常见特种工程塑料简介

特种工程塑料是具有通用塑料所不具有的特种功能，可用于高端领域严苛需求的高分子材料。

从20世纪60年代以来，为满足电子、电工、航空、航天、军工等领域要求而发展起来的一类综合性能优异的结构型、耐热热塑性工程塑料和耐热聚合物。这些塑料广泛用于化工、电子、机械、汽车制造、航空、建筑、交通等工业。

一、特种工程塑料

聚苯硫醚

它具有优异的耐化学性和尺寸稳定性，分子中含有芳香环，使其具有高强度、高模量、高阻燃、高尺寸稳定性、耐腐蚀、绝缘、耐高温、耐辐射、良好的耐溶剂和耐化学腐蚀性及良好的机械和电学性能，即使在高温下也能保持较高的机械强度，连续使用温度为200～240℃。主要应用于汽车、电子电器、过滤材料等领域。

现已被国际公认为燃煤电厂烟道气袋式除尘的首选滤材。同时，在航空器的阻燃隔热、电子工业的介电绝缘等广泛的民品与军品领域得到应用，成为高技术纤维的重要成员，是一种不可或缺的新材料。

聚酰胺酰亚胺

酰亚胺环和酰胺键有规则交替排列的一类聚合物。聚酰胺-酰亚胺的强度是当今世界上任何工业未增强塑料不可比拟的，通过后固化增加分子量提供更优良的性能。它可在220℃下长期使用，300℃下不失重，450℃左右开始分解。其粘接性、柔韧性及耐碱性更佳，可与环氧树脂互混交联固化，耐磨性良好。

聚酰胺-酰亚胺具有优良的机械性能。模制塑料主要用于齿轮、辊子、轴承和复印机分离爪等。它具有良好的耐烧蚀性能和高温、高频下的电磁性，可作飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。它对金属和其它材料有很好的粘接性能，适用作漆包线漆、浸渍漆、薄膜、层压板材、涂层和粘合剂。例如：用它制作的漆包线已用于H级深水潜水电机上；层压板用于印刷线路板和插座；薄膜作绝缘包扎材料。

聚苯酯

聚苯酯具有优异的耐腐蚀性，对大多数溶剂和化学物质具有较好的抗性；有较高的耐热性和耐候性。在高温下不易变形和熔融，并具有较好的燃烧性能。连续使用温度316℃，在425℃表现出像金属的非黏性流体；结晶度很高；自润滑性非常好；具有优异的机械强度和刚度，同时具有较好的耐疲劳性和耐冲击性。

可与聚四氟乙烯共混烧结成型，用机械加工方式加工成所需形状；可采用等离子喷涂的方式，做石油管道内涂层使用等。主要用作耐高温及无油润滑密封件，轻工机械、化工机械、电子电器、仪器仪表零部件和发动机接插件等。近年来，在食品加工机械的部件的使用中，得到广泛应用。

聚砜

为白色颗粒状固体，主要品种有双酚A聚砜、聚芳砜、和聚醚砜等。常以双酚A型聚砜为代表。为略带琥珀色的线型聚合物。除强极性溶剂、浓硝酸和硫酸外，对一般酸、碱、盐、醇、脂肪烃等稳定。聚砜材料刚性和韧性好，耐温、耐热氧化，抗蠕变性能优良，耐无机酸、碱、盐溶液的腐蚀，耐离子辐射，无毒，绝缘性和自熄性好，容易成型加工。是一类耐高温、高机械强度以及综合性能优异的热塑性高分子材料，是目前得到应用的为数不多的特种工程塑料之一。

主要应用于机械工业、电子电器、交通运输、医疗器械等领域。它可以用来制作汽车、飞机等要求耐热而有刚性的机械零件，也被用来作尺寸精密的耐热和性能稳定的电器零件，用于生产涤棉、无纺布、电器、电子、仪器、仪表及宇航部门作耐热、耐蚀、高强度零件及绝缘制件、工业用膜等；用作环氧树脂的增韧剂，配制高强、耐高温结构胶黏剂。

聚醚砜

是20世纪60年代中后期出现的一种热塑性、高强度工程塑料，在分子主链上含有砜基和芳核的非结晶性高分子化合物，略带琥珀色非晶形透明或半透明聚合物。它具有优良的耐热性能、物理机械性能、绝缘性能、耐辐照。特别是具有可以在高温下连续使用和在温度急剧变化的环境中仍能保持性能稳定等突出优点，具有优异的抗蠕变性，不亚于金属和陶瓷，拉伸强度和弯曲模量可超过多年来发展起来的各种热塑性工程塑料，被誉为“超级 工程塑料”。在水和湿气或190℃的环境下，仍保持高的介电性能。在力学性能、加工性能方面优异等特性。在电器电子领域、机械领域、汽车领域、器具和机械等许多领域已经得到广泛应用。

聚醚酮

是一种高性能的半结晶型工程塑料。典型聚合物是聚芳醚酮，由二氟二苯甲酮与芳香族二元酚高温缩聚而成的一类特种工程塑料，也可由芳香族二卤代物与4,4'-二羟基二苯甲酮缩聚成为普遍具有高热氧稳定性，高力学性能，属特种工程塑料。

聚醚酮具有卓越的耐高温性、机械强度、化学稳定性和电绝缘性能。能与玻璃纤维或碳纤维制成增强材料或复合材料。这些特性使其成为多个领域中理想的材料选择，应用于耐高温结构材料、特种涂料、耐磨材料和电绝缘材料。尤其是在医疗领域，如颅骨修复材料。

聚芳酯

聚芳酯是一种耐热性好、使用温度较广，可在-70-+180℃下长期使用，阻燃性良好的热塑性工程塑料。

聚芳酯的软化温度与热分解温度(443℃)相差较远，故可方便地采用注射、挤出、吹塑等加热熔融的加工方法。它的机械性能、耐热性和电性能优异，有突出的耐冲击性和回弹性。对一般有机药品、油脂类稳定，也能耐一般稀酸，但不耐氨水、浓硫酸及碱。易溶于卤代烃及酚类。难燃，耐候性好。

主要用于耐高温的电气、电子和汽车工业方面的元件和零部件，也常用作医疗器械。它可在溶液中成膜和纺丝，制成薄膜及纤维，前者用于B级(130℃)的电机电器绝缘。后者用作耐高温纤维。可挤出成型抽板材和管材，也可应用于日常生活品方面。

聚醚酰亚胺

聚醚酰亚胺树脂是一种无定形热塑性树脂，它具有杰出的耐高温、高强度、高模量及广泛的耐化学性。耐燃，且烟气排放量低。聚醚酰亚胺树脂被称之为超级工程塑料，具有极佳的耐高温，耐腐蚀性，尺寸安定性，高强度，高韧性。

在航空，汽车电子，医疗，食品器具等领域有越来越广泛的应用。能提高做饭速度的设备在食品设备市场越来越流行。这种设备结合了对流和微波炉技术，加快了做饭速度且不会减少食物的美味。在电讯器材市场，对于耐高温的产品，尤其是对光纤市场中的高端连接器，需求不断增长。聚醚酰亚胺树脂具有适合薄壁设计的耐高温和高流动性的特点，能够替代汽车部件中的铝和热固性塑料，以及水泵中的铜做的压力部件。聚醚酰亚胺树脂的制成品具有极强的稳定性能，即使被反复冲洗、被高压锅多次杀菌也是如此，可被制造医疗器械。

聚酰亚胺

是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NR-CO-）的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。这种材料由于其刚性的芳杂环结构，是目前耐热性能最好的聚合物材料之一，其玻璃化转变温度可以达到350℃或更高。

聚酰亚胺具有高的玻璃转化温度、高的热和化学稳定性、低介电常数、高机械强度、低吸水性和高耐溶剂性。这些功能使聚酰亚胺被用作陶瓷的替换物、耐化学的电镀膜、牺牲层。

聚酰亚胺在微电子工业中应用已久，主要作为绝缘层和封装材料，尤其在多层互连问形成平面层以及多模块间隔离获得广泛应用。制作传感器和多电极阵列，应用于生物医学领域。

聚醚醚酮

聚醚醚酮树脂是一种高结晶性的芳族线性热塑性特种树脂。是一类特种结晶高分子材料。具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐化学药品腐蚀、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照、生物相容性、优良的电性能、化学稳定性及热塑性树脂的易加工等物理化学性能，通常采用注射成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型等方法加工成型。为了满足制造高精度、耐热、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳和抗冲击零部件的要求，对聚醚醚酮树脂进行共混、填充、纤维复合等增强改性处理，以得到性能更加优异的聚醚醚酮树脂复合材料。

在多数情况下可以足以取代金属、合金、陶瓷等材料。是一类半结晶高分子材料，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。这种复合材料，对冲击损伤不敏感，在结构设计中，损伤容限较大，结构的维修费用低。现已广泛用于航空、航天工业中。

由于它具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，目前主要应用于航空航天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。

氟塑料

氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，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“特氟龙”、“特富隆”等,是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种全氟聚合物，它具有一CF2=CF2一重复单元线性分子结构，是结晶性聚合物，它从低温到550V的机械性能都很好。抗冲强度高，但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。有时加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低，粒状树脂用于压塑和柱塞挤塑，细粉可以糊状挤塑成薄壁材料，分散液可用作涂料和浸渍多孔材料。具有非常高的熔体粘度。

有机硅

有机硅材料作为一类新型材料，具有耐高低温、耐候性、抗老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃及生物惰性等优异性能，等也属于特种塑料范畴，以耐极端化学腐蚀、低摩擦系数为显著特征。

有机硅应用范围非常广泛，不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用，而且也用于国民经济各部门，已广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、环境、能源以及医药医疗等领域。

有机硅可用于生产硅释放纸张和薄膜释放涂层。用作油墨添加剂，帮助油墨流动，改善油墨的耐刮挠性。也可以用于一些压敏黏合剂中，能够承受极端的温度；也可以用作不干胶配方中的润滑剂，改善切纸机切纸性能，能够应用于切纸机刀刃的两侧，以防止黏合剂积聚。

液晶高分子

液晶高分子是一类分子结构呈自发有序分布的高分子溶液近熔体所组成的液晶材料。属于这类材料的高聚物的分子链中含有棒状或片状结构的介晶基元，使液晶形成刚性或半刚性链结构。

液晶高分子材料具有一系列优异的性能，如高强度、高模量、高刚性、耐高温、突出的耐热性、极小的线膨胀系数、优良的耐燃性、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐气候老化和能透微波，以及优异的成型加工性能等。

液晶高分子的重要应用方向就是制作高强度高模量纤维、液晶自增强塑料及原位复合材料，具有低密度、高强度高模量、低蠕变性的特点，且在静电荷及高温条件下仍有优良的尺寸稳定，特别适合于作复合材料的增强纤维，用于制造防弹衣和各种规格的高强缆绳等。用液晶作成的纤维可以做渔网，还可制成薄膜，用于软质印刷线路、食品包装等。热致液晶聚合物还可与多种塑料制成聚合物共混材料，这些共混材料中液晶聚合物起到纤维增强的作用，可以大大提高材料的强度、刚性及耐热性等。在航空、航天、体育用品、汽车工业、海洋工程及石油工业及其他部门得到广泛应用。被用于电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。

增强塑料

增强塑料是一种含有增强材料的塑料，属于重要的高分子复合材料。增强塑料原料在外形上可分为粒状(如钙塑增强塑料)、纤维状(如玻璃纤维或玻璃布增强塑料)、片状(如云母增强塑料)三种。

按材质可分为布基增强塑料(如碎布增强或石棉增强塑料)、无机矿物填充塑料(如石英或云母填充塑料)、纤维增强塑料(如碳纤维增强塑料)三种。

超高强度与轻量化,密度仅为钢材的1/4，但比强度（强度/密度）可达钢的6倍、铝的17倍，比模量（模量/密度）超钢/铝3倍以上。应用于飞机部件可减重15%，提升燃油效率10%，缩短起飞跑道15%。耐环境性突出 耐化学腐蚀（抗酸、碱、盐侵蚀），适用于海洋工程等恶劣环境；耐疲劳性优异，长期承受交变载荷不易失效。通过表面处理（如纳米涂层）可增强与树脂的界面结合，提升导电性、导热性或自润滑性

泡沫塑料

泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减震等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。

泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。

硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生变形，应力解除后不能恢复原状；

软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，残余变形较小；

半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质他软质泡沫塑料之间。

二、其他新型塑料

高热传导率生物塑料

日本电气公司新开发出以植物为原料的生物塑料，其热传导率与不锈钢不相上下。该公司在以玉米为原料的聚乳酸树脂中混入长数毫米、直径0.01毫米的碳纤维和特殊的粘合剂，制得新型高热传导率的生物塑料。混入10%的碳纤维，生物塑料的热传导率与不锈钢不相上下；加入30%的碳纤维时，生物塑料的热传导率为不锈钢的2倍，密度只有不锈钢的1/5。

这种生物塑料除导热性能好外，还具有质量轻、易成型、对环境污染小等优点，可用于生产轻薄型的电脑、手机等电子产品的外框。

可变色塑料薄膜

英国南安普照敦大学和德国达姆施塔特塑料研究所共同开发出一种可变色塑料薄膜。这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起，实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。这种可变色塑料薄膜为塑料蛋白石薄膜，是由在三维空间叠起来的塑料小球组成的，在塑料小球中间还包含微小的碳纳米粒子，从而光不只是在塑料小球和周围物质之间的边缘区反射，而且也在填在这些塑料小球之间的碳纳米粒子表面反射。这就大大加深了薄膜的颜色。只要控制塑料小球的体积，就能产生只散射某些光谱频率的光物质。

塑料血液

英国谢菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”，外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血，可作为急救过程中的血液替代品。这种新型人造血由塑料分子构成，一块人造血中有数百万个塑料分子，这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似，还可携带铁原子，像血红蛋白那样把氧输送到全身。由于制造原料是塑料，因此这种人造血轻便易带，不需要冷藏保存，使用有效期长、工作效率比真正的人造血还高，而且造价较低。

新型防弹塑料

墨西哥的一个科研小组2013年研制出一种新型防弹塑料，它可用来制作防弹玻璃和防弹服，质量只有传统材料的1/5至1/7。这是一种经过特殊加工的塑料物质，与正常结构的塑料相比，具有超强的防弹性。这种新型材料受到子弹冲击后，虽然暂时也会变形，但很快就会恢复原状并可继续使用。此外，这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配，从而减少对人体的伤害。

可降低汽车噪音的塑料

美国聚合物集团公司(PGI)采用可再生的聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯造成一种新型基础材料，应用于模塑汽车零部件，可降低噪音。该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫，产生一个屏障层，能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪音，减少幅度为25%～30%，PGI公司开发了一种特殊的一步法生产工艺，将再生材料和没有经过处理的材料有机结合在一起，通过层叠法和针刺法使得两种材料成为一个整体。