聚苯醚是性能优异的工程塑料,不仅具有良好的力学性能,还具有低的介电常数、低的介质损耗、低的吸水率、高玻璃化温度、耐酸碱腐蚀等突出的性能,特别是优异的电性能(e:2.45,tan 6=o.0007)。在微波电路中,介电常数越小,信号传播速度越快,缩短了信号延迟的时间。介质损耗越小,信号传输损耗就越小。随着社会信息处理的高速化及信息处理量的显著增大,聚苯醚在高频电路板基材、电子封装材料等微波领域中的应用成为各国竞相研究的重点。但它是一种热塑性树脂,不能承受高温下焊接的要求;耐溶剂较差,溶解于芳烃或氯代脂肪烃;成膜性不好。因此必须对聚苯醚进行热固性改性,扩展其使用范围。
目前,对热塑性PPO进行热固改性的途径多分为两大类:日本的旭化成公司生产出了烯丙基的聚苯醚,但反应条件苛刻、工艺复杂;美国通用(GE)电气公司通过互穿网络聚合技术(IPN)开发了热固性PPO树脂体系。当今,外国公司对热固性聚苯醚生产及改性技术严格保密,对我国进行垄断。
聚苯醚的主要性能
(1)物理机械性能
聚苯醚分子链中有大量的苯环结构,分子刚性强,具有较高的硬度和韧性;蠕变小,具有很低的线性膨胀系数,尺寸稳定性优良。聚苯醚质轻,相对密度是1.06。
(2)耐热性
聚苯醚具有较高耐热性,它的玻璃化温度(k)为210℃,分解温度(Td)为350℃,热变形温度为170"C。聚苯醚的耐热性达到热固性树脂和聚酯的水平,且优于聚碳酸酯、聚酰胺、ABS等工程塑料。
(3)电性能
聚苯醚分子结构中无强极性基团,介电常数£=2.45,介电损耗=O.0007,在温度一150至lJ200℃和频率在IOHz至UIOGHz的范围内,介电常数和介电损耗几乎不受影响。聚苯醚介电常数和介电损耗角的正切在工程塑料中*小。
(4)化学性能
聚苯醚为非结晶性树脂,分子结构无可水解的基团,耐水性好,制品在高压蒸汽中反复使用其性能变化不大。放在沸水中7200h后,其拉伸强度、伸长率和冲击强度都没有明显的变化。聚苯醚有自熄性。
但聚苯醚是一种热塑性塑料,它主要缺点是耐热性不够好,当温度超过210℃时,容易变形;耐有机溶剂性差(如氯代脂肪烃、芳烃);商业生产的聚苯醚,分子量较大,粘度较大,熔融加工困难;另外,与柔性环氧树脂互穿网络改性时候相容不好,制得的产品不稳定。这些限制了它的应用范围。
比如:在印制电路板应用中,需要耐260℃以上的焊接温度,且加工过程中需用有机溶剂如三氯乙烯、四氯化碳等卤代烃清洗,一般的热塑性PPO材料并不适用。为使PPO更好的符合使用要求,必需对美国 GE NORYL STN15HF PPO进行改性。
聚苯醚的应用随着社会高度信息化,信息处理的高速化及信息处理量的显著增大。在800姗lz至几个GHz高频领域使用的手机、汽车电话等移动通讯及在高频领域运行的大型电子计算机、电子交换机、卫星通讯设备等电子产品,需��覆铜板(CCL)具有高玻璃化温度(Tg)、低介电常数(r)、低介质损耗(tan万)、低线形热膨胀系数、低吸湿率、良好加工性能.,聚苯醚和聚四氟乙烯有比较低的介电常数和介电损耗。但聚四氟乙烯玻璃化温度太低,加工困难。综合来看聚苯醚树脂(PPO)是理想的材料。聚苯醚作为超高频电路板基材是聚苯醚和其他聚合物的合金或化学改性后的聚苯醚。如:东芝化学的产品牌号TLC-W-596KB;利昌工业的产品为:CS一3376A(标准型)、CS.3376B(高多层用)、CS-3376C(双面板用): 松下电工株式会社:产品牌号为R4726;旭化成(株)自主90年代初开发的热固性PPO树脂,系列产品如:$2100、$3100、$4100:三菱瓦斯化学的CCL.HL一8701181;美国GE公司的GETEKlM。
在电线电缆领域,由于质轻、有自熄性、耐化学腐蚀性,美国 GE NORYL STN15HF PPO将会代替传统的聚氯乙烯。如香港乐庭实业有限公司使用GE塑料集团柔性聚苯醚Noryl材料生产平板电视的音响线绝缘护套;德尔福派克电子公司也选用了柔性Noryl树脂用作汽车电线的护型。
聚苯醚具有独特的物理性能,是性能优异的工程塑料。同时在所有的玻璃态聚合物中,聚苯醚具有高的透气性和适中的选择性,较好的耐溶剂性,聚苯醚又作为膜材料。
由于聚苯醚及改性聚苯醚优异的机械性能,其在汽车、办公自动化、医疗设备、纺织机械、航空航天**方面有着广泛的用途。
如:美国 GE NORYL STN15HF PPO/HIPS可用于特殊用的泵、水测量设备、**零件设备、各种家用电器的元件、外科的用具、医疗检查仪器和汽车、船舶、**交通工具的零件的制各。美国 GE NORYL STN15HF PPO/FS主要用于办公自动化、磁带传送件,尤其汽车车轮罩、零配件、汽车保险杠等。美国 GE NORYL STN15HF PPO/PA合金,可用于生产电器元件、家用电器、键盘、光盘、传真通讯、录像机等精密元件;汽车的大型挡板、缓冲器等;在化工行业用于阀门、高压容器等。
改性的聚苯醚目前在全球的消费量逐年增加,据统计平均年增率约为lo%;未来几年,随着我国的汽车、电子、办公自动化工业的快速发展,我国聚苯醚的消费量也逐年增加,美国 GE NORYL STN15HF PPO的应用前景是非常广阔的。由于改性聚苯醚的发展比较迅速,且需求量比较大。国内外学者根据不同的应用领域,展开对聚苯醚改性的研究。
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