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1、第二章工程塑膠及其應用49第2章工程塑膠及其應用(EngineeringPlasticsandTheirApplications)第二章工程塑膠及其應用49工程塑膠(Engineeringplastics)是二十世紀50年代以後，隨著電子電器、汽車、航太、通訊及國防工業(yè)等高技術產業(yè)的發(fā)展，在以泛用塑膠為基礎之下，崛起的新類型的高分子材料。工程塑膠一般而言是指【在較寬的溫度範圍和較長期的使用時間，能夠保持優(yōu)良性能，並能承受機械應力做為結構材料使用的一種塑料】。因此，工程塑膠不僅可以代替金屬作為結構性的材料，隨著高科技產業(yè)的發(fā)展，工程塑膠的發(fā)展將成為未來不可
2、缺少的高分子材料。工程塑膠的分類工程塑膠的分類如同其他的高分子材料一樣，有很多種方法，例如耐熱特性、化學組成、結晶特性、應用領域或是特殊用途；但是最常用的是以耐熱性作為分類，簡單敘述如下:l依耐熱性分類，一般以長期使用溫度(以美國UL相對溫度指數(RTI)表示):nRTI在100℃～150℃以上，稱為泛用工程塑膠。nRTI在150℃以上稱為高性能工程塑膠或稱超級工程塑膠。另外也有人以熱變形溫度(HDT)來分類。l依化學組成分類，工程塑膠可以分類為n聚醯胺類(俗稱尼龍):為目前使用數量最多、種類最多的工程塑膠材料。常用的尼龍材料有—尼龍6、尼龍66、尼龍4
3、6、尼龍11、尼龍12、尼龍6T、尼龍9T、尼龍610等超過二十幾種尼龍。n聚酯類:聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、液晶聚合物(LCP)、聚苯酯(PHB)、聚芳酯(PAR)。n聚醚類:聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。第二章工程塑膠及其應用49n芳香族雜環(huán)聚合物:聚醯亞胺(PI)、聚醚亞胺(PEI)、聚苯駢咪唑(PBI)等。n含氟聚合物:聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。l就聚合物的型態(tài)，工程塑膠可分
4、為半結晶性(semi-crystalline)和非結晶或稱無定型(Amorphous)兩大類。n半結晶型:聚醯胺(PA,Nylon)、聚甲醛(POM)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、氟樹脂、對稱性聚苯乙烯(sPS)等n非晶性:聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)、聚碸類(PSU)、聚芳酯(PAR)最後以下面三角形的圖說明，泛用塑膠、泛用工程塑膠與高性能工程塑膠的分類。第二章工程塑膠及其應用49第二章工程塑膠及其應用49工程塑膠發(fā)展的歷史工程塑膠做為塑膠工業(yè)的重要分支在於30年代高分子理論
5、中的高分子結構與性能關係研究開始。最先提出來的是美國杜邦公司的卡洛斯(W.H.Carothers)於1931年發(fā)明尼龍66，堪稱為二十世紀百大科學發(fā)明之ㄧ。自尼龍66開發(fā)來之後，許多的工程塑膠陸續(xù)被研究及商業(yè)化。自從尼龍66開發(fā)出來後，杜邦公司於1959年商業(yè)化聚縮醛(POM)，由於其高剛性、高硬度與機械強度，使得其逐漸取代金屬，因此常被人稱為塑膠鋼。1958年德國拜耳公司發(fā)展了聚酸酯(PC)進一步擴展結構性材料的應用，加強了工程塑膠的市場展有率。1964年美國奇異公司發(fā)展了聚苯醚，熱性質與電氣性質相當優(yōu)異，但是加工性不佳，後了添加了耐衝擊苯乙烯之後，成
6、功了開拓該原料的市場，也開啟了工程塑膠共混改質(alloy)的應用。1970年美國賽拉尼斯公司發(fā)展聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，成為五大泛用工程塑膠最後發(fā)展成功但是卻是成長率最快的工程塑膠材料。聚醯胺類(PA6、PA66)、聚熱塑酯類(PBT、PET)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)等五大類工程塑膠因為其使用量大且應用面非常廣，因此被稱為五大泛用工程塑膠。1964年美國杜邦公司成功開發(fā)出聚亞醯胺(PI)為迄今耐熱性最佳的高分子材料，PI的出現(xiàn)更推動了高性能工程塑膠的發(fā)展。之後發(fā)展出聚碸類樹脂(PSU)、聚苯硫醚(PPS)等耐高溫材料
7、。1980年英國卜內門公司開發(fā)成功融點336℃的聚醚醚酮(PEEK)進而開闢了聚醚酮類系列的高性能樹脂新領域。另外自1976年柯達公司發(fā)表p-羥基安息香酸改性的液晶性聚酯後開啟了液晶聚酯的研發(fā)，在半結晶與非晶性塑膠之外另外有液晶行為的高分子材料，由於其特殊的自我補強、特殊配向行為與耐高溫特性，在航太與電子電器用途用量越來越高。以下列出主要工程塑膠工業(yè)化的年代與首家商品化的公司名稱。工程塑膠名稱工業(yè)化年代首家商業(yè)化的公司尼龍661939(美國)杜邦E.I.DuPont尼龍61942(美國)I.G.FarbenIndustry聚四氟乙烯(PTFE)1945(
8、美國)杜邦E.I.DuPont第二章工程塑膠及其應用49尼龍111955(法國)
