热塑性聚乙烯的特性与应用

1.聚乙烯（PE）

（1）基本特性 聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同，聚乙烯塑料可分为高压、中压和低压三种。低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分子质量、结晶度和密度较高（故又称高密度聚乙烯），比较硬，耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好。高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较小，结晶度和密度较低（故又称低密度聚乙烯），且具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性。

聚乙烯树脂无毒、无味、呈白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，为结晶型塑料。密度为0.19～0.96g/cm³时，有一定的机械强度，但和其他塑料相比，其机械强度低，表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，且介电性能与温度、湿度无关，是最理想的高频绝缘材料。常温下聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙烯有高度的耐水性，长期与水接触其性能可保持不变。其透水透气性能较差，而透氧气和二氧化碳及许多有机物质蒸气的性能好。在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆。一般高压聚乙烯的使用温度约为80℃，低压聚乙烯为100℃左右。聚乙烯能耐寒，在-60℃时仍有较好的力学性能，-70℃时仍有一定的柔软性。

各种聚乙烯的性能比较，见表2⁃5。

表2⁃5 各种聚乙烯的性能比较

（2）主要用途 聚乙烯是塑料产量中最大，应用最广的塑料品种。通过各种成型方法，它在以下几个方面得到应用。

1）挤出或压延成型各种薄膜，这是聚乙烯的最大应用领域，主要以农用（如地膜、蔬菜大棚膜和园艺用各种薄膜）和包装（食品袋、垃圾袋、各种包装薄膜，出版物的塑膜封皮）等为主。聚乙烯也可与其他材料层叠成复合薄膜。

2）中空吹塑成型，用于各种工业和日用容器，如饮料、食品、牛奶、药品和化妆品包装瓶、洗涤剂瓶等，包装和储存盐酸、硫酸等腐蚀性液体的容器，如煤油罐、液体燃料容器、油桶、啤酒罐和涂料桶等。

3）挤出成各种型材，单丝聚乙烯可挤出成板材、片材、棒材和管材等，管材品种有煤气管道，建筑业的上、下水管，农用灌溉管，输液、输气管，医用输药管，还有电线、电缆护套等。聚乙烯还可以挤出成型单丝用于制作渔网、绳索、窗纱、编织品及家庭用品等。

4）注射成型各种工业用品和日常用品，如盆、碗、碟、水桶、灯罩、玩具和文具娱乐用品等，同时也可制成工业用品及配件，如各类车辆、拖拉机和仪器仪表中的零部件等。

5）挤出成型电线、电缆包皮（一般需要对聚乙烯进行改性）和高频绝缘结构件等。

6）泡沫制件，如具有防腐要求的防振、保温和吸声材料，防振缓冲包装材料，建筑业中的装饰板、百叶窗、合成木材及合成纸，家具制件，体育用品（如软垫、头盔内衬等）。

7）其他用途，如各种设备、装置的防腐涂层（采用喷涂方法），军工方面的弹道、弹托外壳、弹带，军用武器和车辆的零部件，航空航天领域方面的零部件等。

低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。中压聚乙烯最适宜的成型方法是高速吹塑成型，可制造瓶类、包装用的薄膜及各种注射成型制件和旋转成型制件，也可用作电线、电缆；高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜（理想的包装材料）、软管、塑料瓶及电气工业的绝缘零件和包覆电缆外皮等。

（3）成型特点

1）聚乙烯的成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔。

2）在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易产生变形、翘曲，并使塑件浇口周围部位的脆性增加。

3）应控制模具温度，保持冷却均匀、稳定。

4）冷却速度慢，必须充分冷却，模具要设有冷却系统。

5）流动性好且对压力变化敏感，宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分。

6）质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。

三种聚乙烯的成型特性见表2⁃6，聚乙烯的成型工艺条件见表2⁃7。

表2⁃6 三种聚乙烯的成型特性比较

表2⁃7 聚乙烯的成型工艺条件

注：“√”表示二次加工性能好，“✕”表示二次加工性能差。

（4）制件及模具 聚乙烯制件的壁厚与熔体流动性有关，其流动性又随密度不同而变化。在选择制件壁厚时需充分考虑流动比。低密度聚乙烯的最大流动长度与壁厚之比（简称流动比）为280∶1，高密度聚乙烯的流动比为230∶1。聚乙烯的收缩率对制件壁厚的选取也有一定影响，收缩率大，则制件壁厚也大。从利于熔体流动，减少制件收缩方面考虑，聚乙烯注射制件壁厚应不小于0.8mm，一般可在1～3.5mm之间选取。

在设计注射模具时，为防止因收缩不均和方向性明显所引起的翘曲、扭曲等问题，及对制件性能的影响，应注意浇口位置的选择。聚乙烯质软易脱模，对于侧壁带有浅凹槽的制件，可强制脱模。型芯部分沿脱模方向设置脱模斜度25′～45′，型腔部分为20′～45′。

2.聚丙烯（PP）

（1）基本特性 聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明。密度仅为0.9～0.91g/cm³。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、拉伸强度、压缩强度、硬度及弹性比聚乙烯好，其拉伸强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。定向拉伸后聚丙烯可用于制作铰链，有特别高的弯曲强度和疲劳强度。聚丙烯的熔点为164～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌。其最高使用温度可达到150℃，最低使用温度为-15℃。低于-35℃时会脆裂。因不吸水，聚丙烯的绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。

（2）主要用途 由于聚丙烯价格低廉，性能优良，加工容易，因此，其应用正变得日益广泛。目前其最大市场除包装和纺织领域外，在汽车及电器中的用量正逐年增长。特别是在汽车制造工业中，使用聚丙烯及其改性材料的增长率超过其他任何材料，另外，建筑、家具等领域也在大量使用聚丙烯。总体上看，我国聚丙烯产量约2/3用于塑料，其余约1/3用于纤维。它可制成下列用途的制件。

1）汽车零部件，聚丙烯及增强聚丙烯可以制成汽车转向盘、挡泥板、座椅、蓄电池壳、空气过滤器壳、加速踏板、发动机舱、车厢、通风采暖系统、灯罩和工具箱等产品。

2）医疗工具，如注射器、盒、输液袋、输血工具和病人用具（盒、杯、壶等）。

3）各类薄膜及中空制件，如各种纺织品包装袋，装食物用的食品袋，电缆、电动机和变压器中的绝缘薄膜，打字机带和胶鞘带的基膜；包装洗涤剂、化学品和药品，与其他材料复合而制成的用于盛装食油、酱油、液体燃料和化学制剂的各种容器。

4）一般用途机械零件中的轻载结构件，如手轮、手柄、罩、铰链、活页、法兰、接头、阀门、泵叶轮和风扇叶轮等。

5）日常用品，如周转箱、货箱、折叠椅、澡盆、玩具、餐具、门窗框架、盥洗室水槽和文体用品等。

6）聚丙烯的单丝和纤维制件，如渔网、绳索、各种编织袋、衣料、蚊帐、地毯、人造草坪、尿布、滤布、无纺布和室内装饰材料等。

7）化工制件，如耐热耐腐容器、管道、设备衬里和涂层等。

（3）成型特点

1）成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形。

2）聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路。

3）聚丙烯成型的适宜模具温度为80℃左右，不可低于50℃，否则会造成成型塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。

4）温度过高时会产生翘曲现象。

（4）制件及模具 制件壁厚选择应充分考虑熔体充模的特性。聚丙烯熔体流动比为250∶1，流动性较好，且成型收缩也会对制件壁厚选取产生影响。通常壁厚在0.9～4.0mm范围选择。制件壁厚尽可能均匀，转角处避免尖角，应圆弧过渡。对于薄而平直制件，为避免收缩各向异性导致翘曲变形，可开设加强肋或沿口卷边等办法。

在注射模具设计时，考虑聚丙烯的收缩，制件脱模斜度在30′～1°之间，而复杂形状或带有孔、字母及花纹的制件可取1.5°～2°的斜度。对于塑料铰链制件模具，浇口选择时应保证熔体流动方向垂直于铰链的轴线。对于多型腔模具，浇口位置应开设在靠近铰链一侧，避免在铰链区域出现熔接痕。因聚丙烯流动性好，熔体充模时易出现排气不良现象，故应适当设置排气槽。

3.聚氯乙烯（PVC）

（1）基本特性 聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一，其原料来源丰富，价格低廉，性能优良，应用广泛。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，形同面粉，造粒后为透明块状。

根据不同的用途加入不同的添加剂，能使聚氯乙烯塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，就可制成多种硬质和软质制件。纯聚氯乙烯的密度为1.49g/cm³，加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.15～2g/cm³范围内。

硬质聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用作结构材料。其介电性能好，对酸碱的抵抗能力极强，化学稳定性好。但成型较困难，耐热性不高。

软质聚氯乙烯含有较多的增塑剂，它柔软而富有弹性，类似橡胶，但比橡胶更耐光、更持久。在常温下其弹性不及橡胶，但耐蚀性优于橡胶，不怕浓酸或浓碱的破坏，不受氧气及臭氧的影响，能耐寒冷。但其脆性、硬度、抗拉强度、耐磨性及介电性能较硬聚氯乙烯低。

总的来说，聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料，其化学稳定性也较好。但聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体，使聚氯乙烯变色。其使用温度范围较窄，一般在-15～+55℃之间。

（2）主要用途 由于聚氯乙烯塑料具有很多优良的性能，因而在农业、化工、电子、轻工、机械和建筑等很多部门得到广泛应用。

1）建筑行业。建筑行业对PVC制件的需求十分旺盛。据估测，PVC全部产量的3/4进入了建筑市场。PVC门窗将占门窗总产量的40%左右，除此之外，还有建筑板材、型材、线材、防水卷材、防水密封材料、装饰材料、上下水管、泡沫塑料构件和燃气输送管道等。

2）包装行业。用于食品、调味品、饮料、化妆品和洗涤剂等的中空吹塑包装瓶，物品软包装薄膜、收缩膜，啤酒瓶盖和饮料瓶内衬等。

3）电子电器行业。用于电线电缆绝缘层、电线和电池套管、槽线盒，办公室器具的罩壳，以及收音机、电视机、电话机的壳体等。

4）农业。用于地面覆盖薄膜、大棚膜，硬塑料件，农田排灌管道、农网等。

5）汽车行业。用于仪表板、后盖板、操纵杆盖板、货车底板、顶棚衬里、座椅和车身内衬等的表皮，内饰件，电线绝缘层、护套和护管等。

6）化工行业。用于化工厂通风、排气、输送酸、碱介质及浆液等的耐腐蚀管道、管件及阀门、泵，化工设备衬里、电解槽、酸洗槽、塔器、反应器和烟囱等。

7）其他产品。如塑料鞋和鞋底、软管、垫片、唱片、壁纸、提包、桌布、窗帘、窗纱、蚊帐、防蛀网、绳索、食品包装及医疗用的输液袋、输血袋、盆、管、盒、雨衣和阀膜等。

（3）成型特点

1）聚氯乙烯的流动性差，过热时容易分解放出氯化氢。所以聚氯乙烯中必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制成型温度及熔料的滞留时间。

2）成型温度范围小，必须严格控制料温，且模具应有冷却装置。

3）因为聚氯乙烯的耐热性和导热性不好，所以不能用一般的注射机成型。用一般的注射机时需将料筒内的物料温度加热到166～193℃，但这样做会引起热分解，因此应使用带预塑化装置的螺杆式注射机。

4）模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大。

5）模具应有冷却装置，型腔表面要镀铬。

聚氯乙烯的成型加工艺条件见表2⁃8。

表2⁃8 聚氯乙烯的成型工艺条件

（4）制件及模具 对硬质聚氯乙烯制件，在设计时尽可能保证壁厚均匀，避免出现收缩不均，导致翘曲、内应力、裂纹等缺陷。考虑到其流动比约为100∶1及制件的复杂程度，应注意壁厚不可太薄，否则制品刚性不够，且充型困难。壁厚应不低于1.2mm，通常为1.5～5mm。

在注射模具设计时，考虑到收缩率在0.6%～1.5%之间，脱模斜度为1°～1.5°。为防止氯化氢气体腐蚀模具，应对模具的流道、型腔等与熔体接触部分进行镀铬或渗氮等防腐处理。

4.聚苯乙烯（PS）

（1）基本特性 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、有光泽、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054g/cm³。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度、杂质含量等有关。其相对分子质量越大，则机械强度越高。聚苯乙烯有优良的电性能和一定的化学稳定性，能耐碱、硫酸、磷酸、10%～30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂；对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的耐蚀能力。聚苯乙烯能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩；但耐热性低，热变形温度一般为70～98℃，只能在不高的温度下使用。聚苯乙烯的质地硬而脆，塑件由于内应力的作用容易开裂，并有较高的热膨胀系数，因此，限制了它在工程上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的应用范围。

（2）主要用途 聚苯乙烯主要应用在以下几个方面。

1）电器用品，如计算机、电视机、CD机、录音机及各种电器仪表零件、壳体、高频电容器、光导纤维和高频绝缘用品等。

2）透明零部件，如各种仪器仪表外壳、灯罩、机壳透明窗、透明模型、陈列柜、光盘盒、医疗用品、药瓶和大口杯等。

3）日用杂品，如梳子、瓶盖、玩具、牙刷柄、圆珠笔、学习用具、一次性用快餐包装盒、鸡蛋箱、各种盘、碗、茶具和托盘等。

4）防振、保温、隔声材料，如建筑上用的防振保温夹心结构材料、电冰箱、火车、轮船和飞机等上用的隔声、隔热材料及救生圈等。

（3）成型特点

1）聚苯乙烯性脆易裂，易出现裂纹，因此成型塑件的脱模斜度不宜过小，顶出要均匀。

2）由于聚苯乙烯的热膨胀系数高，塑件中不宜有嵌件，同时塑件壁厚应均匀，否则会因热膨胀系数相差太大而导致开裂。

3）流动性优良，且模具中大多采用点浇口形式，所以应注意模具间隙，防止飞边。

4）宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，降低内应力。

5）料温过高时，容易出现银丝。

6）料温低或脱模剂过多时，则易使塑件的透明性差。

聚苯乙烯的成型工艺条件见表2⁃9。

表2⁃9 聚苯乙烯的成型工艺条件

（4）制件及模具 制件设计时应注意到聚苯乙烯的热膨胀系数与金属相差较大，在制件中不适宜有金属嵌件的存在，否则在环境温度变化时，制件极易出现开裂破坏现象。聚苯乙烯流动比为200∶1，制件壁厚既不宜太厚，亦不能太薄，一般在1.0～4mm之间选取。制件壁厚也要尽可能均匀，同时不允许有缺口、尖角，厚薄相连处应以较大的圆弧过渡，避免产生应力集中现象。

在设计注射模具时，考虑其成型收缩率为0.5%～0.8%，可选用适当的脱模斜度。一般型腔部分为35′～1°30′，型芯部分为30′～1°，对于较复杂的制品可在50′～2°之间选取。为防止内应力及开裂等问题，模具顶出机构应具有较大的顶出有效面积和良好的顶出同步性。

5.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）

（1）基本特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。

ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽、不透明，密度为1.02～1.05g/cm³。ABS既有极好的抗冲击强度（且在低温下也不迅速下降），又有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有任何影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮、醛、醋、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂。ABS有一定的硬度，它的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等都高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度约为93℃。耐气候性差，在紫外光的作用下ABS易变硬发脆。

根据ABS中三种组分的比例不同，其性能也略有差异，从而可适应各种不同的应用。根据应用不同ABS可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。

ABS与其他塑料冲击强度的比较，见表2⁃10。

表2⁃10 ABS与其他塑料冲击强度的比较

（2）主要用途 ABS具有良好的综合性能，应用甚广，目前主要应用于以下几个方面。

1）通信器材和家用电器。ABS具有良好的电绝缘性能，在通信器材方面主要用于制造各种电话机壳、听筒及电话扬声器配件等，制品的力学性能好，经久耐用。在家用电器方面主要用来制造各种收音机、电视机、录音机、计算机、吸尘器、洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器外壳和某些零件等。

2）机械工业。ABS在机械工业上可用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、仪表盘、仪表壳、蓄电池槽、电动机外壳和部件等。

3）汽车工业。ABS在汽车工业上的应用发展很快，已有很多零件采用ABS制造，如仪表盘、刻度盘、挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器、前照灯聚光圈、后视镜护罩和车前部格栅，还有用ABS夹层板（两层ABS板间充泡沫塑料）制造小轿车车身等。用ABS制造上述制品不仅强度大，质量轻，还可以节约大量金属材料，且成本低。

4）化学工业。用ABS可以生产各种规格、各种用途的管材，用于输送气体（包括天然气）、油类和化工物料等。ABS管道易加工，而且具有较好的韧性、硬度、耐腐蚀性和不渗透性等优点。

5）轻工文体用品。用ABS可以制造文具（如钢笔、铅笔的笔套）、雪橇、玩具和乐器（电吉他、笛子）等。用ABS制造的鞋后跟耐磨性好，且能在较宽的温度范围内仍可保持刚性和韧性。

6）家庭用品。ABS可以制造照相机、时钟、缝纫机、自行车、轻便摩托及家具的零部件，还可用来制造箱包零件和婴幼儿用品等。

7）其他方面。镀金属的ABS制件可大量用于仪表工业及轻工业部门，制成泡沫塑料，用作保温、防振材料，还可以代替木材制作建筑材料，也可制成门窗框架和安全帽等。

（3）成型特点

1）ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷，因此，成型加工前应进行干燥处理。

2）ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式。

3）成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大，因此易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。

4）在正常的成型条件下，壁厚和熔料温度对收缩率影响极小。

5）要求塑件精度高时，模具温度可控制在50～60℃，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60～80℃。

6）ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。

ABS的成型工艺条件见表2⁃11。

表2⁃11 ABS的成型工艺条件

（续）

（4）制件及模具 ABS熔体流动比约为200∶1，该数值又因品级不同有所差异，在制件设计时其壁厚不宜太薄，特别对于需作电镀处理的制件，壁厚要略厚以增加镀层与制件表面的粘附力。但制件过厚也会增加制件成本，且导致成型周期过长，收缩明显。ABS制件壁厚通常在1.5～4.5mm之间选取。壁厚均匀性相差不宜过大，需作电镀处理的制件表面应平整，表面凹凸，因为这些部位易产生静电吸附灰尘且难以去除，使镀层牢固性变差。制件上的尖角也要尽量避免，防止应力集中，应采用圆弧过渡加以解决。

在注射模具设计时，考虑到收缩率因ABS树脂品级不同，制件形状及成型条件变化，其收缩率范围在0.4%～0.6%之间。其型腔部分脱模斜度取40′～1°20′，型芯部分取35′～1°，形状复杂制件的脱模斜度应增加。易产生熔接痕，设计模具时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。

6.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

（1）基本特性 聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃，是一种透明塑料，具有高度的透明性和优异的透光性，透光率达92%，优于普通硅玻璃。有机玻璃可制成棒、管和板等型材，也可制成粉状物，供成型加工。成型料中性能较好的是改性有机玻璃372#和373#塑料。372#有机玻璃为甲基丙烯酸甲酯与少量苯乙烯的共聚体，其成型性能较好。373#有机玻璃有较高的耐冲击韧性。有机玻璃轻而坚韧，密度为1.18g/cm³，比普通硅玻璃轻一半，机械强度为普通硅玻璃的10倍以上。它容易着色，有较好的电气绝缘性能。化学性能稳定，能耐一般的化学腐蚀，也能溶于芳烃又氯代烃等有机溶剂。在一般条件下尺寸较稳定。其最大缺点是表面硬度低，容易被硬物擦伤。

聚甲基丙烯酸甲酯的耐酸能力见表2⁃12，聚甲基丙烯酸甲酯的力学性能随时间的变化见表2⁃13，聚甲基丙烯酸甲酯透光率随时间的变化见表2⁃14。

表2⁃12 聚甲基丙烯酸甲酯的耐酸能力

（续）

表2⁃13 聚甲基丙烯酸甲酯力学性能随时间的变化

表2⁃14 聚甲基丙烯酸甲酯透光率随时间的变化

（2）主要用途 由于聚甲基丙烯酸甲酯优良的耐候性及光学透明性，其应用领域极为广泛，主要包括以下几个方面。

1）作为无机硅玻璃的替代品。聚甲基丙烯酸甲酯用于宇航器械、飞机、汽车、船舶的防弹玻璃及窗玻璃，仪表零件、信号显示灯罩、座舱盖、指示灯罩、表面覆盖板，汽车及摩托车的挡风玻璃等。

2）建筑方面。聚甲基丙烯酸甲酯用于室内外照明及非照明信号显示、天花板照明设备，高级装饰品（如雕塑品等）、家具、隔板材料等，太阳能集热器的外罩、室内紫外灯操作的日光浴床，温室玻璃、阳台玻璃，水槽等。

3）光学仪器。聚甲基丙烯酸甲酯可制作各种光学镜片，如眼镜、放大镜、各种透镜及激光扫描控制的慢转录像带等。

4）医疗器械。聚甲基丙烯酸甲酯作为一种医用高分子材料，是整形外科制作假肢、假鼻（眼、牙及牙托）及医用导光管的基本原料。聚甲基丙烯酸甲酯也可用作婴幼儿保护箱的透明防护罩。

5）文具及日用品。聚甲基丙烯酸甲酯还常用于日用品及文化用品方面，如各种制图用具、示教模型、标本及标本防护罩，灯具、各种笔杆、钮扣、发卡、糖果盒、肥皂盒、各种容器及其他日用装饰品等。

（3）成型特点

1）为了防止塑件产生气泡、混浊、银丝和发黄等缺陷，影响塑件质量，原料在成型前要很好地干燥。

2）为了得到良好的外观质量，防止塑件表面出现流动痕迹、熔接痕和气泡等不良现象，一般采用尽可能低的注射速度。

3）模具浇注系统对料流的阻力应尽可能小，并应制作出足够的脱模斜度。

聚甲基丙烯酸甲酯的成型工艺条件见表2⁃15。

表2⁃15 聚甲基丙烯酸甲酯的成型工艺条件

（4）制件及模具 有机玻璃熔体流动比为130∶1，故制件壁厚不宜太薄，最好不要低于1mm，一般在1.5～5mm之间选取。材料性脆易碎，为防止脱模不佳或使用不当而开裂，制件中应避免缺口和尖角，厚薄连接处应圆弧过渡。

注射模具设计时，应采用尽可能宽大的浇注系统，以减小对料流的阻力。要开设适当的排气槽，以及时排除型腔内的空气及低分子挥发气体，排气槽深度在0.03mm以下。为了不影响制品的透明性，应合理选择顶杆的位置及数量。型腔的表面粗糙度要低。考虑收缩率为0.5%～0.7%，脱模斜度在型腔部分为35′～1°30′，型芯部分为30′～1°。

7.聚酰胺（PA）

（1）基本特性 聚酰胺俗称尼龙。它是含有酰胺基的线型热塑性树脂，尼龙是这一类塑料的总称。根据所用原料的不同，常见的尼龙品种有尼龙1010、尼龙610、尼龙66、尼龙6、尼龙9和尼龙11等。

尼龙有优良的力学性能，抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著提高，其中以尼龙6最优。经过拉伸定向处理的尼龙，其拉伸强度很高，接近于钢的水平。作为机械零件材料，表面硬度很大，摩擦因数小，故具有十分突出的耐磨性和自润滑性能，它的耐磨性高于一般用作轴承材料的铜、铜合金和普通钢等。同时，尼龙还具有良好的消声效果。尼龙耐碱、弱酸，但强酸和氧化剂能侵蚀尼龙。尼龙本身无毒、无味、不霉烂。其热稳定性较差，一般只能在80～100℃之下使用。为了进一步改善尼龙的性能，常在尼龙中加入减摩剂、稳定剂、润滑剂和玻璃纤维填料等，克服了尼龙存在的一些缺点，提高了机械强度。

各种聚酰胺的性能见表2⁃16和表2⁃17，聚酰胺与金属的力学性能比较见表2⁃18。

表2⁃16 各种聚酰胺的性能

（续）

表2⁃17 不同聚酰胺的熔融温度和吸水率的变化情况

表2⁃18 聚酰胺与金属的力学性能比较

（2）主要用途 聚酰胺具有良好的机械强度和耐磨性、耐油性，能在80～100℃下使用，有良好的自润滑性和耐腐蚀性。在与金属材料及其他工程塑料的竞争中，通过不断完善技术和性能，现已成为最重要的工程塑料，应用领域正在不断拓宽。

1）汽车制造。汽车制造业是聚酰胺工程塑料最大的消费市场。聚酰胺可用于汽车（特别是轿车）的绝大多数部位，如发动机部件、电气部件和车体部件等。

①发动机部件。汽车发动机室内部件的塑料化，聚酰胺占绝对优势。聚酰胺具有耐芳香族碳氢化合物高辛烷汽油的特性，可用于制造燃料滤网、燃料过滤器、罐、捕集器和储油槽等。用聚酰胺制造发动机气缸盖罩比用铝铸件和冲压铁板等材料设计自由度大，且着色鲜艳。聚酰胺具有极好的冲击强度和韧性，用于制作散热器可抗汽车行驶时飞石冲击。聚酰胺具有较好的高温耐疲劳性和低温耐反复冲击性，用于制作平衡旋转轴齿轮，比金属齿轮强度高且降低了汽车行驶时的噪声。

②电气部件。汽车电气部位的电气配件、接线柱是聚酰胺的又一应用领域。接线柱单件质量虽小，但装配数量多，车内和发动机室内都有应用，特别是电气化程度较高的高级轿车，接线柱用量多达600个/辆。此外，安装在发动机室内的熔断器盒、箱也多用聚酰胺。

③车体部件。聚酰胺在车体部位主要用于制作驱动、控制部件。近年来，随着车轮盖耐热性要求的提高，也开始用聚酰胺或其共混材料，且用量逐年递增。聚酰胺共混材料用作汽车外板材料不仅质量轻（与钢板相比减少40%），而且能够成型钢板难以形成的曲面。制成汽车外板后可与金属配电盘同时进行150℃以上的联机涂饰，还可改善汽车外板的耐腐性和碰撞时的复原性。

2）机械设备。聚酰胺具有强韧、耐磨、自润滑、刚性和耐热等一系列的优良性能，因此广泛用于制造大型机械零件，如齿轮、涡轮、密封垫片、螺栓、螺母及罩壳、轴承等。

3）电器和电子工业。聚酰胺主要用于制造民用电器的电饭锅、电动吸尘器和高频电子食品加热器。聚酰胺经阻燃化处理后能达UL94-VO阻燃级，且韧性高。PA66还具有优良的耐焊锡性，在电器产品中大量用作接线柱。虽然聚酰胺的尺寸精度和稳定性稍差，但是用作电器机械或电动工具壳体时不但质量轻、电绝缘性和绝热性好，而且耐热、耐油和耐汽油等性能优良。

电器制件中，聚酰胺主要用作接线柱、开关和电阻器等。

4）医疗器械及精密仪器。无毒聚酰胺制品已用于医用输血管、取血器和输液器等领域。聚酰胺单丝用于制造外科手术缝线、假发等。另外，电子打字机的数字旋转盘、接线柱、传动齿轮和印刷机的带式过滤片等也开始用聚酰胺制造。

5）建筑领域。聚酰胺用作卷扬机滑轮，制作埋入混凝土中的顶棚悬挂螺栓、钉子等物，也可用于制作窗帘夹具和门把手。

6）其他领域。PA66在日用品中大量用于一次性打火机壳体和碱性干电池衬垫。聚酰胺材料也用于制造摩托车驾驶员的头盔，高抗冲聚酰胺还常用作锤柄和锤头、管钳及扳手等。在儿童玩具方面，聚酰胺用作塑料模型、遥控玩具汽车车身。在办公器材方面，可以用作外壳，办公用椅的脚轮、座和靠背等。在体育用品中可用于滑雪板、球拍框、球拍线、冲浪板、冰鞋、钓鱼竿和钓鱼线等。

聚酰胺薄膜气体阻隔性能优良（特别是氧气透过率小），具有防止内装物氧化变质功能，而且耐油性、耐低温冲击性、耐穿透性好，可用于肉、火腿等冷冻食品的包装。

聚酰胺具有优良的耐氟利昂性，广泛用于空调器用管和汽油用管。聚酰胺挤出棒材和板材可用于制作切削制品，也可用作齿轮或其他传动装置。

聚酰胺及其粉末可喷涂于各零件表面，提高耐磨损性和密封性能。

（3）成型特点 聚酰胺具有良好的成型加工性，其共同特点如下。

1）吸湿性较大，成型前须进行干燥处理，使其含水量低于0.1%，否则在高温成型时易起泡，使制件强度下降。干燥时为避免高温氧化，应采用真空干燥，在100～110℃的环境下，干燥10～12h，或在80～90℃的环境下在热空气循环烘箱中进行。应注意烘干温度不宜过高，以免引起材料氧化变黄，加料斗应密封，并保证物料与空气的接触时间不超过1h。

2）熔点较高，熔融温度范围窄，热稳定性差，在高温下易氧化降解，超过300℃就会分解，不宜在高温料筒中停留时间过长。喷嘴须加热，防止堵塞。

3）熔体黏度低，并具有较高的温度敏感性和剪切速率敏感性。流动性好，溢边值为0.02mm。成型中易发生溢料和流涎现象，因此模具须选用最小间隙。宜采用自锁式喷嘴。

4）收缩大且收缩率范围大，各向异性明显，易发生缩孔、凹陷和变形等缺陷。成型条件应稳定。

5）冷却速度对结晶度和塑件性能影响较大，应根据壁厚等控制模具温度，模具温度过低，易产生缩孔及结晶度低等问题。

6）可采用各种形式浇口，浇口与塑件连接处应圆滑过渡。流道和浇口截面尺寸大些较好，这样可改善缩孔及凹陷等缺陷。

7）塑件壁厚不宜过厚并应均匀，脱模斜度不宜过小。

8）注塑成型时，由于采用较高的注射速度，所以必须考虑排气的问题。通常在模具上开设排气槽（槽宽3mm，深0.04～0.05mm）。

聚酰胺的成型加工方法很多，主要包括注射、挤出、吹塑和压塑成型等。其中，以注射和挤出成型为主。聚酰胺的成型工艺条件见表2⁃19。

表2⁃19 聚酰胺的成型工艺条件

由于聚酰胺在成型过程中的分子取向和冷却过程中的结晶，使得聚酰胺制件中存在一定的内应力，在以后使用和储存期间，内应力会使制件尺寸及形状发生一定变化。通过退火或调湿处理，可减少上述影响。

1）退火。通常，将聚酰胺制件浸入非氧化油或酯中，根据聚酰胺类型及制件厚度，确定退火时间及温度。例如，壁厚3mm的聚酰胺制件退火条件为缓慢升温至160～190℃，退火时间为15min，随后缓慢冷却。若制件最高使用温度低于上述温度，则可在最高使用温度之上20℃进行退火。

2）调湿。有些类型的聚酰胺在空气中具有较高的平衡吸水性，因此除退火外，还应进行调湿处理，以加快制件达到平衡吸水性，提高尺寸稳定性，减少制件的脆性。常用的调湿方法是把制件泡在热水中，或把制件浸在沸腾的浓度为65.5%醋酸钾水溶液中1～2d。

（4）制件及模具 熔体流动比通常在150∶1～200∶1之间，制件的壁厚一般不低于0.8mm，可在1～3.2之间选取。由于尼龙良好的自润滑性和消声性，可用于制造齿轮、凸轮等机械零件，且性能十分优良。

尼龙收缩率较大，注射模具设计时应选择合适的脱模斜度，其选择范围为40′～1°30′。为防止可能出现的气泡或收缩凹痕，要求流道和浇口部分必须有足够的冷料穴。熔体流动性好，成型时易出现排气不良，需开设排气槽，其深度控制在0.025mm以下。

8.聚甲醛（POM）

（1）基本特性 聚甲醛是继尼龙之后发展起来的一种性能优良的热塑性工程塑料。其性能不亚于尼龙，而价格却比尼龙低。聚甲醛表面硬而滑，呈淡黄色或白色，薄壁部分呈半透明。有较高的抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度，特别适合于作长时间反复承受外力的齿轮材料。聚甲醛尺寸稳定、吸水率小，具有优良的减摩、耐磨性能。能耐扭变，有突出的回弹能力，可用于制造塑料弹簧制件。常温下一般不溶于有机溶剂，能耐醛、醋、醚、烃及弱酸、弱碱，耐汽油及润滑油性能也很好，但不耐强酸。有较好的电气绝缘性能。其缺点是成型收缩率大，在成型温度下的热稳定性较差。

由于聚合工艺和组成结构不同，聚甲醛分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。在其他性能相似的情况下，共聚甲醛比均聚甲醛具有更好的热稳定性和化学稳定性，目前在工业生产中主要以共聚甲醛为主，其产量占聚甲醛总产量的70%左右。均聚甲醛与共聚甲醛的差异见表2⁃20。

表2⁃20 均聚甲醛与共聚甲醛的差异

（2）主要用途 聚甲醛优异的综合性能使其在汽车工业、机械制造、精密仪器、电器通信设备、化学工业、结构零件、农用机械和家庭用具等领域得到广泛的应用。

1）汽车工业。聚甲醛在汽车工业中的应用量最大，它不仅能代替锌、铜和铝等非铁金属，而且还能取代铸铁件和钢冲压件，在国外被称为赛钢材料、超钢材料和向金属挑战的材料。用聚甲醛制作的汽车零件具有减少润滑点、耐磨、便于维修、简化结构、提高效率、降低成本、节约钢材和使汽车轻量化等良好效果。用聚甲醛代替铜制作汽车上的半轴、行星齿轮垫等不但节约了铜，且提高了使用寿命。

在汽车发动机燃油供给系统中，可用它制造散热器水管阀门、散热器箱盖、防冻冷却液的备用箱、水阀体、燃料油箱盖、水泵叶轮、化油器壳体和加速踏板等零部件；还可用来制造加热器风扇、控制杆、各式开关、齿轮外壳、轴承支架、调节器手柄、制动器及洗涤泵等零部件。

2）机械设备。由于聚甲醛具有硬度大、耐磨、耐疲劳、冲击强度高、尺寸稳定性好和有自润滑性等特点，使其被大量用于制造各种齿轮、滚轮、轴承、输送带、弹簧、凸轮、螺栓及各种泵体、壳体、叶轮摩擦轴承座等机械设备的结构零部件。用聚四氟乙烯乳液改性的高润滑聚甲醛制造的机床导轨板具有优良的刚性和耐疲劳性，能克服纯聚四氟乙烯导轨板易被磨耗和易蠕变的缺点，而且与金属摩擦时的静、动摩擦因数基本相同，显示了突出的自润滑性。

3）电子和电器。由于聚甲醛的介电损耗小，介电强度和绝缘电阻高，具有耐电弧性等性能，使之被广泛应用于电子电器领域。可用聚甲醛制造电扳手外壳、电动羊毛剪外壳、煤钻外壳和开关手柄等，还可制作电话、无线电、录音机、摄像机、电视机、计算机和传真机的零部件、计时器零件，录音机磁带座等。

4）建筑方面。由于聚甲醛具有自润滑性、耐水腐蚀和耐水垢等特点，使其在建筑器材方面可用来制作水龙头、窗框、洗漱盆、水箱、门帘滑轮、水表壳体和水管接头等。

5）农业机械方面。聚甲醛能代替金属材料制作手动喷雾器部件、播种机的连接与联运部件、挤乳机的活动部件、排灌水泵壳、进出水阀座、接头和套管等。

6）其他方面。聚甲醛无毒、不污染环境、全面符合国际卫生标准，是食品机械零件的理想材料。聚甲醛具有良好的耐油性、耐腐蚀、较好的气密性，可用于包装、输油管、浸在油中的部件及标准电阻面板等的制造。

（3）成型特点

1）聚甲醛成型收缩率大。

2）熔点明显（153～160℃），熔体黏度低，黏度随温度变化不大，在熔点上下聚甲醛的熔融或凝固十分迅速。

3）熔融速度快有利于成型，缩短成型周期，但凝固速度快会使熔料结晶速度快，塑件容易产生熔接痕等缺陷。

4）注射速度要快，注射压力不宜过高。

5）聚甲醛摩擦因数低、弹性高，浅侧凹槽可采用强制脱出，塑件表面可带有皱纹花样。

6）聚甲醛热稳定性差、加工温度范围窄，要严格控制成型温度，以免引起温度过高或在允许温度下长时间受热而引起分解。

7）冷却凝固时要排除热量多，模具上应设计均匀冷却的冷却回路。

聚甲醛最为常用的加工方法是注射和挤出，除此之外还可进行焊接、机械加工和印染等二次加工。聚甲醛的成型工艺条件见表2⁃21。

表2⁃21 聚甲醛的成型工艺条件

（4）制件及模具 制件壁厚应根据树脂情况进行选择，不宜太薄，通常在1.5～5mm之间。而过厚的壁厚因收缩、补料等问题而很少采用。壁厚应均匀，厚薄相差不宜太大，并避免缺口、尖角，转角处要圆弧过渡，从而减少内应力及应力集中的问题。

注射模具的脱模斜度通常为40′～1°30′。因熔体流动性好，易排气不良，模具应开设良好的排气孔、槽，孔槽深度不得超过0.02mm，宽度在3mm左右。

9.聚碳酸酯（PC）

（1）基本特性 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，它在工程技术中的应用广泛，仅次于聚酰胺。密度为1.20g/cm³，本色微黄，加点淡蓝色后可得到无色透明塑件，可见光的透光率接近90%。它韧而刚，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅。抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒。成型零件可达到很好的尺寸精度，并在很宽的温度变化范围内保持其尺寸的稳定性。脆化温度在-100℃以下，长期工作温度达120℃。聚碳酸酯吸水率较低，并能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油和脂肪烃，但不耐碱、胺、酮、脂和芳香烃，并有良好的耐气候性。成型收缩率恒定为0.5%～0.8%，容易得到精度高的塑件。其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差。用玻璃纤维增强聚碳酸酯，可克服上述缺点，使聚碳酸酯具有更好的力学性能，更好的尺寸稳定性，更小的成型收缩率，并提高了耐热性，降低了成本。

聚碳酸酯的耐热性和耐寒性都很好，长期使用温度的范围较宽。聚碳酸酯的热性能见表2⁃22。

表2⁃22 聚碳酸酯的热性能

（2）主要用途 聚碳酸酯作为一种综合性能优良的工程塑料，在社会生活各个方面有着广泛的用途。

1）电子电器方面。聚碳酸酯是优良的E级（120℃）绝缘材料，在电子电器行业的应用领域十分广泛。聚碳酸酯被用于大量制作绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳、手电钻外壳和通信器材壳体等。用聚碳酸酯制作那些尺寸公差要求很高的零件，如计算机、摄像机、电话交换器、信号继电器等通信器材，具有很高的使用价值。电气设备零件常常带有金属嵌件，如用玻璃纤维增强即可克服纯聚碳酸酯带嵌件制件易产生应力开裂这一缺点。此外，聚碳酸酯薄膜还被广泛用作电容器、绝缘包皮、录音带和彩色录像磁带等。

2）机械设备方面。聚碳酸酯具有优异的冲击韧性和良好的力学性能，被广泛用于制作齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、凸轮、棘轮、杠杆、轴、曲轴和离心泵的叶轮等受力不大的紧固件，受力不大、转速不高的耐磨件，以及飞机上的零件和一些设备仪器的壳体、罩面和框架等。聚碳酸酯泡沫结构材料的比弯曲强度约为钢的5倍，声学性能比金属好10倍，而成本仅为钢的一半。在机械上主要用作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、心轴、轴承、滑轮、铰链和螺母。

3）光学照明方面。聚碳酸酯的透光率接近有机玻璃。在聚碳酸酯中加入紫外光吸收剂，使制件有良好的耐候性。在光学照明器材方面可用来制作大型灯罩、防护玻璃和光学仪器的左右目镜筒，以及车、船挡风玻璃和潜望镜等。由于聚碳酸酯的冲击强度、拉伸强度、负荷变形温度比有机玻璃高得多，可广泛用作飞机上的透明材料。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜和防护玻璃等光学零件。

4）医疗器材方面。聚碳酸酯的无毒、无味、不易污染、较好的耐热性和耐药品性、可在高压蒸汽下消毒蒸煮等优良特性，使之适宜制作医疗用途的杯、筒、瓶及牙科器械、药品容器和手术器械等医疗器械，甚至还可被用于制作人工肾和人工肺等人工脏器。

5）食品工业方面。聚碳酸酯用于制造加仑水瓶、啤酒瓶和罐、餐具及食物储存容器等。

6）在其他方面的应用。聚碳酸酯可用来制作建筑上的中空肋双壁板和暖房玻璃等。在纺织行业中，聚碳酸酯可用来制作纺织纱管、纺织机轴瓦等；此外，用聚碳酸酯制造的激光高密记录磁盘，能提供极优的高记录性能和耐用性。

（3）成型特点

1）聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，加工前必须进行干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象。

2）聚碳酸酯熔融温度高，熔融黏度大，流动性差，成型时要求有较高的温度和压力，且其熔融黏度对温度比较敏感，一般用提高温度的办法来增加融熔塑料的流动性。

3）当冷却速度较快时，其制品容易产生内应力。聚碳酸酯成型收缩小，容易得到精度高的零件。

聚碳酸酯可采用注射、挤出、吹塑、真空成型等方法生产塑料制品。注射成型时，浇注系统尺寸应粗大。其制品还应进行退火处理。

聚碳酸酯的成型工艺条件见表2⁃23。

表2⁃23 聚碳酸酯的成型工艺条件

（4）制件及模具 聚碳酸酯流动比为80∶1～100∶1，制件壁厚不宜太薄，一般不低于1mm，大都是在1.5～5mm之间选择。PC对缺口较为敏感，故要求制件壁厚均匀一致，尽可能避免锐角、缺口的存在，转角处圆弧过渡。

注射模具的脱模斜度通常型腔部分为35′～1°，型芯部分为30′～50′。由于热膨胀系数的差别，尽可能少用金属嵌件。熔体黏度大，模具浇注系统尽可能采用大尺寸流道及浇口，尽量避免针点式小浇口，以免充模不足，产生收缩、凹痕等缺陷。

10.聚砜（PSU）

（1）基本特性 聚砜是20世纪60年代出现的工程塑料，它是在大分子结构中含有砜基（-SO₂-）的高聚物，此外还含有苯环和醚键（-O-），故又称聚苯醚砜。呈透明而微带琥珀色，也有的是象牙色的不透明体。具有突出的耐热、耐氧化性能，可在-100～150℃的范围内长期使用，热变形温度为174℃，有很高的力学性能，其抗蠕变性能比聚碳酸酯还好。还有很好的刚性。其介电性能优良，即使在水和蒸汽中或190℃的高温下，仍保持高的介电性能。聚砜具有较好的化学稳定性，在无机酸、碱的水溶液、醇、脂肪烃中不受影响，但对酮类、氯化烃不稳定，不宜在沸水中长期使用。其尺寸稳定性较好，还能进行一般机械加工和电镀。但其耐气候性较差。

聚砜主要主要有双酚A型聚砜（也称普通聚砜（Polysulfone，PSU），通常所说的聚砜即指PSU、聚芳砜（Polylsulfone，PASF）和聚醚砜（Polyethersulfone，PES）。

聚砜塑料的主要物理性能和力学性能见表2⁃24和表2⁃25。

表2⁃24 聚砜塑料的主要物理性能

表2⁃25 聚砜塑料的主要力学性能

聚砜类塑料的各种力学性能在工程塑料中是很突出的，它与几种工程塑料的力学性能、热性能比较见表2⁃26和表2⁃27。

表2⁃26 聚砜与其他工程塑料的力学性能比较

表2⁃27 聚砜与其他工程塑料的热性能比较

（2）主要用途 由于聚砜具有优良的力学性能，聚砜类塑料已广泛应用于机械、电子电器、医疗器械、汽车及航空航天等各个领域。

1）机械工业方面。因具有高强度、低蠕变、优异的耐热水及水蒸气性、卫生性，突出的尺寸稳定性，聚砜被广泛用于制作大量替代铜、铝、锌和铅等金属材料的各种机械零配件、钟表壳体及零件、复印机及照相机零件等，并可消除因用聚碳酸酯制备该类产品时所带来的应力开裂现象。用于制作食品机械中的热水阀、冷冻系统器具、传动零部件等具有安全可靠的特性。聚芳砜中混入聚四氟乙烯粉末或石墨等耐磨、减摩填料后，可用来制造耐高温及高负荷下使用的轴承。聚醚砜也被广泛用于机械领域，如制作活塞环、轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮、防水表外壳及机械摇柄等。

2）电子电器方面。由于电子、电器正在向着小型、轻量、耐高温的方向发展，使具有优良的综合性能及电绝缘性能的聚砜在电子电器领域得以广泛应用，如用于制作一般工程塑料不能胜任的耐高低温（-100～+160℃）、耐酸碱及具有电镀性的电视机、音响及计算机的印制电路板，各种电子电器设备的外壳和电镀槽，示波器的套管及线圈架、电容器薄膜和电线、电缆的包覆层，以及各种小型精密电子元件等。聚芳砜在电子电器领域可作为C级绝缘材料使用，制成各种耐高温的线圈架、开关和连接器等。聚醚砜也广泛用于电子电器领域，如制作线圈绕线管、线圈框架和微型电容器等。玻璃纤维增强聚醚砜被用来制作可控硅绝缘体、微型电位差计外壳和集成电路插座等。

3）交通运输行业方面。聚砜类塑料优良的耐油、耐热及高刚度、高强度，使其在汽车、轮船和飞机等交通运输领域的应用具有较大的优势。聚砜类塑料被大量用于制作汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保持架、发动机齿轮和止推环等，以及飞机上热空气导管和窗框等。用玻璃纤维增强聚砜还可代替金属材料制作汽车的某些结构件，如挡泥板外罩等，这样可大大减轻车重。

4）医疗器械方面。聚砜类塑料良好的透明性，加上其优异的耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性，使其在医疗器械领域得到广泛应用。例如，聚砜可制作成防毒面具、接触眼镜片的消毒器皿，内视镜零件、人工心脏瓣膜和人工假牙等，聚醚砜可制成人工呼吸器、血压检查管、牙科用反射镜支架和注射器等。聚砜和聚醚砜还被制成性能优异的超过滤膜和反渗透膜等。

5）其他方面。在透镜生产中，日本已利用PSU取代PMMA和PC，这些光学传感器可用于自动控制器内，并已形成市场规模。在照明和光学器材领域，可用来制作反光灯和信号灯等。在保险盒的应用中需求量也很大。在厨房用具上可用来制作咖啡器、煮蛋器和微波器等。

（3）成型特点

1）塑件易发生银丝、云母斑、气泡甚至开裂，加工前原料应充分干燥。

2）聚砜熔融料流动性差，对温度变化敏感，冷却速度快，模具浇口的阻力要小，模具需加热。

3）成型性能与聚碳酸酯相似，但热稳定性比聚碳酸酯差，可能发生熔融破裂。

4）聚砜为非结晶型塑料，因而收缩率较小。

11.聚苯醚（PPO）

（1）基本特性 聚苯醚全称为聚二甲基苯醚。这种塑料造粒后为呈琥珀色透明的热塑性工程塑料，硬而韧。硬度较尼龙、聚甲醛和聚碳酸酯高。蠕变小，有较好的耐磨性能。使用温度范围宽，长期使用温度为-127～+121℃，脆化温度很低达-170℃，无载荷条件下的间断使用温度高达205℃。电绝缘性能优良。耐稀酸、稀碱、盐等溶液。耐水及蒸汽性能特别优良。吸水性小，在沸水中煮沸仍具有尺寸稳定性，且耐污染、无毒。缺点是塑件内应力大，易开裂，熔融黏度大，流动性差，疲劳强度较低。

通过掺混聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）或采用接枝苯乙烯的方法，而成功开发出了改性聚苯醚（MPPO），以优异的性能和众多的品级获得了迅速发展。目前，改性聚苯醚的产量占聚苯醚总产量的90%以上，并成为五大通用工程塑料之一。

（2）主要用途 由于绝大多数聚苯醚类产品为MPPO，故其应用仍以MPPO为主。

MPPO具有优良的物理力学性能和耐热性，特别是它的尺寸稳定性、耐水性及耐蒸煮性、电绝缘性等在工程塑料中名列前茅。由于它的品级和合金材料有百余种，又具有多种成型加工方法，而且价格适中，因此在各工业部门和日常生活中得到了广泛的应用。它最适宜应用于潮湿而且需要具有优良电绝缘性、力学性能和尺寸稳定性的场合。MPPO的主要应用领域是电视机、电子电器零件、汽车、办公设备、精密设备、液体输送设备、家用电器和纺织器材等。

1）电视机及家用电器。由于MPPO具有优异的电绝缘性和阻燃性，被用于制作电视机中要求电性能十分苛刻的零部件，如汇聚线框架、支架、插座、高压绝缘罩、调谐器零件、控制轴、硒电极夹及绝缘套管等。另外，由于具有良好的耐热性、尺寸稳定性、耐洗涤性、抗冲击性、着色性及易于二次加工等特点，所以在家用电器如咖啡壶、电冰箱、空调器和摄像机等产品中也得到了广泛的应用。

2）电子和电器零件。MPPO已被广泛用于制造各种线圈绕线管、接线柱、电器开关、蓄电池接合器、定时器、继电器、插座、电器外壳、超高频调频器、电动机零件等电子和电器零件。

3）汽车。MPPO在汽车工业中的应用已显示出优异的性能和成本均衡性。近年来已被大量用于制造汽车上的各种零部件，取代原来采用的铝压铸件、铸铁、ABS、PC、PA66、PP和POM等材料。例如，用Nory1731制造的汽车仪表板，与ABS相比，不仅具有更高的耐热性，而且在低温下仍能保持较高的冲击强度和良好的延展性。又如，用MPPO制造的汽车窗框，与原先采用的玻璃纤维增强尼龙相比，力学性能相同而成本降低40%，质量减轻25%。用PPO/PA合金可制造出大型外部全塑汽车部件，如门板、后侧板、挡泥板、保险杠导风板和轮罩等。

4）现代办公设备。MPPO是制造现代办公设备的优良材料，可用于制作各种计算机、传真机、复印机的外壳及零部件等。

5）照相机、钟表、投影仪等各种精密机械的零件及壳体。

6）液体输送设备。MPPO在室温和高温下的吸水率都很低，而且具有不被洗涤剂、酸和碱等侵蚀的特性，因而常用来制造输送水溶性液体的设备。采用玻璃纤维增强的MPPO可代替金属材料制造泵体、泵叶轮、储槽、管道和阀门等。制得的设备不仅具有优良的耐热性、尺寸稳定性和抗蠕变性，而且在强度上已达到或接近生铁、铝、锌和铜等金属材料的水平。

7）纺织器材。由于MPPO具有耐热、耐蒸煮，强度和刚性好，不易变形，质轻，又能适应高速纺丝的特点，因此它已成为纺织工业以塑代木制造纱管的理想材料。用其制造的纬纱管使用寿命可达8年以上。

（3）成型特点

1）流动性差，模具上应加粗浇道直径，尽量缩短浇道长度，充分抛光浇口及浇道。

2）为避免塑件出现银丝及气泡，成型加工前应对塑料进行充分的干燥。

3）宜用高料温、高模具温度、高压、高速注射成型，保压及冷却时间不宜太长。

4）为消除塑件的内应力，防止开裂，应对塑件进行退火处理。

PPO和MPPO的注射成型工艺条件见表2⁃28。

表2⁃28 PPO和MPPO的注射成型工艺条件

12.氯化聚醚（CPT）

（1）基本特点 氯化聚醚是一种有突出化学稳定性的热塑性工程塑料，对多种酸、碱和溶剂有良好的耐腐蚀性，化学稳定性仅次于聚四氟乙烯（塑料王），而价格比聚四氟乙烯低廉。其耐热性能好，能在120℃下长期使用，耐氧化性能比尼龙高。其耐磨、减摩性比尼龙、聚甲醛还好，吸水率只有0.01%，是工程塑料中吸水率最小的一种。它的成型收缩率小而稳定，有很好的尺寸稳定性。具有较好的电气绝缘性能，特别是在潮湿状态下的介电性能优异。但氯化聚醚的刚性较差，抗冲击强度不如聚碳酸酯。

（2）主要用途 机械设备上可用于制造轴承、轴承保持器、导轨、齿轮、凸轮和轴套等。在化工方面，可作防腐涂层、储槽、容器、化工管道、耐酸泵件、阀和窥镜等。

（3）成型特点

1）塑件内应力小，成型收缩率小，尺寸稳定性好，宜制成精度高、形状复杂、多嵌件的中小型塑件。

2）吸水性小，加工前必须进行干燥处理。

3）模具温度对塑件影响显著，模具温度高，塑件抗拉、抗弯、抗压强度均有一定提高，坚硬而不透明，但冲击强度及伸长率下降。

3）成型时有微量氯化氢等腐蚀气体放出。

13.聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET或PETP）

（1）基本特点 PET无毒，具有高结晶度、高熔化温度和不溶于一般有机溶剂的特点。熔化温度为250～270℃。密度随结晶度的增大而增加，非晶态密度为1.33g/cm³，纤维的密度为1.38～1.41g/cm³，完整结晶体密度为1.463g/cm³。

聚对苯二甲酸乙二酯的强韧性是热塑性塑料之冠，经双向拉伸后的薄膜的拉伸强度可与铝膜媲美，是聚碳酸酯薄膜的3倍，聚乙烯薄膜的9倍。该聚合物薄膜的冲击强度是其他塑料薄膜的3～5倍，能保持至约-70℃，具有很好的耐撕裂能力和折叠耐久性及耐磨性能。

经双轴拉伸后薄膜的力学性能得到很大提高，见表2⁃29，具有较大的使用价值，双轴取向薄膜成为聚对苯二甲酸乙二酯的重要产品。

表2⁃29 成型方法对聚对苯二甲酸乙二酯薄膜性能的影响

（2）主要用途 由于PET具有一系列优良性能，因此应用范围较广，主要包括薄膜（或片材）、纤维、瓶用塑料及工程塑料等。

1）薄膜（或片材）的应用。与其他类型的薄膜相比，双轴取向PET薄膜强度大（为聚乙烯膜的9倍），硬度高，化学稳定性好，防渗透性能好，电性能优良，透明度可达90%，薄膜表面光滑，耐热、耐候性高，尺寸稳定性好，使用温度范围宽，因此目前使用的主要是双轴取向的PET薄膜（或片材）。其常用于以下几个方面。

①各类食品、药品、无毒无菌的包装材料。

②纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料。

③录音带、录像带、电影胶片、计算机软磁盘、金属镀膜及感光胶片等的基材，服装中的硬领、太阳能板和人造卫星镀铝基片。

④电气绝缘材料、电容膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等电子领域和机械领域。

⑤结晶PET薄膜是目前具有代表性的耐热包装材料之一，适用于冷冻食品及微波炉处理的食品容器。结晶PET制成的托盘，还适合在普通烘箱内加热食品。耐热PET瓶常用于85～95℃条件下热灌装食品的包装，也可使用PET的复合薄膜作为耐热包装材料，通常采用PET、铝箔、聚酰胺、PP及纸板等复合而成。

2）PET包装瓶。PET瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻且生产效率高等特点，因而发展很快。其应用范围己由最初的碳酸气饮料瓶发展到目前的啤酒瓶、食用油瓶、调味品瓶、药品瓶和化妆品瓶等。PET包妆瓶主要有下列品种。

①单层PET包装瓶。作为单层包装瓶PET比市场常用的塑料包装材料（如PP、PVC、HDPE、LDPE和LLDPE）的一些包装功能如强度、透明性、印刷性、保香性、热收缩性、耐油性及卫生性能等方面都有更大的优越性，因此PET瓶越来越多地用于代替玻璃瓶和其他塑料瓶，成为重要的包装材料。

②新型阻隔包装瓶。PET高阻隔瓶广泛用于代替玻璃制件盛装啤酒、白酒和其他酒类制件。在提高阻隔性能方面，常采用共聚、复合、共混和涂覆等方法。例如，共聚通常采用二醇类作为共聚单体，复合主要是将PET与其他高阻隔性树脂（如聚酰胺）形成多层复合瓶，共混即用高阻隔树脂（如乙烯、乙烯醇共聚物、聚偏氯乙烯等）与PET树脂共混而得到高阻隔性材料，涂覆则是将二氧化硅、氧化硅等涂覆在PET瓶的表面，可制成外观与玻璃瓶相似的酒瓶。

热灌装包装瓶。PET/聚对苯二甲酸乙二酯共混物使用温度较高，且渗透率很小，可用作热灌装（85℃）沙拉调味品和果酱的包装瓶，调节聚萘二甲酸乙二酯和PET的混合比例，可使操作温度在85～90℃范围内变化。

3）PET工程塑料的应用。

①电子电器。增强PET在电子电器上有广泛用途，如用于制造连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳、自动熔断器、电动机托架和继电器等。

②汽车配件。汽车的结构零部件及电器配件中，大量应用了PET工程塑料，如配电盘罩、点火线圈、各种阀门、排气零件、分电器盖、计量仪器罩壳、小型电动机罩壳等。也可利用PET优良的涂装性、表面光泽及刚性，制造汽车的外装零件。

③机械设备。PET工程塑料常用于制造齿轮、凸轮、泵壳体、带轮、电动机框架和钟表零件等，不仅尺寸稳定、精度高、耐磨性好、强度高，而且质量轻、价格便宜、使用寿命长。

④结晶PET。工程塑料可用作微波烘箱烤盘，大尺寸厚型板材可用作公共汽车的顶棚和建筑物的透明顶棚等，耐候性PET板材用于户外广告牌和模型。

4）涂料的应用。PET作为涂料应用市场极为广阔，主要应用领域为改性醇酸树脂涂料、改性饱和聚酯涂料、聚酯粉末涂料、热塑性或热固性聚氨酯涂料等。

（3）成型特点

1）PETP可用挤出、注射和吹塑等成型方法加工成薄膜、管坯和瓶子。

2）PET一般以结晶料供给，加工前以进行干燥，粒料的含湿率应低于0.005%，以减小水解降解。

3）加工时料温应尽可能低些，通常在273℃挤出，料温过高会引起大分子断裂。

在PETP瓶子制造中，首先将PETP注射到模具中，形成非晶态的型坯，再将型坯取出，加热，然后经双向拉伸吹塑加工，使型坯成为高强度和韧性的薄壁容器。PETP瓶对氧和二氧化碳的渗透率很低。

PET及其玻璃纤维增强材料常采用注射成型加工，增强PET注射成型的工艺条件见表2⁃30。

表2⁃30 增强PET注射成型的工艺条件

PET在采用吹塑成型时，既可以采用直接挤出吹塑，也可采用注射拉伸吹塑（注—拉—吹）。目前，直接挤出吹塑仅限于生产小型制品（如眼药水瓶）等。由于拉伸吹塑可明显提高PET中空制品的拉伸强度、弹性模量、冲击韧性和抗渗性能，具有很好的技术经济效益，故注射拉伸吹塑成型方法是PET瓶的主要成型方法。注射拉伸吹塑成型第一步要制坯，第二步进行双轴定向拉伸，使其从无定型变为具有结晶定向的中空容器。其具体分为一步法和两步法。

增强PET一步法工艺流程及控制条件见表2⁃31，PET两步法成型工艺条件见表2⁃32。

表2⁃31 增强PET一步法工艺流程及控制条件

表2⁃32 PET两步法成型工艺条件

注：表中有关数据是以加工45g聚酯瓶为例。

14.氟塑料

氟塑料是各种含氟塑料的总称，主要包括聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯及聚偏氟乙烯等。

（1）聚四氟乙烯（PTFE） 聚四氟乙烯树脂为白色粉末，外观呈蜡状，光滑而不黏。平均密度为2.2g/cm³，是最重的一种塑料。聚四氟乙烯具有卓越的性能，非一般热塑性塑料所能比拟，有塑料王之称。化学稳定性是目前已知塑料中最优越的一种，它对强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质都完全稳定，甚至是沸腾的王水。核工业中用的强腐蚀剂五氟化铀对它都不起作用，其化学稳定性超过金、铂、玻璃、陶瓷及特种钢等。在常温下还没有找到一种溶剂能溶解它。它有优良的耐热耐寒性能，可在-195～+250℃范围内长期使用而不发生性能变化。聚四氟乙烯的电气绝缘性能良好，且不受环境湿度、温度和电频率的影响。其摩擦因数是塑料中最低的。聚四氟乙烯的缺点是热膨胀系数大，而耐磨性和机械强度差，刚性不足；成型困难，是热敏型塑料，极易分解，分解时产生腐蚀性气体，有毒；流动性差，熔融温度高，成型温度范围窄。一般将粉料冷压成坯件，再烧结成型。

聚四氟乙烯常用填料品种、功效及适用范围见表2⁃33。

表2⁃33 聚四氟乙烯常用填料品种、功效及适用范围

聚四氟乙烯优异的耐热性和热稳定性，广泛的工作温度范围，优异的电性能，极优异的耐化学腐蚀性和耐溶剂性，突出的阻燃性，良好的摩擦性和防粘性，使它在许多应用领域占有重要地位，广泛应用于航空、电子技术、化学工业、机械工业、冷藏工业、医药工业、建筑工业和食品工业等方面。

1）电子技术及电工方面的应用。聚四氟乙烯既具有极高的热稳定性，又具有不受温度和频率影响的优越的介电性能，是一种极为优异的电绝缘材料，广泛应用于高频电子仪器的绝缘、高频电缆、电容器线圈和电动机槽等的绝缘。用其乳液浸渍玻璃布制成的层压板，可以用作印制电路的底板、雷达、电动机和变压器的绝缘材料。聚四氟乙烯的漆包线可用于制造微型电动机、热电偶及控制装置等。其电线、电缆已成为电视、雷达、飞机和火箭等不可缺少的材料。

2）耐腐蚀方面的应用。聚四氟乙烯可以用来制造各种化工机械零部件，如管子、软管、薄壁烧杯、反应器、活门、阀门、隔膜、伸缩接头、泵及蓄电池嵌件等。这些零部件可在-195～+250℃的温度范围内使用，也可在腐蚀性极强的任何浓度的酸、碱、氧化剂、溶剂等介质中使用，而且不论时间多久，尺寸均无变化。用聚四氟乙烯制作的多孔板材，可以作为任何强腐蚀介质的过滤器。因聚四氟乙烯不会玷污反应介质，用其制造的蒸馏塔和反应器是用来提炼要求超纯度物质的良好材料。此外，该材料还大量应用于化工设备耐腐蚀的涂层和衬里。

3）耐磨、密封方面的应用。用聚四氟乙烯可制造各种垫圈、密封环、阀瓣和阀座等。在聚四氟乙烯中加入各种填料，如石墨、二硫化铝、玻璃纤维和青铜粉等，可用于制造各种要求自润滑、耐磨的轴承及活塞环等制品。

4）在医药方面的应用。由于聚四氟乙烯制件对人体没有任何害处，又能进行高温消毒，其制品在外科手术上可作为代用血管、人工心肺装置和消毒保护器等。

5）在餐饮方面的应用。利用聚四氟乙烯的防粘性可制作不粘锅、糕点模具等厨房设备。

聚四氟乙烯成型困难，是热敏性塑料，极易分解，分解时产生腐蚀性气体，有毒，必须严格控制成型温度。其流动性差，熔融温度高，成型温度范围小，要高温、高压成型。模具要有足够的强度和刚度，硬镀铬。一般将粉料冷压成坯料，再烧结成型。

（2）其他氟塑料

1）力学强度高于聚四氟乙烯，但耐热性、化学稳定性和介电性能不及聚四氟乙烯。

2）吸湿性小，成型加工前可不必干燥。

3）对热敏感，易分解产生有毒、有腐蚀性气体。因此，要注意通风排气。

4）熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，因此采用高温、高压成型。模具应加热。

5）熔料容易发生熔体破裂现象。其中，聚三氟氯乙烯（PCTFE），呈乳白色，与聚四氟乙烯密度相似，为2.07～2.18g/cm³，硬度较大，摩擦因数大，耐热性及高温下耐蚀性稍差。

6）长期使用温度为-200～+200℃，具有中等的机械强度和弹性，有特别好的透过可见光、紫外光、红外光及阻气的性能。

7）可用来制造各种用于腐蚀性介质中的机械零件，如泵、计量器等。也可用于制作耐腐蚀的透明零件，如密封填料、高压阀的阀座。

8）利用其透明性制作视镜及防潮、防粘等涂层和罐头盒的涂层。