高性能塑料材料有哪些

塑料产品在我们的社会中无处不在，其中大多数旨在具有较短的生命周期和有限的耐用性。但另一方面，由高性能热塑性塑料制成的产品数量较少，旨在长期、重复使用。高性能聚合物旨在承受比标准塑料或工程塑料更大的物理、化学和热应力，甚至可以在某些应用中替代金属、陶瓷或复合材料组件。

热塑性塑料被广泛地表征为标准或商品塑料、工程塑料和高性能塑料。工程热塑性塑料具有耐化学性和耐磨性，可用于高达 150°C 的应用。高性能热塑性塑料可满足更苛刻的性能要求，并用于航空航天和国防、医疗以及不允许出现故障的工业等关键应用。由于它们的特殊性，它们约占全球制造塑料的 1%。

高性能热塑性塑料可以承受高达 500°F (260°C) 的温度，具有耐化学性和耐腐蚀性，具有热稳定性，并具有与金属相当的卓越机械性能。它们通常用于轻量化金属产品，并且摩擦系数低，因此非常适合需要考虑摩擦的应用。许多耐热和耐水解的高性能热塑性塑料可以承受蒸汽高压灭菌的重复循环。

高性能热塑性树脂通常与玻璃纤维、碳纤维或其他材料混合，以增强树脂的结构性能。这些被称为填充热塑性塑料。

常见的高性能热塑性塑料

聚醚醚酮 (PEEK)

PEEK 是一种非常适合恶劣环境的高性能热塑性塑料。它可用于可承受高达 482°F (250°C) 连续温度的产品，同时提供长寿命和可靠性。 PEEK 出色的机械强度和尺寸稳定性使其成为更换较重金属部件的明智选择。它具有低摩擦系数和出色的耐磨性，非常适合潮湿或干燥的研磨环境。这种耐腐蚀、耐化学腐蚀的高性能热塑性塑料还具有出色的电气性能，并且不会在水中水解。

PEEK 的耐热性和耐水解性使其成为必须经过蒸汽灭菌的医疗产品的理想选择。事实上，医用级 Peek 可以承受超过 1,500 次循环而不会显着损失其机械性能，不会变色（变黄），也不会发生钙化。

添加玻璃纤维或碳纤维增强材料可增强基本 PEEK 材料的机械和热性能。

聚酰胺酰亚胺 (PAI)

PAI 表现出比大多数非填充可注射成型高性能热塑性塑料更高的抗压强度和冲击强度。 PAI 在 400°F (200°C) 下表现出比其他先进热塑性塑料在室温下更高的强度，尽管它可以承受高达 500°F (260°C) 的连续工作温度。

这种耐磨、耐化学腐蚀的热塑性塑料在高温下具有出色的尺寸稳定性和出色的结构特性，非常适合用于要求苛刻的环境中的组件，例如航空航天、汽车以及石油和天然气行业中的组件。其优异的电气性能，包括高介电强度和电绝缘性，使其可用于半导体和电子行业。玻璃纤维和碳纤维填充等级增强了树脂的强度、刚度、抗疲劳性和热膨胀性能。

聚酰亚胺 (PI)

PI 热塑性塑料在很宽的温度范围内提供高强度、尺寸稳定性和抗蠕变性，即使在高达 464°F (240°C) 的温度下也是如此。它具有优良的滑动特性，具有低、稳定的摩擦系数和低摩擦磨损。

聚酰亚胺的特性使其成为金属和陶瓷的极好替代品，非常适用于汽车、飞机和工业设备的结构部件。填充牌号具有额外的特性，例如更高的强度、抗疲劳性和耐磨特性。

聚苯硫醚 (PPS)

PPS 是一种具有高机械强度的耐化学腐蚀聚合物，即使在 392°F (200°C) 以上的温度下也是如此。 PPS 在各种温度和湿度水平下的尺寸稳定性使其可用于其他材料无法使用的应用中。其高抗蠕变性使其成为要求严格公差的产品的理想选择。 PPS 通常用于需要长期、高温性能和尺寸稳定性的应用，即使暴露在刺激性化学品中也是如此。 PPS 通常填充有玻璃纤维、碳纤维或矿物增强材料。