新材料进展

第３１卷第１期　２０１３　年　１　月　化学工业　・３９・　ＣＨＥＭＩＣＡＬ玎　ＵＳＴＲＹ　主持人．陈瑞峰　。　。　。　。　。　’　。　。　’　。　。　。　。　。　”。　。　一　　’　’　、　／－　。　。　。　。　。　。　。　。　。　。　：　编者按：新材料是国家七大战略性新兴产业之一，也是我国石化和化学工业加快转变发　展方式的重　：　　ｌ　要着力点，并且与能源、信息、装备制造、节能环保、生物医学等产业密切相关。目前　新材料已　；．：　被列入国家、各级地方政府以及生产企业的规划重点，投资者重点研究的热点领域。　●　●　材料的“新”与“旧”其实是相对的，既取决于产品本身的技术含量、使用性能、　工艺水平．　；　技术日新月　！　也与该国的社会发展阶段、区域市场的稀缺程度有关。特别在材料科学飞速发展、生产　●　较为熟知的　：　异的现代社会，“新材料”的内涵、所包括的品种也在以空前的速度更新换代——一些　“新材料”已经或正在逐步实现大量生产和普遍使用．同时又不断有更加新颖的材料产品涌现　因　？　此，要提升我国新材料产业发展水平，就必须开拓视野，紧密跟踪国内外新材料产业发展的前沿动　：　向，不断向材料产业金字塔的顶端迈进，早日使我国成为国际新材料产业的领跑者。　ｆ　鉴于上述目的，本刊从２０１２年第１１期起，增设“新材料进展”专栏，请石油和化学工业规划　院陈瑞峰主持，每期重点介绍２～３个近期在国内外取得重大研究突破和产业化应用的新型材料，　希望能够帮助致力于新材料产业发展的研究者和企业家们开阔视野，寻找到更新、更好的产业投资　ＰＴＦＥ／ＰＯＢ、ＬＣＰ／ＰＰＳ，均是以特种工程塑料为基础延伸发展出来的　、投稿。　．◆．◆．．．　．．＋。，　特种工程塑料是一类主链以芳环和杂环为主　程塑料，具有优异的力学性能、耐热性、自润滑　要结构单元的聚合物．除具有通用工程塑料的优　异机械性能外．还具有突出的耐高温性能．其长　期使用温度普遍可达１５０℃以上。特种工程塑料　的用量虽然无法与通用塑料相比．但在航空航天、　性和耐溶剂性，广泛应用于航空航天、汽车制造、　电子电气、医疗和食品加工等领域。ＰＥＥＫ作为一　种半结晶性的高聚物，虽然熔点（Ｔ　）高达３４３　ｏＣ，　但玻璃化转变温度（Ｔ　）只有１４３℃，在温度高　于Ｌ时，强度和模量都迅速下降（软化）。因此，　限制了其应用在高温环境下对材料尺寸稳定性要　汽车、电子、核能等领域具有不可替代的地位，　产品附加值高．应用范围越来越广　单一组分的特种工程塑料往往性能范围较窄．　一求特别高的场合　热塑性聚酰亚胺（ＴＰＩ）是另一种高性能特种　些产品虽然性能优异但加工难度较大。因此，　利用两种甚至多种特种工程塑料为原料进行共混　改性．可以发挥各种原料组份的优点，同时实现　性能互补，进一步改善产品的应用性能：同时还　工程塑料，其Ｌ在２００　ｏＣ以上，因此可在更高的　温度下保持材料的尺寸稳定　但ＴＰＩ通常为非晶　结构．耐溶剂性相对较差．限制了其在很多工业　领域，特别是航空领域的应用。此外，由于聚酰　亚胺的主链刚性通常很强．因此流动性较差．加　工也比较困难　可以满足下游不同用户的订制要求．为客户提供　更丰富的“解决方案”．从而有效扩大特种工程塑　料产品的应用范围　共混是开发新材料的重要途　径．目前．“特种工程塑料共混合金”已成为一个　国内外研究结果表明．ＰＥＥＫ与ＴＰＩ共混之后　可以充分发挥前者熔点高、后者软化点高的优点，　从而实现性能互补．获得综合性能更加优异的新　型塑料合金材料，包括耐高温、尺寸稳定性好、　耐溶剂性好、加工成型性能优良等。　新兴的材料门类　１聚醚醚酮／热塑性聚酰亚胺共混改性材料　（ＰＥＥＫ／ＴＰＩ）　聚醚醚酮（ＰＥＥＫ）是一种性能优异的特种工　化・学工业　４０・　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１３年第３１卷　ＰＥＥＫ／ＴＰＩ共混合金材料目前已经进入了商　业推广阶段　比如，首先实现ＰＥＥＫ树脂商品化　生产的英国威格斯（ＶＩＣＴＲＥＸ）公司推出了由该　公司的聚醚醚酮“ＶＩＣＴＲＥＸ　ＰＥＥＫ”和沙特阿拉　２０％左右时．共混合金的结晶度最高．抗磨性能达　到最优．回弹性与压缩强度也显著提高．从而成　为一种耐高温、自润滑、低磨耗的新型特种树脂材　料　除了用于航空发动机密封。ＰＴＦＥ／ＰＯＢ共混塑　伯基础创新塑料公司（ＳＡＢＩＣ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ，　原ＧＥ塑料）的热塑性聚酰亚胺“Ｅｘｔｅｍ”组成的　“ＭＡＸ”系列产品　“ＭＡＸ”系列的特点是同时具　备ＶＩＣＴＲＥＸ　ＰＥＥＫ的耐药品性、耐水解性、长期　耐热性、耐磨损性，以及Ｅｘｔｅｍ的尺寸稳定性和　料合金在超声电机摩擦材料、水气中运转的轴承、　高温阀门密封件等领域也具有良好的应用前景。　３　液晶聚合物／聚苯硫醚（ＬＣＰ／／ＰＰＳ）　液晶聚合物（ＬＣＰ）具有高拉伸强度和拉伸　模量的特性，还具有阻燃性好、热膨胀系数低、　ＨＤＴ及蠕变特性　通过控制两种树脂混合的比　例．可获得熔液粘度不同的产品．最高可在１５０～　２７５℃下使用　该系列产品尤其适用于在高温环　境下同时需要机械特性和尺寸稳定性的用途　例　如半导体制造领域的ＩＣ晶圆承载器及ＩＣ测试座　等　此外．该产品还可以应用于石油开采设备用　连接器、海底用电连接器、密封圈等需要长期可　靠性、耐热性、耐药品性和耐磨损性的用途。　２聚四氟乙烯／聚苯酯共混改性材料（ＰＴＦＥ／　ＰｏＢ）　聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）具有优异的耐热性、耐　低温性、耐药品性及电气性能．并具有优异的不　黏性与自润滑性．是摩擦因数最低的树脂．是目　前航空航天材料中用量最大的高性能材料之一．　尤其是航空密封材料。但其耐磨性、压缩强度、　耐冷流性、硬度等机械性能却不够好，在用于泵、　轴承和活塞环等机械领域时存在磨损严重、压缩　蠕变大和导热性差等缺点　聚苯酯（ＰＯＢ）为链状线形分子．结晶度很　高（大于９０％），具有优异的耐辐照、耐有机溶剂　性能，可在３００℃长期使用；压缩强度高，耐蠕　变性能好：其晶体呈片状，类似于石墨和二硫化　钼等固体润滑剂．具有良好的自润滑性．不损伤　对磨件；耐磨性好，在相同条件下与聚四氟乙烯、　聚酰胺、聚碳酸酯等材料相比其磨损量最小．这　些特性使其成为一种性能优异的润滑填料　ＦＥ与ＰＯＢ在性能上形成很好的互补．且　可以任意比例共混　ＰＯＢ的加入可显著改善ＰＴＦＥ　的耐磨性和抗蠕变性．从而形成综合性能更加优　异的新型聚合物合金　此外．ＰＴＦＥ／ＰＯＢ材料还具　有适当的回弹性．与金属件对磨过程中不会损伤金　属表面　这些特性都有助于相关部件持久有效地发　挥密封作用．特别适合航空发动机密封等高端应用　领域。国内外研究表明．但ＰＯＢ的质量份数在　介电性能优异、成型收缩率低、耐化学腐蚀、流　动性好、便于成型加工等一系列优异特性，其需　求领域主要为注射成型品．其中电子部件占近８０％　（详见本专栏在《化学工业》２０１２年第１０期的介　绍）。但ＬＣＰ在单独使用时存在成型品的强度、　刚性、耐热性较差，以及机械各向异性强、接缝　强度低等问题．因此多数情况下需要对ＬＣＰ进行　改性以适应应用要求．比如与热塑性树脂进行共　混，或者添加纤维、无机填料等　聚苯硫醚（ＰＰＳ）属于结晶型热塑性树脂，其　分子链中苯环的对位上与硫原子直接相连而构成　了线性刚性结构，结晶度较高，具有优良的刚性、　尺寸稳定性、热稳定性、化学稳定性、耐腐蚀性　及电性能等．并且是特种工程塑料中价格相对最　低的产品．被誉为继五大通用工程塑料之后的　“第六大工程塑料”，在汽车制造、电子电气、机　械制造、环保除尘、化工仪器仪表和航天工业等　方面具有广泛应用．目前已成为特种工程塑料的　第一大品种　但是聚苯硫醚的分子结构决定了其　硬而脆的缺点　将ＬＣＰ和ＰＰＳ共混复合可以获得综合性能更　加优异的树脂材料　既可以以ＬＣＰ为主体．掺混　人一定比例的ＰＰＳ，从而提高ＬＣＰ的刚性、耐热　性，并适当降低材料的各向异性：也可以以ＰＰＳ　为主体．改善ＰＰＳ基体材料的流动性．使其更容　易加工．同时由于ＬＣＰ在熔融态可在基体中取　向．冷却后形成微纤维结构．因而对ＰＰＳ基体材　料也可起到增强作用　ＬＣＰ／ＰＰＳ共混合金适用于制造精密制件的连　接器、手机滑轨、航空航天专用部件、汽车制件、　阀门阀芯．以及发夹外壳等日常用品．目前在国　际上已经进入应用阶段。２００７年，世界最大的　ＬＣＰ生产商泰科纳（Ｔｉｃｏｎａ）公司推出了两个型号　ｆ下转第５２页）　化・学工业　５２・　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　２０１３年第３１卷　现场监测，私设暗管、擅自拆除或闲置污染防治　设施．发生重大或特别重大环境污染事故（事　件）．被暂扣或吊销排污许可证等情况之一者，评　定为“环保严管企业”．用红色牌表示　申请环保专项资金补助时，给予优先安排：企业　评选各类先进．在出具环保审核意见时．予以优　先推荐　对环保严管企业和环保警示企业．加大　现场监测频次和巡查力度．依法实施强制性清洁　生产审核．督促排污单位切实履行环保责任．针　对存在的问题采取有效措施进行整改．提高治污　环保诚信企业优先获补助　大亚湾区提出．对在年度评价中获得绿牌的　环保诚信企业．除授予“大亚湾区环境保护诚信　企业”称号、向上级环保主管部门推荐申报“环　境友好企业”外．企业开展清洁生产或技术改造　水平　对造成环境污染严重的排污单位．下达限　期治理决定　对逾期未完成限期治理任务的排污　单位予以关闭　（上接第４０页）　的新型ＬＣＰ／ＰＰＳ改性共混物．分别是Ｖｅｃｔｒａ　Ｖ１４０　它薄壁电子产品。目前，我国虽然已经具有规模　和Ｖｅｃｔｒａ　Ｖ１４３ＸＬ。这种新型产品的抗张强度、曲　化生产ＰＰＳ以及小规模生产ＬＣＰ的能力．但对于　二者共混新材料的研究尚处于实验室阶段．还未见　系列化的商业应用产品。（石油和化学工业规划院　陈瑞峰供稿１　折强度和抗压强度都比ＬＣＰ有提高．加工温度比　传统的ＰＰＳ低．翘曲变形要低于ＬＣＰ．主要面向　的是电子电气市场如衔接器、开关、传感器等其