聚苯醚是本世紀60年代發展起來的高強度工程塑膠，化學名稱為聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，簡稱PPO（Polyphenylene Oxide）或PPE（Polypheylene ether），又稱為聚亞苯基氧化物或聚苯撐醚。
基本介紹
- 中文名：聚苯醚
- 外文名：polyphenylene ether
- 中文別名：聚氧二甲苯
- 簡稱：PPE或者PPO
- 商品名稱：Noryl
基本信息,簡介,聚苯醚的基本性能,物理性質,化學性質,製備方法,工業生產的方法,安全信息,成型工藝,套用領域,電子電氣,汽車工業,機械工業,化工領域,發展進程,
基本信息
簡介
聚氧二甲苯是便宜的耐高溫塑膠中的之一種，但難以製造，而且抗衝擊及耐熱能力會隨時間而降低。混合聚氧二甲苯和聚苯乙烯可以改善此一缺點。1960年代調整後的聚氧二甲苯問世，商品名稱為Noryl。市場上通用的主要為改性的聚苯醚（Modified Polyphenylene Oxide），簡稱MPPO，或者MPPE（Modified Polypheylene ether）。
聚苯醚的基本性能
1、為白色顆粒。綜合性能良好，可在120度蒸汽中使用，電絕緣性好，吸水小，但有應力開裂傾向。改性聚苯醚可消除應力開裂。
2、有突出的電絕緣性和耐水性優異，有較好的耐磨性和電性能，尺寸穩定性好。其介電性能居塑膠的首位。
3、MPPO為PPO與HIPS共混製得的改性材料，市面上的材料均為此種材料。
2、有突出的電絕緣性和耐水性優異，有較好的耐磨性和電性能，尺寸穩定性好。其介電性能居塑膠的首位。
3、MPPO為PPO與HIPS共混製得的改性材料，市面上的材料均為此種材料。
4、有較高的耐熱性，玻璃化溫度211度，熔點268度，加熱至330度有分解傾向，PPO的含量越高其耐熱性越好，熱變形溫度可達190度。
5、阻燃性良好，具有自息性，與HIPS混合後具有中等可燃性。質輕，無毒可用於食品和藥物行業。耐光性差，長時間在陽光下使用會變色。
6、可以與ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纖維等進行共混改性處理。PPO塑膠原料特性
5、阻燃性良好，具有自息性，與HIPS混合後具有中等可燃性。質輕，無毒可用於食品和藥物行業。耐光性差，長時間在陽光下使用會變色。
6、可以與ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纖維等進行共混改性處理。PPO塑膠原料特性
A、PPO塑膠原料無毒、透明、相對密度小，具有優良的機械強度、耐應力鬆弛、耐蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩定性。
B、在很寬溫度、頻變範圍內電性能好，不水解、型收縮率小，難燃有自熄性，耐無機酸、鹼、耐芳香烴、鹵代烴、油類等性能差，易溶脹或應力開裂。
C、它具有剛性大、耐熱性高、難燃、強度較高電性能優良等優點。D、聚本醚還具有耐磨、無毒、耐污染等優點。
E、PPO塑膠原料的介電常數和介電損耗在工程塑膠中是最小的品種之一，幾乎不受溫度、濕度的影響，可用於低、中、高頻電場領域。
F、PPO的負荷變形溫度可達190℃以上，脆化溫度為-170℃。 G、主要缺點是熔融流動性差，加工成型困難。
物理性質
PPO無毒、透明、相對密度小，具有優良的機械強度、耐應力鬆弛、抗蠕變性、耐熱性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸穩定性。在很寬溫度、頻率範圍內電性能好，主要缺點是熔融流動性差，加工成型困難，實際套用大部分為MPPO（PPO共混物或合金），如用PS改性PPO，可大大改善加工性能，改進耐應力開裂性和衝擊性能，降低成本，只是耐熱性和光澤略有降低。改性聚合物有PS（包括HIPS）、PA、PTFE、PBT、PPS和各種彈性體，聚矽氧烷，PS改性PPO歷史長，產品量大，MPPO是用量最大的通用工程塑膠合金品種。比較大的MPPO品種有PPO/PS、PPO/PA/彈性體和PPO/PBT/彈性體合金。PPO和MPPO可以採用注塑、擠出、吹塑、模壓、發泡和電鍍、真空鍍膜、印刷機加工等各種加工方法，因熔體粘度大，加工溫度較高。
PPO和MPPO主要用於電子電器、汽車、家用電器、辦公室設備和工業機械等方面，利用MPPO耐熱性、耐衝擊性、尺寸穩定性、耐擦傷、耐剝落、可塗性和電氣性能，用於做汽車儀錶板、散熱器格子、揚聲器格柵、控制台、保險盒、繼電器箱、連線器、輪罩；電子電器工業上廣泛用於製造連線器、線圈繞線軸、開關繼電器、調諧設備、大型電子顯示器、可變電容器、蓄電池配件、話筒等零部件。家用電器上用於電視機、攝影機、錄像帶、錄音機、空調機、加溫器、電飯煲等零部件。可作複印機、計算機系統，印表機、傳真機等外裝件和組件。另外可做照相機、計時器、水泵、鼓風機的外殼和零部件、無聲齒輪、管道、閥體、外科手術器具、消毒器等醫療器具零部件。大型吹塑成型可做汽車大型部件如阻流板、保險槓、低發泡成型適宜製作高剛性、尺寸穩定性、優良吸音性、內部結構複雜的大型製品，如各種機器外殼、底座、內部支架，設計自由度大，製品輕量化。
化學性質
化學式簡稱PPO。由2，6-二取代基苯酚經氧化偶聯聚合而成的熱塑性樹脂，一般呈土黃色粉末狀。常用的是由 2，6-二甲基苯酚合成的聚苯醚，具有優良的綜合性能，最大的特點是在長期負荷下，具有優良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性，使用溫度範圍廣，可在－127～121℃範圍內長期使用。具有優良的耐水、耐蒸汽性能，製品具較高的拉伸強度和抗沖強度，抗蠕變性也好。此外，有較好的耐磨性和電性能。主要用於代替不鏽鋼製造外科醫療器械。在機電工業中可製作齒輪、鼓風機葉片、管道、閥門、螺釘及其他緊固件和連線件等，還用於製作電子、電氣工業中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。1964年,美國通用電氣公司首先用2,6-二甲基苯酚為原料實現聚苯醚工業化生產。1966年，通用電氣公司又生產了改性聚苯醚（MPPO）。1984年，世界聚苯醚的消費量為163kt。
製備方法
一種聚苯醚的製備方法，包括：將在非水溶性的聚合溶劑和催化劑存在下經聚合得到的聚苯醚溶液與一種螯合劑水溶液接觸，終止聚合反應的進行並使催化劑失活；接著加入一種水溶性的難溶聚苯醚的溶劑，使聚苯醚沉澱析出，並分離回收所沉澱的聚苯醚；
其中（a）聚苯醚溶液與螯合劑水溶液混合接觸，在50～120℃下保持10～180分鐘；
其中（b）分離回收聚苯醚後的混合物，含有非水溶性的聚合溶劑和水溶性的難溶聚苯醚的溶劑，將這一混合物加入水以萃取水溶性的難溶聚苯醚的溶劑，這樣就使水溶性的難溶聚苯醚的溶劑被萃取入水相而與聚合溶劑分離；
其中（c）通過蒸餾的方法將水溶性的難溶聚苯醚的溶劑從水相中分離並除去，全部或部分留下來的水循環用於與分離聚苯醚後的濾液接觸，留下來的水相中高沸點有機物的含量為1重量%或更低。
工業生產的方法
包括聚合和後處理兩部分：在聚合反應釜中先加入定量的銅氨絡合催化劑，將氧氣鼓泡通入，然後逐步加入 2，6-二甲基苯酚和乙醇溶液，進行氧化偶聯聚合得到聚合物。後處理是將聚合物離心分離、用含硫酸30%的乙醇液洗滌，再用稀鹼溶液浸泡、水洗、乾燥、造粒，即得聚苯醚的粒狀樹脂。
還可採用2，6-二苯基苯酚為單體,所得聚苯醚的熱穩定性更好，已用於製造耐高溫薄膜和絕緣製品。
安全信息
R36刺激眼睛。
R37刺激呼吸系統。
R38刺激皮膚。
成型工藝
l) 非結晶料、吸濕小，PPO的吸水率很低，但水分會使製品表面出現銀絲、氣泡等缺陷，為此，可將原料置於80~1OOC的烘箱申，乾燥1-2h後使用。
2)PPO的分子鍵剛性大，玻璃化轉化溫度高，不易取向，但強迫取向後很難鬆弛。所以製品內殘餘內應力較高，一般要經過後處理。
3)PPO為無定型材料，在熔融狀態下的流變性接近於牛頓流體，但隨溫度的升高偏離牛頓流體的程度越大。
4)PPO熔體的粘度大，因此加工時應提高溫度，並適當提高注射壓力，以提高充模能力。
5)PPO的回料可重複使用，一般重複使用3次，其性能沒有明顯降低。
6)對PPO熔體宜採用螺桿式注塑機成型，噴嘴採用直通式為佳，孔徑為3-6mm
7)在PPO注塑成型時，宜採取高壓、高速注射，保壓及冷卻時間不能太長。
8)模具的主流道宜採用較大的錐度或採用拉料鉤，澆道以短粗為好。
9)澆口宜採用直接式、扇形或扁平形，採用針狀澆口時直徑應適當加大，對於長澆道可採用熱流道結構。
10)PPO的成型收縮率較小，一般為0.2%一0.7%，因而製品尺寸穩定性能優良。
11)流動性差，為類似牛頓流體，粘度對溫度比較敏感，製品厚度一般在0.8毫米以上。極易分解，分解時產生腐蝕氣體。宜嚴格控制成型溫度，模具應加熱，澆注系統對料流阻力應小。
12)聚苯醚的吸水率很低0.06%左右，但微量的水分會導致產品表面出現銀絲等不光滑現象，最好是作乾燥處理，溫度不可高出150度，否則顏色會變化。
13)聚苯醚的成型溫度為280-330度，改性聚苯醚的成型溫度為260-285度。 PPO塑膠原料注塑工藝熔料溫度：270-290℃
料筒恆溫：PPO具有很高的耐熱性，熱分解溫度達350C，在300C以內無明顯熱降解現象。通常，料筒溫度控制在260~290C，噴嘴溫度低於料筒溫度lOC左右。
模具溫度：由於PPO熔體粘度大，因在注塑成型時應採用較高模溫。通常，模溫控制在100~15OC。模溫低於1OOC時，薄壁塑件易出現充滿不足及分層;而高於15OC時，易出現氣泡、銀絲、翹曲等缺陷。
注射壓力：提高注射壓力，有利於熔料的充模，一般注射壓控制在100-14OMPao
2)PPO的分子鍵剛性大，玻璃化轉化溫度高，不易取向，但強迫取向後很難鬆弛。所以製品內殘餘內應力較高，一般要經過後處理。
3)PPO為無定型材料，在熔融狀態下的流變性接近於牛頓流體，但隨溫度的升高偏離牛頓流體的程度越大。
4)PPO熔體的粘度大，因此加工時應提高溫度，並適當提高注射壓力，以提高充模能力。
5)PPO的回料可重複使用，一般重複使用3次，其性能沒有明顯降低。
6)對PPO熔體宜採用螺桿式注塑機成型，噴嘴採用直通式為佳，孔徑為3-6mm
7)在PPO注塑成型時，宜採取高壓、高速注射，保壓及冷卻時間不能太長。
8)模具的主流道宜採用較大的錐度或採用拉料鉤，澆道以短粗為好。
9)澆口宜採用直接式、扇形或扁平形，採用針狀澆口時直徑應適當加大，對於長澆道可採用熱流道結構。
10)PPO的成型收縮率較小，一般為0.2%一0.7%，因而製品尺寸穩定性能優良。
11)流動性差，為類似牛頓流體，粘度對溫度比較敏感，製品厚度一般在0.8毫米以上。極易分解，分解時產生腐蝕氣體。宜嚴格控制成型溫度，模具應加熱，澆注系統對料流阻力應小。
12)聚苯醚的吸水率很低0.06%左右，但微量的水分會導致產品表面出現銀絲等不光滑現象，最好是作乾燥處理，溫度不可高出150度，否則顏色會變化。
13)聚苯醚的成型溫度為280-330度，改性聚苯醚的成型溫度為260-285度。 PPO塑膠原料注塑工藝熔料溫度：270-290℃
料筒恆溫：PPO具有很高的耐熱性，熱分解溫度達350C，在300C以內無明顯熱降解現象。通常，料筒溫度控制在260~290C，噴嘴溫度低於料筒溫度lOC左右。
模具溫度：由於PPO熔體粘度大，因在注塑成型時應採用較高模溫。通常，模溫控制在100~15OC。模溫低於1OOC時，薄壁塑件易出現充滿不足及分層;而高於15OC時，易出現氣泡、銀絲、翹曲等缺陷。
注射壓力：提高注射壓力，有利於熔料的充模，一般注射壓控制在100-14OMPao
保壓壓力：注射壓力的40%-60%
背壓：3-10 MPa（30-100bar）
注射速度：有長流道的製品需要快速注射；但在此情況下，確保膜具有足夠的通氣性。
螺桿轉速：中等螺桿轉速，折合線速度為0.6m/s
計量行程：0.5-3.5D
殘料量：3-6mm，取決於計量行程和螺桿直徑。
預烘乾：在110℃溫度下烘乾2h。
回收率：材料可再生加工，只要回料沒有發生熱降解。
收縮率：0.8%-1.5%
澆口系統：對小製品使用點式或潛伏式澆口，否則採用直澆口或圓片澆口；可採用熱流道機器停工時段關閉加熱系統；底螺桿背壓狀態下，操作幾次計量循環，像操作擠出機一樣清空料筒。
料筒設備：標準螺桿，止逆環，直通噴嘴。
背壓：3-10 MPa（30-100bar）
注射速度：有長流道的製品需要快速注射；但在此情況下，確保膜具有足夠的通氣性。
螺桿轉速：中等螺桿轉速，折合線速度為0.6m/s
計量行程：0.5-3.5D
殘料量：3-6mm，取決於計量行程和螺桿直徑。
預烘乾：在110℃溫度下烘乾2h。
回收率：材料可再生加工，只要回料沒有發生熱降解。
收縮率：0.8%-1.5%
澆口系統：對小製品使用點式或潛伏式澆口，否則採用直澆口或圓片澆口；可採用熱流道機器停工時段關閉加熱系統；底螺桿背壓狀態下，操作幾次計量循環，像操作擠出機一樣清空料筒。
料筒設備：標準螺桿，止逆環，直通噴嘴。
套用領域
純的PPO料具有熔融流動性較差、價格高的缺點，市場出售的產品均為其改良的產品，具有優良的綜合性能，它們廣泛運用於：
電子電氣
能夠滿足在潮濕、負載、高溫的條件下具有優良的電絕緣性，運用製備電視積機調諧片、線圈芯、微波絕緣件、禁止套、高頻印刷電 路板，各種高壓電子元器件，電視機、電腦、傳真機、複印機外殼等。
汽車工業
適用於儀錶板件、窗框、減震器、泵過濾網等。
機械工業
用作齒輪、軸承、泵葉輪、鼓風機葉輪片等。
化工領域
用於製作管道、閥門、濾片及潛水泵等耐腐蝕零部件。
PPO的性能決定了其套用的領域和使用的範圍：
1）MPPO密度小，容易加工，熱變形溫度在90 ~ 175℃，有不同規格的商品，尺寸穩定性好，適用於製造辦公設備、家用電器、計算機等箱體、底盤及精密部件。
2）MPPO的介電常數及介質損耗角正切在五大通用工程塑膠中最低，即絕緣性最好，並且耐熱性好，適用於電氣工業。宜於製作用在潮濕而有載荷條件下的電絕緣部件，如線圈骨架、管座、控制軸、變壓器禁止套、繼電器盒、絕緣支柱等。
3）MPPO的耐水及耐熱水性好，適用於製造水錶、水泵。紡織廠用的紗管需耐蒸煮，用MPPO制的紗管使用壽命長。
5）由於電子工業及通訊產業的發展，手機、攜帶型電腦、高性能照相機、攝像機等都需要鋰離子電池，因此鋰離子電池市場大有發展前景，鋰離子電池用有機電解液的包裝材料過去用ABS或PC，2013年國外開發出電池用的MPPO，其性能優於前兩者。
6）MPPO在汽車工業有廣泛用途，如儀錶盤、防護槓等，PPO與PA合金，尤其是高耐衝擊性能的規格品種用於外裝部件發展比較快。
7）在化工方面改性聚苯醚可用來製造耐腐蝕設備，其耐水解性尤其好，還耐酸、鹼、便溶於芳香烴和氯化烴中。
8）用於醫療器械，可在熱水貯槽和排風機混合填料閥中代替不鏽鋼和其他金屬。
發展進程
1915年美國的Huntuer首先以無取代基的苯酚單體為主，製得分子量較低的PPO聚合物。1957年美國GE公司的Hay採用氧化偶聯法製得高分子量的2,6位取代基的聚合物，1961年Pricl用鐵氰化鉀作催化劑，用對鹵化苯酚進行聚合反應，得高收縮率高分子量的產物。美國GE公司於1965年利用Hay的技術，採用氧化偶聯法合成法首先實現工業化生產。PPO雖然有許多優點，但也存在眾多缺陷，主要表現在熔融溫度高、熔體黏度大、熱塑性成型性差等方面，限制了其套用。因此，GE公司採用摻混聚苯乙烯（PS）或高抗沖聚苯乙烯（HIPS）的方法，成功地對PPO加以改性，提高了PPO耐應力開裂性，並於1967年實現了改性工程塑膠聚苯醚世界PPO的生產技術一直為美國GE公司所壟斷，1979年日本開發了聚苯乙烯接枝性PPO樹脂，在此期間MPPO（PPO與其他塑膠共混改性形成的工程塑膠合金）發展最快，20世紀90年代上半期仍保持較快的發展速度，到90年代末幾乎無增長，2013年市場上消費的產品幾乎都是PPO合金化產品，其中摻混樹脂30%-70%，PPO的平均含量為45%。MPPO以其優良的綜合性能和眾多品級作為通用工程塑膠獲得了迅速發展，已成為當今繼工程塑膠聚醯胺（PA）、工程塑膠聚碳酸酯（PC）、工程塑膠聚甲醛（POM）、工程塑膠聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和工程塑膠聚對苯二甲酸丁二醇酯（PET）之後的世界第五大通用工程塑膠。
國內20世紀60年代開始在上海、天津等地開展2，6-二甲基苯酚的合成及製備工程塑膠聚苯醚的研究工作。60年代後期上海合成樹脂研究所完成實驗室研究並進行擴大試驗，70年代初在上海建立了百噸級裝置試產，80年代通過中試技術鑑定。這一時期上海合成樹脂研究所做看許多基礎研究工作，系統研究了聚合反應機理、銅含量對MPPO熱老化性能的影響，對催化劑選擇進行了探討，研究成功了間歇法聚合技術，並研製生產了阻燃劑、耐熱級、玻纖（GF）增強級等通用MPPO。北京化工研究院也在2,6-二甲基苯酚單體合成、聚合工藝、改性技術等方面積累了經驗，並建成了千噸級生產裝置，但終因技術不過關而終止。另外，中科院廣州化學所對工程塑膠聚苯醚的化學改性進行了實驗室階段的研究，中科院長春應化所對改性工程塑膠聚苯醚膜的氣體透過行為進行了深入研究。2013年，從事MPPO的生產研究主要有上海太平洋化工集團公司合成樹脂研究所、北京化工研究院、福建多菱工程塑膠有限公司等。廣東東莞生益覆銅板公司和陝西國營704廠等對熱固性工程塑膠聚苯醚樹脂也開始進行實驗室階段的研究工作。
藍星化工新材料股份有限公司芮城分公司是中國化工集團旗下藍星（集團）股份有限公司所屬企業，以化工新材料及酚類系列產品業務為主營的國有企業。2006年成立以來，藍星化工新材料股份有限公司芮城分公司依託高新技術聚苯醚項目，持續改進，不斷創新，取得了飛速發展，成為中國唯一生產聚苯醚的生產廠家。公司擁有5個車間1個研發機構，年產萬噸聚苯醚和酚類系列產品。
聚苯醚（PPO或PPE），2,6-二甲基苯酚的聚合物，又稱聚苯撐氧。提高聚合物的機械性能，抗水性，耐熱性。易分散於彈性體，柔韌性好。公司產品通過ISO 9001 質量體系認證。獲得2008年“國家重點新產品”稱號。廣泛用於汽車工業、電子電器行業、泵類殼體、葉輪、閥、水量計殼體、水處理用濾材等。為順應電子商務大發展潮流，實現銷售變革，提升銷售業績，藍星芮城分公司目前在阿里巴巴，中塑，慧聰等網站已經開通旺鋪，並可線上交易，為採購商提供了便捷的購買渠道，提高了效率。
