「超全整理」常见的8种耐高温的工程塑料
塑料按长期使用温度分类，可分为通用塑料、工程塑料和高温工程塑料，其中高温塑料又被称为耐热塑料、高性能塑料、特种工程塑料等。
通用塑料长期使用温度在100℃以下。通常包括PE、PP、PS、PVC、ABS。通用塑料是我们日常使用量最大的一类塑料，通常用作包装、日用品、玩具等。
工程塑料的长期使用温度在100℃至150℃左右。五大工程塑料包括PA、POM、PBT、PC和PPO。通常应用于机械零件、汽车、电器电子等领域。
高温工程塑料的使用温度在150℃以上，这类材料除了较高的耐热性和阻燃性外，通常还具有卓越的机械加工性能、耐老化性、尺寸稳定性和优良的电性能。可以用于替换金属材料，广泛应用于电子电器、航空航天、医疗器材、汽车、军事领域。是塑料金字塔顶端的材料。
常见的高温工程塑料分为以下8类：
一、高温尼龙
高温尼龙分为三类：
1、脂肪族尼龙——PA46
PA46是由丁二胺和己二酸缩聚而成的脂肪族聚酰胺，比起PA6和 PA66，PA46的每个给定长度的链上的酰胺数目更多，链结构更加对称，这使得它的结晶度可以高达70%，并赋予其非常快的结晶速度。
PA46的熔点为295℃，未增强的PA46的HDT(热变形温度)有160℃，而经过玻纤的增强后，其HDT可高达290℃ ,长期使用温度也有163℃。PA46独特的结构赋予了其它材料无法达到的独特性能
PA46主要应用于电子、航空航天、汽车。
帝斯曼30%玻纤增强PA46应用于飞机发动机镶板
帝斯曼40%玻纤增强PA46用于汽车进气歧管
2、半芳香尼龙——PPA
PPA由含苯环的二元酸和脂肪族二胺缩聚而成，其熔点介于310-325℃之间，热变形温度介于280-290℃。主要品种有PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等。
相比普通的PA66，PPA的吸水率很低，即使在冷水中浸泡几年，其拉伸强度也可以保持80%以上，且PPA耐油性很好，即使在高温下也对润滑油、燃油有极高的抗性。PPA还具有极佳的尺寸稳定性和耐候性。
常用于汽车、电器电子、机械工业、日用品领域。
汽车喷油器
连接器
3、全芳香尼龙——PARA
PARA是由杜邦发明的，其中最著名的是Nomex（聚间苯二甲酰间苯二甲胺又叫芳纶1313）和Kevlar（全对位聚芳酰胺又叫芳纶1414）。
这类材料主要用于制备高性能纤维和片材，制成的纤维具有高强度、高刚性、高模量、高耐热、高介电强度的特点。
可以应用于超强纤维和增强材料，用于军事、航空和航天等结构部件。
芳纶1414防弹衣
索尔维PARA应用于一次性手术器具
二、聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚（PPS）是近年来发展最快、用量最大的特种工程塑料，具有优异的耐高温性、耐化学性、耐候性、阻燃性、以及电性能，尺寸稳定性好等优势，被广泛应用于汽车、电子电气、机械行业、石油化工、制药业、轻工业以及军工、航空航天、5G通信等领域，是应用最广泛的特种工程塑料。
PPS也是目前中国国产化程度最高的特种工程塑料，自给率可以达到80%以上。
根据不完全统计，全球聚苯硫醚(PPS)主要企业产能超过20万吨。从产能分布来看，目前全球聚苯硫醚(PPS)行业产能主要集中于日本、中国。
截至2021年PPS主要企业产能汇总表
DIC、东丽、索尔维、吴羽等传统PPS巨头在PPS生产、技术等方面仍然是较为领先，它们四家的产能占全球产能56%以上。但是中国企业呈现快速崛起势头，浙江新和成、重庆聚狮等国产企业均已形成规模化生产，其他亦有多家企业已量产或在规划布局。
三、聚芳醚酮（PAEK）类
聚芳醚酮（PAEK），是主链由亚苯基环通过醚键、酮键连接而成的聚合物，按照醚基、酮基数量和顺序不同可分为聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮 醚酮酮（PEKEKK）等。
1、PEEK（聚醚醚酮）
PEEK是一种综合性能优良的特种工程塑料。其耐热性、耐水性、耐溶剂性、电绝缘性优异；疲劳强度高；耐放射性是所有塑料中最好的；氧指数较高，燃烧时产生的烟少且无毒。
PEEK人造骨骼
2、PEK（聚醚酮）
PEK由于其分子结构中的醚键和酮基的比例低于PEEK，因而其熔点和玻璃化温度均高于PEEK ，耐热性优于PEEK，连续使用温度为250℃。
PEK型材
3、PEKK（聚醚酮酮）
PEKK中文名叫聚醚酮酮，是一种高性能材料。这种材料熔点很高，差不多有300℃到600℃，还有很强的耐化学性和耐磨损性。近年来PEKK在3D打印领域的应用进展飞速，比传统3D打印材料具有更好的性能。
PEKK应用于3D打印
四、聚酰亚胺（PI）类
聚酰亚胺（PI）是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物 ，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，能耐受极端温度，热分解温度高达600℃，在-269℃的液氦中不会脆裂。此外还拥有极佳的机械性能、耐酸碱性能、生物相容性和电性能。
聚酰亚胺用于高性能零部件
聚酰亚胺工程塑料可分为既有热固性也有热塑性，可分为聚均苯四甲酰亚胺 (PMMI) 、聚醚酰亚胺 (PEI) 、聚酰胺一酰亚胺 (PAI)等，在不同领域有着各自的用途。
PMMI在1.8MPa的负荷下热变形温度达360℃，电性能优良，可用于特种条件下的精密零件 ，耐高温自润滑轴承、密封圈、鼓风机叶轮等 ，还可用于与液氨接触的阀门零件，喷气发动机燃料供应系统零件 。
PEI具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高温和耐磨性能，熔融流动性好，成型收缩率为0.5％～0.7％，可用注射和挤出成型，后处理较容易，还可用焊接法与其他材料结合，在电子电器、航空、汽车、医疗器械等产业得到广泛应用。
PAI的强度是当前非增强塑料中最高的，拉伸强度为190MPa，弯曲强度为250MPa，在1.8MPa负荷下热变形温度高达274℃。PAI具有良好的耐烧蚀性和高温、高频下的电磁性，对金属和其他材料有很好的粘接性能，主要用于齿轮 、轴承和复印机分离爪等，还可用于飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。
五、聚砜（PSU）类
PSU是略带琥珀色、非晶型透明或半透明聚合物，其力学性能优异、刚性大、耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点；其范围为为-100~150℃,，长期使用温度为160℃，短期使用温度为 190℃。
聚砜有普通双酚A型PSU（即通常所说的PSU）、聚苯砜和聚醚砜。
1. 普通双酚A型PSU的分子式：
砜基的共轭效应提供了抗氧化性和热稳定性；醚链改善了韧性，苯环保证了其力学强度与模量。
2. 聚苯砜PPSU的分子式：
聚苯砜主链上的苯环，提供了高的耐热性和机械性能；醚键提供了优良的流动性和加工性能。
3. 聚醚砜PESU的分子式：
醚基提供了柔顺性及高流动性，砜基提供了耐热性，亚苯基提供了刚性。
双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜的性能比较
六、聚芳酯（PAR）
聚芳酯（PAR）是主链上含有苯环和酯键的热塑性树脂。PAR具有良好的透光率（接近90%）、韧性、耐热性、弹性回复、耐候性和阻燃性能，连续使用温度最高达到170℃。主要用于精密器件、汽车、医疗、食品及日用品。
PAR用于车灯零部件
PAR结构与PC相似，其性能大体一样，可共用模具成型，但PAR的主链上芳环密度高，使得PAR耐热性比PC更好，热变形温度比PC高20~40℃，且耐紫外线性、耐蠕变性优异。但断裂伸长率和抗冲击性能不如聚碳酸酯。
PAR和PC的性能比较
七、液晶聚合物（LCP）
LCP中文名称为液晶化合物，所谓“液晶”就是在熔融状态既拥有液体的流动性，又保持晶体的分子有序排列状态的物质。
LCP的机械性能优秀，最大的特点是随着壁厚的变薄，相对强度反而增大。LCP拥有较好的热性能，连续使用温度可以达到200℃-300℃。
LDS-LCP材料 用于手机天线
LCP的介电常数和介电损耗很小，因此被应用于电子器件上，如连接器、插槽、开关、支架和传感器等。最广受研究关注的是手机5G天线的应用。
八、氟塑料类
氟塑料(Fluoroplastie)指用氟树脂制成的塑料。主要品种有聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）、聚全氟乙丙烯（FEP），聚偏氟乙烯（PVDF）等。使用温度在150℃-260℃之间。
来源：工程塑料应用
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一文读懂ABS工程塑料
ABS工程塑料综合性能良好，无毒、无味、吸水率低，具有优良的电性能、耐磨性、尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型，原料来源稳定，通过改性之后有耐热级、电镀级、高光级、阻燃级等成品，品类齐全，性能优异，广泛应用于家电、汽车零部件、建筑材料等领域。
什么是ABS?
ABS 是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。ABS 兼有三种组元的共同性能，A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。
因而ABS 是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”的工程塑料。通过改性获得更有性能之后，ABS工程塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
改性ABS材料
阻燃ABS：材料具有优异阻燃性、良好加工性，符合环保ROHS和REACH要求，通过UL黄卡认证，主要应用于家电、OA设备、路由器、低压电器等，典型牌号有FRABS410、FRABS412、FRHIPS410、FRHIPS412。
耐热ABS：材料具有高耐热性、刚韧平衡性和优异的喷涂电镀性，主要应用于微波炉边框、吹风机外壳、汽车空调出风口、散热格栅等。典型牌号有ABS810A、ABS810B、ABS810C等。
高光ABS：材料具有高光泽、良好的加工性、耐刮擦的特点，主要应用于电视机边框、洗衣机和空调面板等。典型牌号有HA1020、HA3020等。
高光免喷涂ABS：材料具有金属光泽、良好的加工性，主要应用于电饭煲面板、洗衣机和空调面板等。典型牌号有MA1020、MA2020。
增强ABS：材料具有高强度、低收缩、高动平衡性的特点，主要应用于空调轴流和贯流风扇、电器骨架等，典型牌号有ABSG210、ABSG310。
食品级ABS：材料具有韧性好、食品卫生环保级(FDALFGB)的特点，主要应用于榨汁机和料理机上盖、杯体、下盖。典型牌号有ABS810-LFGB等。
合金PC/ABS：材料具有高韧性、耐应力开裂、耐热性、高熔接痕强度的特点，主要应用于手机外壳、电脑笔记本外壳、家电外壳等。典型牌号有PC/ABSH073、PC/ABSH 073H、P2020、P2016。
ABS在各领域的应用
OA领域：由于ABS具有高光泽和易成型性的特点，而办公室设备机器通常需要有漂亮的外观和良好的手感，如电话机外壳、存储器外壳及计算机、传真机、复印机等，所以这些设备中都大量使用了ABS工程塑料制作的零件。
家电领域：ABS在家电和小家电中有着广泛的应用市场，家电如洗衣机、电视机、电冰箱、空调器大量选用ABS制作的零件，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业，小家电如音箱、VCD中大量选用ABS为原料，吸尘器中也使用了很多ABS制作的零件，厨房用具也大量使用了ABS制作的零件。
汽车领域：ABS材料在汽车上的应用非常广泛，低气味ABS材料主要应用于生产门板、仪表板框饰、手套箱、中控仪表板等内饰面积大，暴露在空气中的部件;耐热ABS通常用于制造空调出风口、散热格栅等耐热部件。PC/ABS合金塑料还用来制造汽车仪表板周围部件、防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装饰板、空调系统配件等汽车零部件。
充电桩领域：聚赛龙FRPC/ABS 3370通过RoHS、UL黄卡、CQC等认证，材料UL94-V0/1.5mm级别，具有均衡的物理力学性能、优异的加工性能、优异的耐候性能，无卤阻燃UL94-1.5mmV0(5VB/2.0mm)，高低温性能好(-30℃-60℃)，CTI(漏电起痕指数)>600V。
聚赛龙改性ABS应用一览表：
老师傅授技：加工中心做ABS薄壁盖板图文实例
自从上次加工的工程塑料出现变形事件后，厂长希望我厂老师傅“王大仙”给大家传授点工程塑料加工技巧。
王大仙却是摇头拒绝，还说了一些“实践出真知”、“自己悟的才是最真切的”之类的话。
意思是让大家自己琢磨。
但他终究是我厂员工，心系全厂效益，在厂长的软磨硬泡和扣奖金的威胁下，终于决定，做一回老师，好好的给大家举例讲解一下Abs这种工程塑料的加工。
次日午间，王大仙把大伙叫到一起，开始了他的讲解，他举了近期我厂的一个案例，让我们跟着他的思路去理解。
我把王大仙说的内容总结了一下：
工程塑料ABS薄壁盖板加工
操作平台：哈思孚F90精密加工中心。
操作材料：ABS白色工程塑料。
哈思孚F90工程塑料加工中心
塑料普遍耐热性差，切削温度高了，工件材料和切屑易变软，容易产生切屑粘刀，或者切屑堵塞，因此，我们要采用较低的切削速度，又因为塑料强度低，所以可以采用较大的进给量和较大的吃刀量，常用的工程塑料切削用量，如下图：
工程塑料切削用量
图1为“辊架”零件图，材料为ABS白色工程塑料，材质软而且弹性较大，尺寸为485mmx70mmx11mm，周边和底面厚度均为2mm，是一种长而薄的壳体类零件，侧面开有7个缺口，对称度为0. 05mm,垂直度为0.05mm，精度要求高。
图1：大方坯连铸辊架零件图
一、工艺分析
1) 辊架的内部和四周边均进行加工，反面有6处沉头孔。尺寸大、壁薄，采用压或夹的方法都会产生变形，甚至压碎工件。
2)由于尺寸大壁薄，采用压板压紧的方法，压板压的部位要留较多的加工余量，在去除过程中容易撕裂侧壁或底面，而且要多次移动压板位置，加工效率低。如果侧壁留有较多的加工余量，一次压紧定位，内腔可一次加工完成，但侧壁留下的余量后续无法去掉。
3)由于零件中空壁薄，采用夹紧方法，侧面会向内塌陷变形，底边会翘起，加工后零件侧面和底面壁厚会变薄。
二、加工工艺
1.铣内腔
将毛料加工成495mmx80mmx11mm，工件厚度不留余量。周边加宽5mm，高6mm的加强边，用9个压板压在加强边上，这样工件底面紧贴在铣床工作台面上，定位稳定可靠，如“图2”所示。
图2：铣内腔用压板压紧形式
使用YG6X细晶粒整体硬质合金立铣刀，φ8mmx2齿，前角γ。=30°,后角a。=12°，螺旋角β=20°。在后面上磨出宽度0. 05mm，后角为1°~2°的一条刃带，刃带表面粗糙度值要达到Ra0.1μm。
光滑的刃带起到支撑作用，防止铣侧壁时产生振动。两齿的立铣刀，将其中一个刀齿底刃磨低0.1mm，刀尖圆弧半径2mm，端面刃的后角6°，后面应进行研磨达到Ra0.1μm，较小的端面刃后角可以防止底面产生振动。这种单切削刃铣削底面时，铣出的底面表面质量好。由于底面只有2mm，底面极易产生振动，选择较小的螺旋角可以减小进给力，防止底面产生振动。铣削从中心向四周边铣，粗铣底面和周边时留1.5 ~2mm加工余量，再精铣一刀。
切削速度100 ~ 120m/min，每齿进给量0.25 ~0. 3mm (粗铣)，每齿进给量0.2 ~0.25mm (精铣)，切削速度不宜过高，因为ABS塑料受热变软，切屑易粘在刀具容屑槽中，影响正常切削加工。
由于一次装夹将内腔底面、侧面和凸台全部铣出，达到周边壁厚2mm和底面厚度2mm尺寸，工件不变形，尺寸精度也容易保证。
2.铣左右转角处外形
用硬塑料制作一个与内腔形状相同的内胎，如“图3”所示，将内胎镶在内腔中，撤掉两端压板，压在转角附近的内胎上，铣转角处和两端面，壁厚2mm，长度尺寸为485mm。
图3：内腔压胎
3.铣固边工艺台
用机用虎钳夹持工件底面和内胎顶面，用立铣刀将周边的工艺凸台铣掉，达到尺寸70mm。
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之后我发现，原来这个详细的过程与工艺介绍，都是王大仙从网上找来的，不过还挺好使，大家学会了吗？