PPO 材料
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高溫特種材料：聚苯醚(PPO)，劃重點(diǎn)了！
發(fā)布時(shí)間 ： 2023-07-18 瀏覽： 1417 咨詢熱線： 400-998-3328聚苯醚是本世紀(jì)60年代發(fā)展起來的高強(qiáng)度工程塑料，化學(xué)名稱為聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，簡稱PPO(Polyphenylene Oxide)或PPE(Polypheylene ether)，又稱為聚亞苯基氧化物或聚苯撐醚。
聚氧二甲苯是由通用電氣A.S.Hay在1956年制成，是利用氯化亞銅做觸媒以氧化偶合方式將2,6-二甲基苯酚制成聚氧二甲苯，并在1964年發(fā)表，取名為PPO。
聚氧二甲苯是便宜的耐高溫塑膠中的之一種，但難以制造，而且抗沖擊及耐熱能力會隨時(shí)間而降低。混合聚氧二甲苯和聚苯乙烯可以改善此一缺點(diǎn)。1960年代調(diào)整后的聚氧二甲苯問世，商品名稱為Noryl。市場上通用的主要為改性的聚苯醚(Modified Polyphenylene Oxide)，簡稱MPPO，或者M(jìn)PPE(Modified Polypheylene ether)。
聚苯醚的基本性能
1、為白色顆粒。綜合性能良好，可在120度蒸汽中使用，電絕緣性好，吸水小，但有應(yīng)力開裂傾向。改性聚苯醚可消除應(yīng)力開裂。
2、有突出的電絕緣性和耐水性優(yōu)異，有較好的耐磨性和電性能，尺寸穩(wěn)定性好。其介電性能居塑料的首位。
3、MPPO為PPO與HIPS共混制得的改性材料，市面上的材料均為此種材料。
4、有較高的耐熱性，玻璃化溫度211度，熔點(diǎn)268度，加熱至330度有分解傾向，PPO的含量越高其耐熱性越好，熱變形溫度可達(dá)190度。
5、阻燃性良好，具有自息性，與HIPS混合后具有中等可燃性。質(zhì)輕，無毒可用于食品和藥物行業(yè)。耐光性差，長時(shí)間在陽光下使用會變色。
6、可以與ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纖維等進(jìn)行共混改性處理。PPO塑膠原料特性：
A、PPO塑膠原料無毒、透明、相對密度小，具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐應(yīng)力松弛、耐蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩(wěn)定性。
B、在很寬溫度、頻變范圍內(nèi)電性能好，不水解、 型收縮率小，難燃有自熄性，耐無機(jī)酸、堿、耐芳香烴、鹵代烴、油類等性能差，易溶脹或應(yīng)力開裂。
C、它具有剛性大、耐熱性高、難燃、強(qiáng)度較高電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。D、聚本醚還具有耐磨、無毒、耐污染等優(yōu)點(diǎn)。
E、PPO塑膠原料的介電常數(shù)和介電損耗在工程塑料中是最小的品種之一，幾乎不受溫度、濕度的影響，可用于低、中、高頻電場領(lǐng)域。
F、PPO的負(fù)荷變形溫度可達(dá)190℃以上，脆化溫度為-170℃。G、主要缺點(diǎn)是熔融流動性差，加工成型困難。物理性質(zhì)
PPO無毒、透明、相對密度小，具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐應(yīng)力松弛、抗蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩(wěn)定性。在很寬溫度、頻率范圍內(nèi)電性能好，主要缺點(diǎn)是熔融流動性差，加工成型困難，實(shí)際應(yīng)用大部分為MPPO(PPO共混物或合金)，如用PS改性PPO，可大大改善加工性能，改進(jìn)耐應(yīng)力開裂性和沖擊性能，降低成本，只是耐熱性和光澤略有降低。改性聚合物有PS(包括HIPS)、PA、PTFE、PBT、PPS和各種彈性體，聚硅氧烷，PS改性PPO歷史長，產(chǎn)品量大，MPPO是用量最大的通用工程塑料合金品種。比較大的MPPO品種有PPO/PS、PPO/PA/彈性體和PPO/PBT/彈性體合金。PPO和MPPO可以采用注塑、擠出、吹塑、模壓、發(fā)泡和電鍍、真空鍍膜、印刷機(jī)加工等各種加工方法，因熔體粘度大，加工溫度較高。
PPO和MPPO主要用于電子電器、汽車、家用電器、辦公室設(shè)備和工業(yè)機(jī)械等方面，利用MPPO耐熱性、耐沖擊性、尺寸穩(wěn)定性、耐擦傷、耐剝落、可涂性和電氣性能，用于做汽車儀表板、散熱器格子、揚(yáng)聲器格柵、控制臺、保險(xiǎn)盒、繼電器箱、連接器、輪罩;電子電器工業(yè)上廣泛用于制造連接器、線圈繞線軸、開關(guān)繼電器、調(diào)諧設(shè)備、大型電子顯示器、可變電容器、蓄電池配件、話筒等零部件。家用電器上用于電視機(jī)、攝影機(jī)、錄像帶、錄音機(jī)、空調(diào)機(jī)、加溫器、電飯煲等零部件?？勺鲝?fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，打印機(jī)、傳真機(jī)等外裝件和組件。另外可做照相機(jī)、計(jì)時(shí)器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的外殼和零部件、無聲齒輪、管道、閥體、外科手術(shù)器具、消毒器等醫(yī)療器具零部件。大型吹塑成型可做汽車大型部件如阻流板、保險(xiǎn)杠、低發(fā)泡成型適宜制作高剛性、尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良吸音性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型制品，如各種機(jī)器外殼、底座、內(nèi)部支架，設(shè)計(jì)自由度大，制品輕量化。
化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)式簡稱PPO。由2，6-二取代基苯酚經(jīng)氧化偶聯(lián)聚合而成的熱塑性樹脂，聚苯醚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(yōu)良的綜合性能，最大的特點(diǎn)是在長期負(fù)荷下，具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和突出的電絕緣性，使用溫度范圍廣，可在-127~121℃范圍內(nèi)長期使用。具有優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能，制品具較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖強(qiáng)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(yī)療器械。在機(jī)電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風(fēng)機(jī)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(yè)中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。
工業(yè)生產(chǎn)的方法
包括聚合和后處理兩部分:在聚合反應(yīng)釜中先加入定量的銅氨絡(luò)合催化劑，將氧氣鼓泡通入，然后逐步加入 2，6-二甲基苯酚和乙醇溶液，進(jìn)行氧化偶聯(lián)聚合得到聚合物。后處理是將聚合物離心分離、用含硫酸30%的乙醇液洗滌，再用稀堿溶液浸泡、水洗、干燥、造粒，即得聚苯醚的粒狀樹脂。
還可采用2，6-二苯基苯酚為單體,所得聚苯醚的熱穩(wěn)定性更好，已用于制造耐高溫薄膜和絕緣制品。
為了改善成型加工性能和降低成本，可以用共混方法對聚苯醚進(jìn)行改性，改性聚苯醚成本低、市場價(jià)格已能和ABS樹脂競爭,廣泛用來代替青銅或黃銅制作各類機(jī)械零件及管道等。
安全信息
■R36刺激眼睛。
■R37刺激呼吸系統(tǒng)。
■R38刺激皮膚。
成型工藝
l) 非結(jié)晶料、吸濕小，PPO的吸水率很低，但水分會使制品表面出現(xiàn)銀絲、氣泡等缺陷，為此，可將原料置于80~100C的烘箱申，干燥1-2h后使用。
2)PPO的分子鍵剛性大，玻璃化轉(zhuǎn)化溫度高，不易取向，但強(qiáng)迫取向后很難松弛。所以制品內(nèi)殘余內(nèi)應(yīng)力較高，一般要經(jīng)過后處理。
3)PPO為無定型材料，在熔融狀態(tài)下的流變性接近于牛頓流體，但隨溫度的升高偏離牛頓流體的程度越大。
4)PPO熔體的粘度大，因此加工時(shí)應(yīng)提高溫度，并適當(dāng)提高注射壓力，以提高充模能力。
5)PPO的回料可重復(fù)使用，一般重復(fù)使用3次，其性能沒有明顯降低。
6)對PPO熔體宜采用螺桿式注塑機(jī)成型，噴嘴采用直通式為佳，孔徑為3-6mm。
7)在PPO注塑成型時(shí)，宜采取高壓、高速注射，保壓及冷卻時(shí)間不能太長。
8)模具的主流道宜采用較大的錐度或采用拉料鉤，澆道以短粗為好。
9)澆口宜采用直接式、扇形或扁平形，采用針狀澆口時(shí)直徑應(yīng)適當(dāng)加大，對于長澆道可采用熱流道結(jié)構(gòu)。
10)PPO的成型收縮率較小，一般為0.2%一0.7%，因而制品尺寸穩(wěn)定性能優(yōu)良。
11)流動性差，為類似牛頓流體，粘度對溫度比較敏感，制品厚度一般在0.8毫米以上。極易分解，分解時(shí)產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度，模具應(yīng)加熱，澆注系統(tǒng)對料流阻力應(yīng)小。
12)聚苯醚的吸水率很低0.06%左右，但微量的水分會導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)銀絲等不光滑現(xiàn)象，最好是作干燥處理，溫度不可高出150℃，否則顏色會變化。
13)聚苯醚的成型溫度為280-330℃，改性聚苯醚的成型溫度為260-285℃。PPO塑膠原料注塑工藝熔料溫度:270-290℃
料筒恒溫:PPO具有很高的耐熱性，熱分解溫度達(dá)350℃，在300℃以內(nèi)無明顯熱降解現(xiàn)象。通常，料筒溫度控制在260~290℃，噴嘴溫度低于料筒溫度10℃左右。
模具溫度:由于PPO熔體粘度大，因在注塑成型時(shí)應(yīng)采用較高模溫。通常，模溫控制在100~150℃。模溫低于100℃時(shí)，薄壁塑件易出現(xiàn)充滿不足及分層;而高于150℃時(shí)，易出現(xiàn)氣泡、銀絲、翹曲等缺陷。
■注射壓力:提高注射壓力，有利于熔料的充模，一般注射壓控制在100-140MPa。
■保壓壓力:注射壓力的40%-60%
■背壓:3-10 MPa(30-100bar)
■注射速度:有長流道的制品需要快速注射;但在此情況下，確保膜具有足夠的通氣性。
■螺桿轉(zhuǎn)速:中等螺桿轉(zhuǎn)速，折合線速度為0.6m/s
■計(jì)量行程:0.5-3.5D
■殘料量:3-6mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑。
■預(yù)烘干:在110℃溫度下烘干2h。
■回收率:材料可再生加工，只要回料沒有發(fā)生熱降解。
■收縮率:0.5-0.7%
■澆口系統(tǒng):對小制品使用點(diǎn)式或潛伏式澆口，否則采用直澆口或圓片澆口;可采用熱流道機(jī)器停工時(shí)段關(guān)閉加熱系統(tǒng);底螺桿背壓狀態(tài)下，操作幾次計(jì)量循環(huán)，像操作擠出機(jī)一樣清空料筒。
■料筒設(shè)備:標(biāo)準(zhǔn)螺桿，止逆環(huán)，直通噴嘴。
應(yīng)用領(lǐng)域
純的PPO料具有熔融流動性較差、價(jià)格高的缺點(diǎn)，市場出售的產(chǎn)品均為其改良的產(chǎn)品，具有優(yōu)良的綜合性能，它們廣泛運(yùn)用于眾多領(lǐng)域。
電子電氣
能夠滿足在潮濕、負(fù)載、高溫的條件下具有優(yōu)良的電絕緣性，運(yùn)用制備電視積機(jī)調(diào)諧片、線圈芯、微波絕緣件、屏蔽套、高頻印刷電 路板，各種高壓電子元器件，電視機(jī)、電腦、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)外殼等。
汽車工業(yè)
適用于儀表板件、窗框、減震器、泵過濾網(wǎng)等。
機(jī)械工業(yè)
用作齒輪、軸承、泵葉輪、鼓風(fēng)機(jī)葉輪片等。
化工領(lǐng)域
用于制作管道、閥門、濾片及潛水泵等耐腐蝕零部件。
PPO的性能決定了其應(yīng)用的領(lǐng)域和使用的范圍:
1)MPPO密度小，容易加工，熱變形溫度在90 ~ 175℃，有不同規(guī)格的商品，尺寸穩(wěn)定性好，適用于制造辦公設(shè)備、家用電器、計(jì)算機(jī)等箱體、底盤及精密部件。
2)MPPO的介電常數(shù)及介質(zhì)損耗角正切在五大通用工程塑料中最低，即絕緣性最好，并且耐熱性好，適用于電氣工業(yè)。宜于制作用在潮濕而有載荷條件下的電絕緣部件，如線圈骨架、管座、控制軸、變壓器屏蔽套、繼電器盒、絕緣支柱等。
3)MPPO的耐水及耐熱水性好，適用于制造水表、水泵。紡織廠用的紗管需耐蒸煮，用MPPO制的紗管使用壽命長。
4)MPPO的介電常數(shù)及介質(zhì)損耗角正切在工程塑料中為不受溫度及周波數(shù)影響者，并且耐熱性及尺寸穩(wěn)定性好，適用于電子工業(yè)。
5)由于電子工業(yè)及通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，手機(jī)、便攜式電腦、高性能照相機(jī)、攝像機(jī)等都需要鋰離子電池，因此鋰離子電池市場大有發(fā)展前景，鋰離子電池用有機(jī)電解液的包裝材料過去用ABS或PC。
6)MPPO在汽車工業(yè)有廣泛用途，如儀表盤、防護(hù)杠等，PPO與PA合金，尤其是高耐沖擊性能的規(guī)格品種用于外裝部件發(fā)展比較快。
7)在化工方面改性聚苯醚可用來制造耐腐蝕設(shè)備，其耐水解性尤其好，還耐酸、堿、便溶于芳香烴和氯化烴中。
8)用于醫(yī)療器械，可在熱水貯槽和排風(fēng)機(jī)混合填料閥中代替不銹鋼和其他金屬。
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