ZC1011聚苯酯树脂

概要:又称聚对羟苯甲酰(poly-p-oxybenzoyl;POB)、聚对羟基苯甲酸苯酯(poly-p-hydroxybenzoate;PHB )、聚氧苯甲酰(polyoxybenzoyl;POB)、氧苯甲酰聚酯(oxybenzoyl polyester;OBP)。

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  一.概述

  英文名:(polyphenyl ester)

  又称聚对羟苯甲酰(poly-p-oxybenzoyl;POB)、聚对羟基苯甲酸苯酯(poly-p-hydroxybenzoate;PHB )、聚氧苯甲酰(polyoxybenzoyl;POB)、氧苯甲酰聚酯(oxybenzoyl polyester;OBP)。

  分子主链含对氧苯甲酰重复结构单元的聚合物,材料表观呈浅黄到褐黄色结晶性粉末。

  它是全芳香族的聚酯树脂,其分子结构式如下:

  聚苯酯从分子结构看是直链状的线型分子,但结晶度很高(大于90%),使它难以熔融流动,因而具有热固性塑料的成型特性。

  聚苯酯与金属的性能十分接近,在目前所有塑料中,聚苯酯的导热系数和在空气中的热稳定性最高,在高温下还呈现与金属相似的非黏性流动。

  作为新型特种工程塑料的 聚苯酯自1971年由美国金刚砂公司(Carborulom)正式工业化生产以来,全球仅还有日本住友化学公司(与金刚砂公司合股)、晨光化工研究院2家企业建立了一定生产能力的实验工厂,使 聚苯酯树脂生产技术长期掌握在极少数企业手中,聚苯酯树脂的供应的处于市场垄断之下。

  自贡众城特种特塑胶有限公司依托富顺县众城氟塑料厂15年的专业研究及加工经验,与四川大学高分子工程与材料学院、西南科技大学紧密合作,于2010年建成年产30吨的聚苯酯合成装置,成功合成出与国内外同类产品相媲美的 聚苯酯树脂。这对打破聚苯酯技术及市场垄断、降低使用成本、促进该材料的推广应用等方面都有积极的作用。

  二. 聚苯酯的特殊性能

  聚苯酯是一种高结晶性(结晶度大于90%)不溶不熔的线型高聚物,有许多优异的综合性能:

  1.优异的电气性能:体积电阻率1.2×1017Ω·m,介电常数3.5,介电损耗角正切3.5×10-3,介电强度26MV/m;

  2.极高的耐热性:它在空气中的热分解温度高达530℃,在空气中热稳定性极高,400℃lh热失重仅为1%,可在320℃下长期使用,400℃下短期使用,它与聚四氟乙烯的共混物合金制品热变形温度达300℃(纯PTFE约为120℃),可在250℃下长期使用;其模压样品的性能为:常温下弯曲强度50MPa,在30O℃经30Oh后还达35MPa,压缩强度>100Mpa;

  优良的耐溶剂性和耐腐蚀性:不溶于所有脂肪和芳香类溶剂,能耐室温下各种酸、碱,但易受热酸、热碱侵蚀;

  3.优异的力学性能及耐磨、自润滑性:布氏硬度31Mpa、压缩强度106Mpa、弯曲强度52Mpa(300℃151h老化后仍达40 Mpa)、无缺口冲击强度1.47 KJ/m2,摩擦系数为0.2~0.3,动摩擦系数为0.16~0.32,可在不给油的情况下长期工作,有极好的耐压缩蠕变性能。它与聚四氟乙烯的共混物合金,其极限PV值达2500Kpa.m/s,其性能远超当今最好的注油润滑多孔青铜轴承(PTFE/POB合金制品性能见表1),其在空气中和水中的磨耗率仅为玻纤填充PTFE的1/4和1/600;

  4.优异的导热性能:聚苯酯是目前塑料中热导率最高的(23℃为1.12W/K.M),较一般塑料高3--5倍;

  5.耐辐射性能好: 经107 Gy60 Co辐照后,其弯曲强度基本不变;

  6.较低的热膨胀系数为31*10-6(1/K),使其制品具有较好的尺寸稳定性能。

  表1 PTFE/POB合金制品性能

  因此,聚苯酯是所有高分子材料中热稳定性、热容性、自润滑性、硬度、电绝缘性、耐磨耗性等综合性能最好的品种(参见下表2)。

  特种工程塑料详细性能(表2)

  三.技术指标

  ZC1011聚苯酯 外观为褐黄色或浅黄色粉末,其技术指标见表3:

  表3 ZC1011聚苯酯技术指标

序号

技术指标名称

指标值

1

粒度(目数)

颗粒平均粒径

原粉150目,200—2000任意目数

(约6.5--100µm任意粒径)

2

数均分子量

>7000

3

相对热失重(400℃,1h)%

≤2.0%

  四.使用及成型方法

  聚苯酯在使用前最好在150--250℃下烘烤2h.,烘烤时温度不宜太高、物料不宜堆积太厚以防止聚苯酯聚热碳化。

  聚苯酯与其它工程塑料相比最大的特点是具有类似金属的性能,330—380℃有一结晶转变,427℃高温下开始呈现与金属相似的非粘性流动,其成型有以下方法:

  ①、 聚苯酯树脂与其他工程塑料共混作为塑料合金材料使用(如PTFE、PI、PPS、PEEK、PAS等)。目前国内聚苯酯应用最为广泛的是与聚四氟乙烯树脂共混使用(聚苯酯含量一般为15—40Wt%)。该合金既有两者的优点,又弥补了二者的不足之处。PTFE/POB合金的成型方法同聚四氟乙烯填充制品的成型方法相同—冷压烧结成型(见附件);

  ②、 高压力热模压速锻成型:成型温度350--380℃、压力50--150MPa,保压时间根据制品壁厚5—15Min,降至150℃以下脱模;

  ③、 高温等离子喷涂成型:惰性气体氦、氩等通过一个电弧区形成氦或氩的高温(3000—5000℃)等离子,再在此等离子区快速引入聚苯酯粉末,在等离子高温、一定的压力等强大能量作用下,聚苯酯在基材表面形成密实的涂层,涂层厚度一般为0.2—0.5mm为宜;

  ④、 分散体涂覆成型:将聚苯酯粉末均匀分散于聚四氟乙烯乳液中,即得到POB/PTFE分散液。同PTFE分散液涂覆工艺一样进行涂覆成型,每次可涂覆30--40µm厚的涂层,经100℃、30Min干燥后,再在380℃、15Min烧结,若需多次涂覆,每多一层涂覆,烧结时间适当延长。烧结后快速冷却,以降低涂层结晶度和收缩率,增加涂层的柔韧性及附着性。

  五.应用领域

  ①航空:聚苯酯可作为航空机载设备的传动系统用材(有长期工作中耐磨损、耐变形、耐冲击、密度小、低摩擦等优点)及飞机发动机涂层材料(比其他塑料更耐高温、耐辐射)使用;

  ②电子电器:可用作耐高温的各种接插件、继电器箱和底座、各种开关、线圈骨架,温度、气体、压力等的传感器,发光二极管反射罩、印刷线路板、电子封装零件、绝缘环,电子计算机,微型电极的转换开关,大型电子显示器壳体等。该产品绝缘性能良好,耐高温且高温下尺寸稳定,导热性好,可将电器零件使用过程中所生成的热量传出,避免局部过热损坏;

  ③机械工业广泛作为无油自润滑轴承材料:各类滑块、活塞环、耐疲劳皮碗、耐热夹具、垫圈、填料、止推环等,还可用于高温高速摩擦滑动条件下耐磨动、静密封环。广泛应用于高速、无污染、无噪音、无油润滑工作环境如医药、食品机械、纺织机械(避免了润滑油可能对产品的二次污染)。目前,聚苯酯广泛应用作空气、氮气、氩气、氧气、天然气、氟利昂等气体压缩机高温高压下工作的活塞环。聚苯酯特别适合用作水中或水汽中运行的轴承材料(如潜水泵阀行业)。耐高温耐磨损尺寸稳定的超声马达摩擦材料、高温阀门密封材料、复印机的隔热衬套和分离爪等等;

  ④原子能工业领域:聚苯酯具有优良的耐辐射性,可用制造原子能工业中使用的阀座、耐热耐压零件、密封制品等;

  ⑤其它工程塑料制品不能满足的高温等苛刻场合:用于制造燃料泵零件、叶轮、点火器零件、及变速箱零件、喷气发动机的轴承保持架、飞机燃料零件、高空密封材料等。

  六.应用案例

  1.工业泵系列产品中长期使用聚苯酯/PTFE合金制品用作轴承材料,效果良好,产品广受市场欢迎;众城公司的聚苯酯/PTFE/碳纤复合材料广泛应用于机封,泵阀等行业,不仅满足其摩擦小、耐磨损、尺寸稳定、不包轴,还能保证其在250—310℃下长期使用。

  2.在CNG增压机中使用聚苯酯/聚四氟乙烯/碳纤/铜粉复合材料活塞环,满足了高温高压下对活塞环抗压缩、磨损小、尺寸稳定的要求,延长了压缩机使用寿命,产品得到大量推广应用;

  3.食品机械行业大量采用30%聚苯酯填充PTFE材料用作食品机械的无油自润滑滑块材料,多年的使用表明效果良好;

  4.使用聚苯酯作为医疗设备往复皮碗,连续使用寿命达5000hr;

  5.印染还原机上使用聚苯酯/PTFE材料做无油润滑轴承,替代青铜轴承,在温度100—130℃水蒸气中使用三年,无明显磨损;用聚苯酯/PTFE材料制作氢氮压缩机活塞环,工作温度120—150℃、压力大于10Mpa,装机使用3000hr,耐磨、密封效果良好;

  6. 兰州石化职业技术学院机械工程系、 兰州理工大学机电工程学院、 兰州石化公司设备维修公司对PTFE及POB填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究试验结果表明,添加POB降低了PTFE的摩擦系数,提高了PTFE的耐磨性。近年来快速发展的POB/PTFE喷涂于金属表面再加工成金属/塑料轴承,既有了金属的刚性,又发挥了POB/PTFE复合材料的低摩擦、耐磨损的优势,大大地拓展塑料轴承的应用领域。

  七.包装与运输

  1.外包装为纸桶或纸箱,内置塑料袋,每件20公斤聚苯酯(由4个5公斤小包装组成),内附产品合格证,合格证注明生产日期、规格型号、批号、生产厂家、净含量等。

  2.本品无毒,包装运输无特别要求。

关键词: ZC1011聚苯酯树脂

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