「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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高温天持续！盘点 8 类性能超乎想象的耐高温工程塑料
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：
NO.01
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
NO.02
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
数据来源：前瞻网
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。
NO.03
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
NO.04
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。
NO.05
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
NO.06
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
NO.07
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。
NO.08
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。
聚四氟乙烯（PTFE）
聚四氟乙烯商品名“铁氟龙”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”、"4F"等，是当之无愧的“塑料王”。PTFE是由四氟乙烯自由基聚合而制得的一种全氟聚合物，它具有 -CF2-CF2-重复单元线性分子结构，是结晶性聚合物，熔点为327℃，熔融黏度很大，380℃时达1010Pa.s，不便于成型加工，密度为2.13～2.19 g/cm3。PTFE 具有优异的耐化学品性，其介电常数为2.1，损耗因数低，在很宽的温度和频率范围内是稳定的。
它从低温到高温（-196℃～260℃）的机械性能都很好。PTFE抗冲强度高，但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。有时需对其改性，加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低，具有很高的氧指数（OI），极限氧指数（LOI）高达 95 %。主要应用于防腐、防腐管道及配件、换热器、机械、电子电器、医用材料、微粉等方面。
PTFE 具有非常高的熔体粘度，这妨碍了惯用的熔融挤塑或模塑技术的采用。PTEE 产品的主要品牌和生产厂商有 Auimont USA 公司的 At-goflo 牌、杜邦公司的 Teflon 牌、ICI AInericas Inc 的 FI 牌、HoechstCelanese 公司的 HoSaflon 牌，山东高分子材料有限公司等。
聚全氟乙丙烯（FEP）
聚全氟乙丙烯FEP 是由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成。FEP 结晶物的熔化点为580 ℃ ，密度为 2.15 g/cm3，它是一种软性塑料，其拉伸强度、耐磨性、抗蠕 变性低于许多工程塑料。它是化学惰性材料，在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数（2.1）。该材料不引燃，氧指数高达95，可阻止火焰的扩散。具有优良的耐候性，摩擦系数较低，从低温到392℃均可使用。
该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品，用作流化床和静电涂饰的粉 末，也可制成水分散液。半成品有膜、板、棒和单纤维。其主要用于制作管道和化学设备的内衬、滚筒的面层及各种电线和电缆，如飞机挂钩线、增 压电缆、报警电缆、扁形电缆和油井测井电缆。
FEP 膜已用作太阳能收集 器的薄涂层。生产厂商和品牌有杜邦公司的 Teflon 牌、Daikin 公司的 Neoflo 牌、Hoechst Celanese 公司的 IHoustaflow 牌、日本大金公司、上海三爱富新材料股份公司、浙江巨化集团、中昊晨光化工研究院、常熟大金化 工（中国）有限公司、山东东岳神州新材料有限公司等。
聚三氟氯乙烯（PCTFE）
聚三氟氯乙烯PCTFE是由三氟氯乙烯自由基引发聚合的重复单元线性主链的聚合物。PCTFE是结晶性的高分子，熔点为425℃ ，密度为2.13 g/cm3。PCTFE 在室温下对大多数活泼的化学品呈惰性，而在212℃以上可被少数几种溶剂溶解，也可被一些溶剂溶胀。
PCTFE 具有优异的阻隔气体的能力，其膜产品的水蒸汽透过性在所有透明塑料膜中是最低的。其电性能与其它全氟聚合物相似，但介电常数和损耗因数稍高，尤其是在高频时。PCTFE可制作厚的（3.175 mm）光学透明制件。PCTFE 树脂可制成用于模塑和挤塑的粒料。
膜厚度为0.0254mm～0.254mm，亦可制成棒和管材。市场主要经销商和品牌有 3M 公司的 Kel-FI 牌、Daikin 公司的 Dai- flon 牌、AlliedlSignal 公司的 Acfon 牌、比利时 Solvay 公司等。
文章来源：聚丙烯人