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聚苯醚

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    聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料,化学名称为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚,简称PPO(Polyphenylene Oxide)或PPE(Polypheylene ether),又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。
   简介
    聚氧二甲苯是由通用电气A.S.Hay在1956年制成,是利用氯化亚铜做触媒以氧化偶合方式将2,6-二甲基苯酚制成聚氧二甲苯,并在1964年发表,取名为PPO。
    聚氧二甲苯是便宜的耐高温塑胶中的之一种,但难以制造,而且抗冲击及耐热能力会随时间而降低。混合聚氧二甲苯和聚苯乙烯可以改善此一缺点。1960年代调整后的聚氧二甲苯问世,商品名称为Noryl。市场上通用的主要为改性的聚苯醚(Modified Polyphenylene Oxide),简称MPPO,或者MPPE(Modified Polypheylene ether)。
   聚苯醚的基本性能
    1、为白色颗粒。综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。
2、有突出的电绝缘性和耐水性优异,有较好的耐磨性和电性能,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。
3、MPPO为PPO与HIPS共混制得的改性材料,市面上的材料均为此种材料。
    4、有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,PPO的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。
5、阻燃性良好,具有自息性,与HIPS混合后具有中等可燃性。质轻,无毒可用于食品和药物行业。耐光性差,长时间在阳光下使用会变色。
6、可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤维等进行共混改性处理。PPO塑胶原料特性
    A、PPO塑胶原料无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。
    B、在很宽温度、频变范围内电性能好,不水解、型收缩率小,难燃有自熄性,耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差,易溶胀或应力开裂。
    C、它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。D、聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。
    E、PPO塑胶原料的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。
    F、PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。 G、主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难。
   物理性质
    PPO无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。在很宽温度、频率范围内电性能好,主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难,实际应用大部分为MPPO(PPO共混物或合金),如用PS改性PPO,可大大改善加工性能,改进耐应力开裂性和冲击性能,降低成本,只是耐热性和光泽略有降低。改性聚合物有PS(包括HIPS)、PA、PTFE、PBT、PPS和各种弹性体,聚硅氧烷,PS改性PPO历史长,产品量大,MPPO是用量最大的通用工程塑料合金品种。比较大的MPPO品种有PPO/PS、PPO/PA/弹性体和PPO/PBT/弹性体合金。PPO和MPPO可以采用注塑、挤出、吹塑、模压、发泡和电镀、真空镀膜、印刷机加工等各种加工方法,因熔体粘度大,加工温度较高。
    PPO和MPPO主要用于电子电器、汽车、家用电器、办公室设备和工业机械等方面,利用MPPO耐热性、耐冲击性、尺寸稳定性、耐擦伤、耐剥落、可涂性和电气性能,用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩;电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、开关继电器、调谐设备、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件。家用电器上用于电视机、摄影机、录像带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件。可作复印机、计算机系统,打印机、传真机等外装件和组件。另外可做照相机、计时器、水泵、鼓风机的外壳和零部件、无声齿轮、管道、阀体、外科手术器具、消毒器等医疗器具零部件。大型吹塑成型可做汽车大型部件如阻流板、保险杠、低发泡成型适宜制作高刚性、尺寸稳定性、优良吸音性、内部结构复杂的大型制品,如各种机器外壳、底座、内部支架,设计自由度大,制品轻量化。
   化学性质
    化学式简称PPO。由2,6-二取代基苯酚经氧化偶联聚合而成的热塑性树脂,
    一般呈土黄色粉末状。常用的是由 2,6-二甲基苯酚合成的聚苯醚,具有优良的综合性能,最大的特点是在长期负荷下,具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性,使用温度范围广,可在-127~121℃范围内长期使用。具有优良的耐水、耐蒸汽性能,制品具较高的拉伸强度和抗冲强度,抗蠕变性也好。此外,有较好的耐磨性和电性能。主要用于代替不锈钢制造外科医疗器械。在机电工业中可制作齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他紧固件和连接件等,还用于制作电子、电气工业中的零部件,如线圈骨架及印刷电路板等。1964年,美国通用电气公司首先用2,6-二甲基苯酚为原料实现聚苯醚工业化生产。1966年,通用电气公司又生产了改性聚苯醚(MPPO)。1984年,世界聚苯醚的消费量为163kt。
   制备方法
    一种聚苯醚的制备方法,包括:将在非水溶性的聚合溶剂和催化剂存在下经聚合得到的聚苯醚溶液与一种螯合剂水溶液接触,终止聚合反应的进行并使催化剂失活;接着加入一种水溶性的难溶聚苯醚的溶剂,使聚苯醚沉淀析出,并分离回收所沉淀的聚苯醚;
    其中(a)聚苯醚溶液与螯合剂水溶液混合接触,在50~120℃下保持10~180分钟;
    其中(b)分离回收聚苯醚后的混合物,含有非水溶性的聚合溶剂和水溶性的难溶聚苯醚的溶剂,将这一混合物加入水以萃取水溶性的难溶聚苯醚的溶剂,这样就使水溶性的难溶聚苯醚的溶剂被萃取入水相而与聚合溶剂分离;
    其中(c)通过蒸馏的方法将水溶性的难溶聚苯醚的溶剂从水相中分离并除去,全部或部分留下来的水循环用于与分离聚苯醚后的滤液接触,留下来的水相中高沸点有机物的含量为1重量%或更低。
   工业生产的方法
    包括聚合和后处理两部分:在聚合反应釜中先加入定量的铜氨络合催化剂,将氧气鼓泡通入,然后逐步加入 2,6-二甲基苯酚和乙醇溶液,进行氧化偶联聚合得到聚合物。后处理是将聚合物离心分离、用含硫酸30%的乙醇液洗涤,再用稀碱溶液浸泡、水洗、干燥、造粒,即得聚苯醚的粒状树脂。
    还可采用2,6-二苯基苯酚为单体,所得聚苯醚的热稳定性更好,已用于制造耐高温薄膜和绝缘制品。
    为了改善成型加工性能和降低成本,可以用共混方法对聚苯醚进行改性,改性聚苯醚成本低、市场价格已能和ABS树脂竞争,广泛用来代替青铜或黄铜制作各类机械零件及管道等。

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