝條件及生產控制手段。依據美國斯坦福大學的聚合動力學理論，生產中僅獲得50%的收率；依據菲利普石油公司的中試得出：溶劑N-甲基吡咯烷酮的易分解，生產中難以控制（是強堿的初始條件）。這樣就必須找到提高效率的條件，在反應的適當時機添加催化劑，才能得以解決。另外就是找到一種新型溶劑來替代溶劑N-甲基吡咯烷酮。本專利就上述問題都給予了解決，在年產四十噸的生 產中得到了驗證（見化驗結果），得到線形、高分子量、結晶度高的聚苯硫醚，收率在90—95%之間。投入硫化鈉如何減少空氣的接觸也是關鍵的一步，為防止氧化，硫化鈉中的多硫化鈉的控制是本產品的一個重要環節，采取適當措施加以控制，即可進行正常生產。由于本專利采用了四氫噻吩砜為溶劑，與N-甲基吡咯烷酮之比，是N-甲基吡咯烷酮的0.454倍，從而提高了生產設備的原料裝填量，單釜收率也是降低成本的另一體現。本專利解決了上述四大難題。所以生產成本大大降低，具有領先的國際水平，綜上述條件得出下面的結論： 1）原料成本與國際相比降低了人民幣1.5—1.6萬元/噸； 2）大生產周期（指溶劑第二次重復使用）縮短了三分之一； 3）提高了設備的生產原料裝填量及單位時間內的產量； 4）成本降低近30%。

結論是：在國際市場擁有強大的競爭力。我國有了自主的知識產權，并在國際上領先。

第四篇：工程塑料十二五

一、國內外水平，中國工程塑料工業起步較晚，10年前，中國工程塑料業生產能力與需求相比嚴重滯后，原料樹脂85％以上依靠進口，一半以上的改性樹脂材料使用國外產品。而時至今日，我國工程塑料成果豐碩，已逐步形成了具有樹脂合成、塑料改性與合金、加工應用等相關配套能力的完整產業鏈。我國的工程塑料聚合能力已經達到每年60萬噸左右，改性樹脂材料年產量也有200多萬噸，就連過去國外對我國禁運的特種工程塑料樹脂，現在國內幾乎都有生產，并且能夠少量出口。在過去的10年里，我國工程塑料產值年均增長20％以上，企業規模不斷發展壯大，科技水平日益提高。目前，在工程塑料合成方面已有中藍集團、云天化集團、神馬集團、儀征化纖、德陽科技等上規模的企業。由于工程塑料具有特別優異的性能，其技術發展水平受到政府層面的重視，已被列入國家中長期科技發展綱要中高新技術的重點選項。在2009年科技部產業支撐計劃中，有非光氣法聚碳酸酯等7個工程塑料項目被列入。另外，經過長期的技術攻關，目前我國工程塑料技術水平發展較快，在改性材料與樹脂合金方面，部分產品技術、質量指標也已接近國外先進水平。一些特種工程塑料產品的工藝技術已經進入到國際先進行列。

盡管我國的工程塑料在合成和加工方面取得了長足發展，但總體來說還落后于發達國家。與先進國家相比，我國工程塑料業仍存在生產能力不足、產品質量差、產品規格少、沒有實現系列化、高性能產品不足、規模小、生產分散、缺乏大型領軍企業等缺點。此外，國家對工程塑料行業的支持仍有不足，使得部分產品研發緩慢，產品認可度仍與國外有一定差距，國際競爭力比較弱。另外，倍受業內青睞的兩個行業PA(尼龍)及PC(聚碳酸酯)，在經歷了金融危機的洗禮后，國內企業也更加關注改性技術應用和未來的發展方向。因此，借助于日益增長的產業需求，順應當前低碳經濟的大潮流，把握住大飛機等一批國家重點工程建設的契機，提升科技水平，加快產品結構升級，促進我國工程塑料行業更快、更健康的發展。

二、發展目標，1、提高工程塑料的合成生產能力，打造核心競爭力，我國工程塑料共混、改性企業眾多，但是合成能力相對不足，在國家的大力扶持下，國內一些企業通過引進技術或自主開發，實現了PA、PBT、POM、PPS、PC等樹脂的工業化生產，現已涌現出了如中藍集團、云天化集團、神馬集團、儀征化纖、德陽科技、巴陵石化等一批擁有大型合成裝置的工程塑料樹脂生產領航企業。國內科研院所也比較活躍，其中吉林大學研制出了特種工程塑料聚醚醚酮(PEEK)，并成立長春吉大高新材料有限公司，實現了PEEK的產業化，成為全球第2家生產PEEK的企業；四川華拓科技有限公司率先在國內實現聚苯硫醚(PPS)產業化；上海合成樹脂所開發成功了聚酰亞胺(PI)，中國科學院寧波材料技術與工程研究所也以熱塑性聚酰亞胺樹脂的結構設計和先進制備方法為突破口，采用新型催化劑助劑技術和聚合工藝，成功開發出成本低廉、結構新穎、性能優異的熱塑性聚酰亞胺樹脂，這都使我國在該領域實現了技術突破，但是產業化轉化仍顯不足。十二五期間應該著重工程塑料生產技術的轉移轉化，真正實現產業化，提高我國工程塑料產品的國際競爭力。

2、發展工程塑料的新型加工技術，滿足應用需要混合與混煉、成型、后加工是聚合物加工的一般過程。隨著大飛機、汽車輕量化的發展，國際上發展低碳經濟的呼聲越來越高，傳統的加工工藝已經不能滿足工程塑料應用發展提出的新要求，因此應該以應用為牽引，發展新型加工技術，如：超臨界流體輔助加工技術，包括：超臨界發泡、擠出、合成、降解等一系列相關技術；發展新的環境友好材料加工技術，目前綠色環保的生物基、生物制材料是緩解石油危機的有效途徑之一，但是目前的國內加工設備無法滿足植物纖維復合材料的連續化生產，極大限制了其應用進程，因此應重視新技術開發；

為了達到節能減排的目的，輕量化是汽車等相關行業的關注重點，因此開發新的低成本纖維增強樹脂基復合材料，是實現其應用的一條可行的途徑；另外傳統工程塑料的循環利用技術也是實現可持續發展的重點，隨著工程塑料應用領域的拓展，勢必產生越來越多的廢棄物，如何進行綠色回收，實現循環利用是我們面臨的一個必須解決的重要問題，十二五期間應重視回收技術的開發，解決后顧之憂。特種樹脂依然是關注的重點。

3、開拓工程塑料在新興產業的應用，汽車制造、工業品制造、電子電器和消費品包裝行業是工程塑料目前最大的四個應用領域。以汽車為例，工程塑料行業不再只是單純迎合汽車工業的發展，而是作為參與者要在汽車工業發展中發揮更重要的作用。輕量化、舒適化、節能化是汽車發展的最新趨勢，這一趨勢將加速汽車塑料化的進程。汽車自重每減少10%，燃油的消耗可降低6％～8％，汽車塑料的用量已成為衡量一個國家汽車生產技術水平的標志之一。目前我國每輛轎車塑料用量平均為100

kg，離150kg的國際水平尚有差距。工程塑料在新興領域的應用是開發的重點。如：新能源、先進制造、激光印刷等。如：太陽能光伏元件(PV)的各種關鍵材料，目前杜邦公司的TedlarPVF(聚氟乙烯)薄膜已經是背材不可或缺的元件。

4、通用塑料的工程化與工程塑料高性能化，高性能化、低成本化及通用塑料工程化近幾年一直是工程塑料的發展目標。這也是工程塑料行業30多年發展的實踐總結，既符合我國實際情況，也符合世界發展趨勢。采用新單體合成塑料新品種難度高、周期長、投資大、收效慢，20世紀80年代后期已呈減少趨勢，今后短期內也不會有太多新品種面市；而由現有的聚合物和單體經過特種催化劑改變結構，通過合金化、共混、改性等技術制成新品種材料，滿足市場的不同需求。使通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化，是當前和今后發展的主要目標。

總之，通過科技創新，提高我國工程塑料技術水平，增強行業競爭力，促使我國由塑料大國向塑料強國轉變是工程塑料發展始終不變的目標。

三、措施建議，近些年我國工程塑料行業已經獲得了長足的發展，但是與國外相比仍然存在較大差距，這主要是由于，一方面研發投入不足，其次研發力量相對分散，另外產學研結合不夠緊密，其中還涉及到經費、轉讓等諸多需要各方協調的中間歷程，因而進展緩慢，真正實現產業化的項目比較少。針對這種現狀可從以下幾個方面改進：1．加強產學研緊密程度，促進轉移轉化；2．集中力量，各個突破；3．宏觀政策引導；4．適當借助外來力量，加速產業化進程。

四、申報項目，1．超臨界流體輔助加工技術，包括：超臨界發泡、擠出、合成、降解等一系列相關技術；2．環境友好材料加工技術：以節能、省料和有利環保為前提，采用物理和化學手段結合設備改進開發新型環境友好高分子材料；

3．經濟型復合材料制造技術：為了達到節能減排的目的，輕量化是汽車等相關行業的關注重點，因此開發新的低成本纖維增強樹脂基復合材料，是實現其應用的一條可行的途徑；4．工程塑料的循環利用技術：隨著工程塑料應用領域的拓展，勢必產生越來越多的廢棄物，如何進行綠色回收，實現循環利用是我們面臨的一個必須解決的重要問題，十二五期間應重視回收技術的開發，解決后顧之憂。5．新型氟樹脂的開發：面向水處理、新能源等應用領域，開發具有功能性的新型含氟功能材料。6．納米材料實用化技術：納米技術從出現以來一直未真正發揮其優勢，今后關于納米材料的研究仍是不可缺少的部分，可能會給工程塑料行業發展帶來意想不到的結果。7．工程塑料功能化和高性能化：通過合金化、共混、改性等技術制成新品種材料，使通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化，滿足市場的不同需求。，

第五篇：一般工程塑料改性特點

工程塑料改性特點

第一節 聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT

1.環保阻燃非增強特點:環保阻燃、低析出性、高加工流

動性

4.高尺寸穩定性30%填充阻燃尼龍

5.5-25%礦物填充、阻燃改進、無鹵無磷阻燃、高環保型，電

性能優異

6.紅磷型阻燃增強

2.環保阻燃非增強特點:環保型、未增強、阻燃、不

析出、流動性好

3.PBT/PC合金特點:玻纖增強、環保、阻燃。良好的加

工性能，優良的力學性能和阻燃性能

4.環保阻燃30%增強特點:環保阻燃、低析出性、玻纖增強

5.環保阻燃30%增強特點:環保型、玻纖增強、阻燃、不析出、增韌

6.環保阻燃增強高CTI特點:礦物、玻纖填充，阻燃，防翹曲，高電性能，表面光滑

7.環保阻燃增強高長期耐熱特點:環保型、玻纖增強、阻燃、流動性好、優異的高溫長期使用性能地。特點：易加工，通常與PET混合使用。

第五節 PPO

未增強PPO

阻燃增強型

環保阻燃增強型 PPO/PA合金

第六節 PPS

環保型礦物、玻纖增強阻燃、增韌、高CTI 玻纖增強

第七節 PC

PC改性方向： 1.耐候型 2.光高反射 3.難燃型 4.汽車用 5.光散射型 6.低異向性 7.等方向型 8.高難燃型 9.耐磨耗型

10.碳纖維增強型 11.EMI型

PC/ABS改性方向 1.防靜電型 2.高流動型 3.高剛型

4.高流動高剛型 5.無鹵無磷難燃性 6.汽車用 7.手機用

8.另還有大量用于辦公設備PC或PC/ABS或PC/PET、PC/MBS/等技術配方，和一系列配色組方

第二節 聚對苯二甲酸乙二醇酯PET

1.30%增強特點:玻纖增強、非阻燃、機械強度高、抗蠕

變性

2.阻燃30%增強特點:環保 阻燃增強、機械強度高、抗蠕

變性、尺寸穩定性高

3.阻燃40%增強特點:阻燃增強、機械強度高、抗蠕變性、尺寸穩定性高

4.環保阻燃30%增強特點:環保型、阻燃增強、機械強度

高、抗蠕變性

5.環保阻燃30%增強特點:環保型、高阻燃、高流動性、機械強度高、耐高溫焊錫 結晶慢，強度很難做到要求值

第三節 PA6

1.2.3.4.5.超韌尼龍：環保型，優異的低溫韌性增強尼龍 高阻燃非增強

10-30%增強高阻燃尼龍 高尺寸穩定性30%填充阻燃尼龍

5-25%礦物填充、阻燃改進、無鹵無磷阻燃、高環保型，電性能優異

第四節 PA66

1.高阻燃非增強

2.10-30%增強高阻燃尼龍 3.10-30%環保增強高阻燃尼龍

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