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阻燃性工程塑料
- 評論：0 瀏覽：3385 發布時間：2006/7/14
越來越多的工程塑料逐漸代替金屬、玻璃、陶瓷應用在汽車、飛機、電子電器以及其他一些工業中。對于那些暴露在高溫下的材料，其阻燃性已經變得越來越重要了。
隨著高分子合成以及加工技術的不斷進步，工程塑料已經滲透到人們生產生活的各個領域。在多種應用場合，塑料的阻燃性對材料的應用來說是一個重要的性能指標，而一些塑料添加劑，如含鹵阻燃劑由于有{TodayHot}可能對環境和人類健康具有潛在的危害，因此為解決這一矛盾，一些工程塑料的用戶放棄了應用這些塑料添加劑，轉而選用那些本身就具有阻燃性能的工程塑料。
具有阻燃性的聚合物通常也具有其他一些優良性能，例如強度、尺寸穩定性、耐化學品性和耐磨性等等，但是這些材料通常比那些不具備阻燃性的材料更昂貴，然而在要求高性能以及高阻燃性的應用場合就需要這些樹脂來大顯身手了。這些聚合物主要包括：聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和液晶聚合物(LCP)。其他一些聚合物諸如：PVC、改性聚苯醚(PPO)等具有一定的阻燃性，但是需要加入一定量的添加劑來強化這種性能。
PEEK
PEEK是一種線性芳香型半結晶聚合物，使用溫度為260℃。PEEK的阻燃性經過實驗室的UL94檢測，該測試包括了垂直燃燒速率的測試和自熄時間的測試。據PEEK供應商威克斯公司提供的資料表明，一個未添加任何助劑的1.45mm的樣條其燃燒速率為V-0級，這是最高的阻燃級別。在燃燒過程中，煙以及有毒氣體的排放量都極低。另外，PEEK對于化學品、熱水和熱蒸汽都有{HotTag}極高的耐受性。PEEK能夠通過傳統的技術如注射成型、擠出和壓縮成型等進行加工。
PEEK通常與其他聚合物共混并添加玻纖或碳纖維等，一般應用在汽車、飛機、醫藥、電子、化學工業上。目前，有很多汽車部件采用PEEK樹脂來制造，例如：齒輪、軸承等。在化學流程工業中，許多泵和閥都是用PEEK制造的，油井設備、半導體也經常見到PEEK樹脂的身影。
PEI
PEI是一種無定型聚合物，連續使用溫度達到180℃，對于烴類、含鹵溶劑、水以及汽車液體具有很強的耐受性，其玻璃化轉變溫度為217℃。據PEI供應商GE公司提供的數據，0.25mm的樣條火焰燃燒速率經UL 94檢測為V-0級，并具有較低的煙排放量，能夠耐受多種化學物質，具有較高的強度、模量以及高溫抗蠕變性。PEI樹脂有非增強級別和增強級別兩種。典型的填料有碳纖維、玻璃纖維和某些礦物質。
在汽車零部件的制造中，PEI可以代替金屬制造風門、傳感器、空氣調節器、點火系統零部件以及傳動系統配件。PEI的阻燃性以及低發煙量和低有毒氣體排放也使這種材料應用在航空航天器上，例如氣體和燃料閥門、方向盤、內裝飾表面、食品托盤等。采用PEI材料制造的電子照明部件如連接器、反射鏡也是為了發揮該聚合物阻燃性的優勢。
PEI可以采用標準的注射成型加工方法進行加工，所制得的部件壁厚可以達到0.25mm。在加工之前，PEI應在140℃~150℃下干燥數小時。
PPS
PPS是一種半結晶聚合物，其分子結構是由硫原子和苯環交替連接而成，這種結構賦予了PPS樹脂更高的熱穩定性和化學穩定性。PPS樹脂的使用溫度為200℃，在燃燒過程中有焦化的趨勢，這有利于阻止火焰的蔓延。1.5mm厚的PPS樣條的阻燃級別為UL 94 V-0級。大多數PPS樹脂通過添加玻纖和礦物填料制成部件。PPS具有很高的模量、抗蠕變性以及耐化學品性，能夠進行精密成型制造公差要求較高的部件。
利用PPS的阻燃性及高熱阻性能，在汽車工業中，PPS通常制造引擎內部零部件、剎車系統部件、需要耐受高溫的電子系統部件。在工業設備中，PPS通常用在高溫和有化學品腐蝕的使用環境中。也有一些要求較高的電子設備外殼使用PPS來制造，例如PPS經常用在連接器和插座中。另外，一些辦公設備、光學器件以及一些日常用品也經常用到PPS來代替金屬和熱固性塑料。
含硫樹脂
PPSU和PES是一類含有硫元素的阻燃材料。除了阻燃性的優點以外，PPSU具有不同尋常的抗水解性、高熱變形溫度、極強的抗環境應力開裂性能以及良好的電絕緣性能。一般PPSU用在醫療設備、食品托盤、手術器械以及航天器的某些零部件上。
PES的熱變形溫度達到204℃，并且具有良好的耐化學品性。盡管沒有PPSU那樣強韌，然而PES卻也沒有PPUS那樣昂貴。典型的商品級PES其0.8mm樣條的阻燃級別為UL 94 V－0級。通常PES應用在汽車熔斷器、膜、電力設備、靜電耗散設備、炊具、光反射器等部件上。PES的透明性在很多方面都具有更突出的優勢。
PVDF
除了具有阻燃性，PVDF還具有極強的剛性、抗磨性、抗腐蝕性、化學穩定性以及良好的耐候性。在149℃時，PVDF仍然能夠保持機械性能。PVDF能夠制成型材、片材、管材以及膜等，一般用在化學儲藏和加工設備、流體處理、半導體設備上。汽車、建筑、電子等領域也經常會用到PVDF材料。
LCP
LCP是一種半結晶聚酯樹脂，其剛性棒狀分子按熔體流動方向排列。LCP具有很高的剛性，在高溫下仍然具有良好的尺寸穩定性、抗蠕變性和低的熱膨脹系數。商業級別的LCP樹脂的阻燃級別為UL94 V-0級，熱變形溫度為300℃，伸長率為2.5%，并具有良好的耐化學品性和很高的電介質強度。
LCP可以用在電子連接器、熔斷器支架、耐高溫線軸、泵件等。微波爐、炊具、移動電話、點火系統零部件、化工設備、醫療器械、辦公設備、飛機零部件等也經常會用到LCP樹脂。