耐熱高分子材料一般是指在 250℃下連續使用仍能保持其主要物理性能的聚合物材料。
基本介紹
- 中文名：耐熱高分子材料
- 性質：聚合物材料
- 溫度：250℃下
- 例子：耐熱抗燃纖維
耐熱材料,沿革,主要品種,
耐熱材料
在電氣絕緣材料範疇，通常把使用溫度長期在 150℃以上的高分子材料稱為耐熱高分子絕緣材料。環境對高分子材料的耐熱程度影響很大，在不同的環境介質中，溫度、應力、作用時間、輻照等，會使高分子材料的性能有很大差別。高分子材料的耐熱程度，主要由耐熱性和熱穩定性表示。耐熱性是指在負荷下，材料失去原有機械強度發生變形時的溫度，其參數如熔化溫度、軟化溫度、玻璃化溫度等。熱穩定性是指材料的分子結構在惰性氣體中開始發生分解時的溫度，在空氣中開始分解的溫度稱為熱氧穩定性。一般熱塑性聚合物的耐熱性低於熱穩定性。
沿革
60年代以來，由於航天技術和軍事工業的發展，需要燒蝕材料、耐高溫的塑膠、薄膜、層壓材料、膠粘劑、塗料、耐熱抗燃纖維等多種耐熱高分子材料，從而大大促進了這類材料的發展，出現了第一個有重要意義的雜環聚合物──聚苯並咪唑。之後，合成新的耐熱聚合物驟趨活躍，又先後出現了一批耐熱芳雜環聚合物、元素有機聚合物、無機聚合物、梯形聚合物等各種類型的耐熱高分子材料。
提高耐熱性的措施 主要措施有：①提高分子中原子間的鍵能；②增加分子中的環結構和共軛程度；③增加分子鏈間的交聯程度；④增加分子的取向度和結晶度；⑤加入穩定劑。但在採取上述措施時，則不同程度地降低了可加工性。目前,合成在500℃以上、於空氣中能長期使用的高分子材料,仍然是人們追求的目標。然而,耐熱高分子材料研究工作的發展趨勢，已不是單純創製耐熱等級更高的新品種，而是著重解決提高耐熱性與可加工性之間的矛盾，並不斷降低成本，以便進一步擴大套用範圍。
提高耐熱性的措施 主要措施有：①提高分子中原子間的鍵能；②增加分子中的環結構和共軛程度；③增加分子鏈間的交聯程度；④增加分子的取向度和結晶度；⑤加入穩定劑。但在採取上述措施時，則不同程度地降低了可加工性。目前,合成在500℃以上、於空氣中能長期使用的高分子材料,仍然是人們追求的目標。然而,耐熱高分子材料研究工作的發展趨勢，已不是單純創製耐熱等級更高的新品種，而是著重解決提高耐熱性與可加工性之間的矛盾，並不斷降低成本，以便進一步擴大套用範圍。
主要品種
耐熱高分子材料按結構可分為：①芳環聚合物類，如聚亞苯基、聚對二甲苯、聚芳醚、聚芳酯、芳香族聚醯胺等；②雜環聚合物類，如聚醯亞胺、聚苯並咪唑、聚喹啉等；③梯形聚合物類，如聚吡咯、石墨型梯形聚合物、菲繞啉類梯形聚合物、喹啉類梯形聚合物等；④元素有機聚合物類，如主鏈含矽、磷、硼的有機聚合物和其他有機金屬聚合物；⑤無機聚合物類。
在芳雜環耐熱高分子材料中，以聚醯亞胺和芳香族聚醯胺這兩類聚合物發展最快，並已實現相當規模的工業化生產。聚醯亞胺在315℃的空氣中，能耐1000h，其高溫機械性能仍然良好，且耐磨、耐輻射、耐燃性能優異,短期能經受482℃的高溫處理。聚醯亞胺的產品已系列化，有薄膜、層壓材料、塑膠、纖維、塗料、膠粘劑、浸漬漆、分離膜、泡沫塑膠、光致抗蝕劑、半導體器件用絕緣塗層等各種形式，因而在航天、電氣、電子等許多工業部門中，都得到了越來越廣泛的套用。芳香族聚醯胺已被廣泛用作高強度和高模量有機纖維、抗燃纖維、反滲透膜、耐熱電氣絕緣材料等。各國為了解決石棉產品引起的環境公害問題，正在使用芳香族聚醯胺纖維作為石棉的替代品之一，並用於高性能複合材料方面。
在芳雜環耐熱高分子材料中，以聚醯亞胺和芳香族聚醯胺這兩類聚合物發展最快，並已實現相當規模的工業化生產。聚醯亞胺在315℃的空氣中，能耐1000h，其高溫機械性能仍然良好，且耐磨、耐輻射、耐燃性能優異,短期能經受482℃的高溫處理。聚醯亞胺的產品已系列化，有薄膜、層壓材料、塑膠、纖維、塗料、膠粘劑、浸漬漆、分離膜、泡沫塑膠、光致抗蝕劑、半導體器件用絕緣塗層等各種形式，因而在航天、電氣、電子等許多工業部門中，都得到了越來越廣泛的套用。芳香族聚醯胺已被廣泛用作高強度和高模量有機纖維、抗燃纖維、反滲透膜、耐熱電氣絕緣材料等。各國為了解決石棉產品引起的環境公害問題，正在使用芳香族聚醯胺纖維作為石棉的替代品之一，並用於高性能複合材料方面。
