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PPES、PPESK、PPEK、 PEN加工工藝
日期：2024-08-31 15:16
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摘要：
PPES、PPESK、PPEK、 PEN加工工藝
PPES:雜萘聯(lián)苯聚醚砜
poly(phthalazinon ether sulfone)
PPEK:雜萘聯(lián)苯聚醚酮
poly(phthalazinon ether ketone)
PPESK:雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮
poly(phthalazinon ether sulfone ketone)
聚醚砜(PPES?)、聚醚酮(PPEK?)、聚醚砜酮(PPESK?)主要性能指標(biāo) | ||||
性能 | 單位 | 聚醚砜 | 聚醚酮 | 聚醚砜酮 |
| 物理性能 | ||||
密度 | g/cm3 | 1.33 | 1.35 | 1.35 |
顏色 | - | 自然色/黑色 | 自然色/黑色 | 自然色/黑色 |
吸水率(23℃水中浸泡24h) | % | 0.35 | 0.35 | 0.28 |
| 熱性能 | ||||
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 | ℃ | 305 | 263 | 284 |
熱變形溫度(壓力1.8MPa) | ℃ | 267 | 236 | 244 |
5%熱失重 | ℃ | 500 | 490 | 500 |
線膨脹系數(shù)（23-250℃平均值） | 1/℃ | 47×10-6 | 43×10-6 | - |
導(dǎo)熱系數(shù)（23-250℃平均值） | mW/mm℃ | 0.371 | 0.353 | 0.360 |
熔點(diǎn) | - | NA | NA | NA |
氧指數(shù) | - | 34.0 | 31.5 | 32.8 |
| 機(jī)械性能 | ||||
抗張強(qiáng)度(23℃) | Mpa | 88 | 108 | 93 |
(150℃) | Mpa | 61 | 80 | 64 |
(220℃) | Mpa | 48 | 58 | 50 |
(280℃) | Mpa | 43 | 40 | 42 |
抗張模量 | Gpa | 1.03 | 1.61 | 1.41 |
壓縮強(qiáng)度(23℃) | MPa | 124.34 | 120.35 | 125.24 |
(150℃) | MPa | 90.31 | 87.23 | 102.53 |
(220℃) | MPa | 81.85 | 78.32 | 81.63 |
(280℃) | MPa | 44.7 | 49.36 | 53.64 |
彎曲強(qiáng)度(23℃) | Mpa | 135.0 | 172.4 | 154 |
(150℃) | MPa | 102.2 | 136.4 | 119.1 |
(220℃) | MPa | 95.86 | 103 | 104.6 |
(280℃) | MPa | 56.78 | 69.38 | 79.49 |
斷裂伸長(zhǎng)率 | % | 11 | 15.3 | 13 |
非缺口沖擊強(qiáng)度 | KJ/mm | 22 | 86 | - |
硬度(洛氏) | - | R124 | R125 | R126 |
| 23℃電性能 | ||||
表面電阻 | Ω | 6.03×1015 | 1.26×1015 | 3.65×1015 |
體積電阻 | Ω.cm | 1.80×1016 | 2.77×1016 | 2.29×1016 |
擊穿強(qiáng)度 | Kv/mm | 43.3 | 43.9 | 39.1 |
介電常數(shù) | - | 3.5 | 3.4 | 3.45 |
| 其它性能 | ||||
鋁基附著力等級(jí) | - | 1 | 1 | 1 |
下述模壓加工工藝資料僅供加工人員加工PPES、PPESK、PPEK 、PEN時(shí)參考。加工人員可按需要根據(jù)所生產(chǎn)的零件改變這些條件，例如壓力和溫度及燒結(jié)時(shí)間的長(zhǎng)短等。
基本工藝
一、將模具清理裝備好。
二、PPES、PPESK、PPEK、 PEN用于模壓的粉料一般需要在180°C的 溫度下預(yù)先干燥 3 小時(shí)或在 150°C的溫度下預(yù)先干燥10小時(shí)，以避免產(chǎn)生氣孔。干燥也可以在模具中進(jìn)行，但干燥的時(shí)間需要根據(jù)材料的厚度進(jìn)行調(diào)整。PPES、PPESK、PPEK、PEN在模壓時(shí)可以在模具上涂抹適量的石墨粉或 PTFE 潤(rùn)滑劑粉末以利于部件脫模。
三、冷壓：在模具中加入需要模壓部件重量的約 105%的干燥物料并在70-100MPa的壓力下預(yù)壓2-3次，以便在模具及部件加熱前將模具中存留的空氣擠出。
四、加熱：對(duì)模具進(jìn)行加熱的*好的方法是采用內(nèi)部和外部加熱帶，如果沒有加熱帶可以將冷壓好的模具及物料一同放入加熱爐內(nèi)加熱（該方法相對(duì)較經(jīng)濟(jì)）。采用加熱帶加熱模具及物料之前，壓力應(yīng)該"調(diào)回"到10-30MPa。模具及物料的溫度將以加熱器可能達(dá)到的*快速度升至 370 - 400°C，直至聚合物全部熔化。并且在該溫度下保持30-90分鐘，保溫時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于制件的形狀、大小及填料情況。在加熱過程中可能出現(xiàn)一些噴濺，這是正常的。
五、保壓：如采用加熱帶加熱這一步可免去，在采用加熱爐加熱(即在加熱過程中無壓力)，將加熱好的模具從爐中迅速取出，放在壓力機(jī)上保壓冷卻。**次加壓至70MPa，**次加壓至80MPa，反復(fù)加壓2-3次，并保壓冷卻20分鐘后可取出物件。
六、冷卻：采用加熱帶加熱好后模具將以每小時(shí)約 40°C 的速率冷卻并繼續(xù)保持壓力，直到該部件溫度低于 150°C時(shí)可以取出。冷卻過程注意檢測(cè)冷卻速率。
設(shè)備要求
壓力機(jī)：應(yīng)該能夠產(chǎn)生足夠的壓力。典型壓力值為200噸以上。模具：模具材質(zhì)應(yīng)選擇抗腐蝕抗氧化的金屬，如使用硬鍍鉻不銹鋼、H13、P20都可取得很好的使用效果，也可使用硬工具鋼。不應(yīng)該使用低碳鋼以及含銅的鋼等。用于脫模的模具表面應(yīng)該拋光以方便取出物件。
建議使用脫模工具以方便物件的脫模。
優(yōu)選使用內(nèi)部和外部加熱帶，但也可以使用能夠達(dá)到至少 400°C 的加熱爐。應(yīng)該小心避免聚合物的熱降解。
模壓成型特性：
模壓成型的 PPES、PPESK、PPEK部件的性質(zhì)與擠出、注射成型的零件不同。一般來講，模壓成型具有更高的模量和抗張強(qiáng)度，更硬但是延展性較差并且質(zhì)脆。
與其它成型的部件相比，PPES、PPESK、PPEK可以通過多種方式加入各種配比的不同填料如碳纖、玻纖、石墨、PTFE等，以獲得不同的性能，如更好的自潤(rùn)滑性、更優(yōu)的摩擦性能、優(yōu)異的耐磨損性能及制得PV值更高的制品。但某些填料也可能降低制品的機(jī)械強(qiáng)度。
很厚的部件可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，應(yīng)該采用加工后的熱處理（退火）以減少內(nèi)應(yīng)力（退火可以參考其它熱塑性塑料退火工藝）。某些小公差無法直接模壓得到，因此部件必須經(jīng)過機(jī)械加工。
機(jī)械加工
由于模壓件尺寸不易控制。通常使用機(jī)加工 PPES、PPESK、PPEK 、PEN聚合物材料模壓件以達(dá)到制件設(shè)計(jì)要求。可以使用與其它熱塑性工程塑料相同的技術(shù)和設(shè)備機(jī)加工及精加工 PPES、PPESK、PPEK、 PEN毛坯件。但是，由于PPES、PPESK、PPEK、PEN材料具有良好的物理性能和耐磨特性，需要使用碳化物或金剛石材質(zhì)的車刀和鉆頭。
在對(duì)聚合物材料機(jī)加工和精加工操作前，應(yīng)對(duì)PPES、PPESK、PPEK 、PEN聚合物形成的構(gòu)件退火處理以釋放內(nèi)應(yīng)力。機(jī)加工或精加工過程中，切削點(diǎn)形成的局部升熱可能導(dǎo)致材料產(chǎn)生更多的內(nèi)應(yīng)力。因此，如果要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行大量機(jī)加工和精加工，則需要二次退火處理。
所有聚合物材料的導(dǎo)熱性都低于金屬的導(dǎo)熱性，所以機(jī)加工過程中會(huì)迅速聚熱。應(yīng)使用冷卻液消除材料加工中所產(chǎn)生的熱量。一般建議使用水來冷卻所有PPES、PPESK、PPEK、 PEN聚合物材料。
提示：
與很多同類材料一樣，PPES、PPESK、PPEK、PEN表現(xiàn)了合適的韌性和沖擊強(qiáng)度。因此，所有的模壓部件的加工角度應(yīng)倒圓角（R>1mm）和倒棱角以增加部件韌性。
退火處理
模壓成型、注射成型或機(jī)械加工操作會(huì)使構(gòu)件增加應(yīng)力。這些應(yīng)力會(huì)降低制件的物理性能。我們建議所有制件*好在280°C的溫度下進(jìn)行退火處理以消除內(nèi)應(yīng)力。
