盡管特種工程塑料的用量遠(yuǎn)低于各種通用塑料與五大工程塑料，但其優(yōu)異的綜合性能使之成為市場關(guān)注的熱點(diǎn)，在各種高新技術(shù)領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用。近年來，國內(nèi)不同品種特種工程塑料產(chǎn)能正在形成，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。整體來看，國內(nèi)技術(shù)并不落后于世界發(fā)達(dá)國家，但在由技術(shù)轉(zhuǎn)化為規(guī)?；a(chǎn)方面則明顯不足。
特種工程塑料亦稱高性能聚合物，一般均為根據(jù)特殊用途需求而研制，與通用工程塑料相比性能更優(yōu)異、獨(dú)特，長期使用溫度在200℃以上。自上世紀(jì)60年代聚酰亞胺（PI）問世開始，開發(fā)成功并產(chǎn)業(yè)化的主要品種有聚酰亞胺（PI）、聚酰胺酰亞胺（PAI）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚苯硫醚（PPS）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、液晶聚合物（LCP）和氟塑料等。
聚酰亞胺
聚酰亞胺（PI）作為一種性能突出的尖端材料，以其優(yōu)異的電絕緣性、耐磨性、耐高溫、抗輻射和物理機(jī)械性能，在機(jī)械、電子電氣、儀表、石油化工、計(jì)量等領(lǐng)域應(yīng)用迅速增長，已成為全球火箭、宇航等尖端科技領(lǐng)域不可缺少的材料之一。隨著航空航天、汽車，特別是電子工業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，迫切要求電子設(shè)備小型化、輕量化、高功能和高可靠性。性能優(yōu)異的聚酰亞胺在這些領(lǐng)域大有作為，其目前的增長速度一直保持在10%左右，具有廣闊的發(fā)展前景。
PI樹脂可分為熱固性和熱塑性兩大類。杜邦公司的Vespel樹脂以均酐和二苯醚胺為基本結(jié)構(gòu)，是典型的熱固性PI。因其可加工性差，只能采用流延法制成薄膜使用，應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。目前較具代表性的熱塑性聚酰亞胺主要有GE公司的聚醚酰亞胺和原阿莫科公司的聚酰胺亞胺。但這兩種材料均存在耐熱性能差，加工條件苛刻，在加工過程中性能會(huì)有所下降的缺點(diǎn)，呈假熱塑性特性。
中國PI的研發(fā)基本與世界同步，現(xiàn)已開發(fā)了多個(gè)品種，如均苯型、偏酐型、聯(lián)苯二酐型、雙酚A二酐型、單醚酐型和酮酐型等。目前國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有上海合成樹脂研究所、常熟航天絕緣材料廠、寶應(yīng)亞寶絕緣材料廠、西北化工研究院和四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)廠等，估計(jì)中國目前總產(chǎn)能約為1500噸。近年來，國內(nèi)不同企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)又開發(fā)出聚酰亞胺新品種。中國科學(xué)院化學(xué)所高技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)室在科技部“863計(jì)劃”的支持下，研制成功體積收縮率小、固化溫度低、樹脂儲(chǔ)存穩(wěn)定性好的光敏型BTPA-1000和標(biāo)準(zhǔn)型BTDA-1000聚酰亞胺專用樹脂。其中光敏型BTPA-1000聚酰亞胺樹脂具有特殊的光交聯(lián)機(jī)理，國內(nèi)多家半導(dǎo)體企業(yè)和科研院所已將該材料用于芯片及光電器件的制造。常州市廣成新型塑料有限公司與南京工業(yè)大學(xué)緊密合作，開發(fā)出具有良好的熱加工性能的熱塑性聚酰亞胺。目前，該技術(shù)已產(chǎn)業(yè)化，形成200噸/年的生產(chǎn)能力。
聚醚酰亞胺
聚醚酰亞胺(PEI)是一種典型的熱塑性聚酰亞胺，具有優(yōu)良的綜合性能，主要應(yīng)用于電子、電機(jī)和航空等工業(yè)，并在傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品領(lǐng)域作為金屬的代用材料。
在電氣、電子工業(yè)部門，聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得廣泛應(yīng)用，包括強(qiáng)度高和尺寸穩(wěn)定的連接件、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精密光纖元件等。用它取代金屬制造光纖連接器，可使元件結(jié)構(gòu)最佳化，簡化其制造和裝配步驟，保持更精確的尺寸。
在航空、汽車運(yùn)輸領(lǐng)域，PEI可用于制造飛機(jī)的各種零部件，如舷窗、機(jī)頭部件、座椅靠背、內(nèi)壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。在汽車領(lǐng)域，PEI被用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、汽車空調(diào)用溫度傳感器以及控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器。
 聚苯硫醚具有良好的自潤滑性，可用于加工齒輪、軸承等零部件（相片提供Photo Courtesy：成都樂天） |
聚苯硫醚（PPS）具有優(yōu)異的耐熱性，經(jīng)美國UL認(rèn)證連續(xù)使用溫度為200℃~240℃，高荷重?zé)嶙冃螠囟冗_(dá)260℃以上，同時(shí)耐焊錫性極佳。PPS在不添加阻燃劑的情況下，在UL94燃燒性試驗(yàn)中為V-0/5V，是最高級(jí)別。PPS具有與PTFE（聚四氟乙烯）相媲美的優(yōu)異耐化學(xué)藥品性，目前尚未發(fā)現(xiàn)可在200℃以下溶解PPS的溶劑。PPS還具有機(jī)械強(qiáng)度高、剛性大、尺寸穩(wěn)定性好、吸水率低等特點(diǎn)。通過填充碳纖維、氟樹脂等潤滑劑，可以大幅度提高摩擦、磨損特性。PPS成型加工性優(yōu)良，流動(dòng)性好，可進(jìn)行薄壁、長流程的注射成型。
PPS應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在電氣、電子零件領(lǐng)域，用作各種接插件、線圈管、固態(tài)繼電器、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)筒、電容器護(hù)罩、磁傳感器感應(yīng)頭、電容器等；由于尺寸穩(wěn)定性好，用作各種精密零件加工，如照相機(jī)、轉(zhuǎn)速表、齒輪、手表、復(fù)印機(jī)零件、電腦零件、CD零件；在汽車領(lǐng)域，用作排氣處理裝置零件、連接器、汽化器、配油器零件、散熱器零件、轉(zhuǎn)向拉桿端部支持、車燈反光鏡、燈座、剎車零件、離合器零件、溫度傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)零件、油泵等。
PPS在1973年由美國Phillips石油公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，并以商品名“Ryton”投放市場。在上世紀(jì)70年代，中國上海、天津、廣州、四川等地對(duì)PPS進(jìn)行了生產(chǎn)與應(yīng)用的研究開發(fā)工作。其中研究最早和最有實(shí)力的單位是四川大學(xué)材料研究所，取得多項(xiàng)國家專利。2003年該公司在四川省德陽市中國專利技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范園開工千噸級(jí)聚苯硫醚裝置，標(biāo)志著中國聚苯硫醚工業(yè)取得長足進(jìn)展。目前中國聚苯硫醚的生產(chǎn)能力約為2500t/a，生產(chǎn)單位主要有四川華拓科技公司、天津合成材料工業(yè)研究所、四川長壽化工總廠、廣州市化工研究院、廣州化學(xué)試劑廠、四川特種工程塑料廠、北京化工研究院等。除四川華拓外，絕大多數(shù)規(guī)模較小。
聚砜
聚砜（PSF）是透明、水解穩(wěn)定的塑料，尺寸穩(wěn)定性好，在室溫下具有良好的形變穩(wěn)定性；具有突出的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的力學(xué)性能、突出的長期耐蠕變性，經(jīng)長時(shí)間使用機(jī)械性能仍保持不變。它的耐濕熱老化性能優(yōu)良，壽命在145℃蒸汽下至少為12年。并且，它也是耐燃、耐輻射性、耐化學(xué)品的優(yōu)良品種。
目前，電子電氣是PSF的消費(fèi)大戶。電子電氣向小型、輕量、耐高溫方向發(fā)展，促進(jìn)了PSF消費(fèi)的增長。PSF可用于制作各種電氣零件，如接觸器、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱、印刷電路板、各種軸套、罩、影視系統(tǒng)零件、電容器薄膜、電刷座、鹼性蓄電池盒等。
在航空航天和汽車制造領(lǐng)域，PSF適于制作防護(hù)罩元件、電動(dòng)齒輪、蓄電池蓋、電子發(fā)火裝置元件、燈具部件、飛機(jī)內(nèi)部配件和飛機(jī)外部零件、宇航器外部防護(hù)罩等。
目前全球PSF的生產(chǎn)能力約為3.5萬噸，總消費(fèi)量3萬噸。中國PSF的產(chǎn)能大約為1500噸/年，產(chǎn)量維持在1000噸/年左右。中國PSF樹脂牌號(hào)很少，主要應(yīng)用于醫(yī)療器械、食品加工機(jī)械、電子儀表、紡織等工業(yè)。與國外相比，在生產(chǎn)工藝，包括單體合成、聚合、后處理回收等方面都還需要改進(jìn)和提高，在汽車、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用也有待進(jìn)一步推廣。
聚醚砜
聚醚砜（PES）為結(jié)晶性樹脂，在較寬的溫度范圍內(nèi)能保持穩(wěn)定的機(jī)械性能；在180℃以下溫度范圍內(nèi)，其抗蠕變性是熱塑性樹脂中最優(yōu)異的一種；它具有尺寸穩(wěn)定性好、耐沖擊、耐化學(xué)藥品性優(yōu)、難燃性優(yōu)異等特點(diǎn)。PES不僅可以擠出、注射、模壓、吹塑、吸塑加工和制成發(fā)泡體，還可以進(jìn)行鍍膜、超聲波熔接、機(jī)械加工、溶劑粘接涂敷等二次加工。
因?yàn)镻ES具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、耐熱、阻燃、可耐焊錫、耐各種清洗劑、可鑲嵌金屬件、與環(huán)氧樹脂粘接性好等特點(diǎn)，可作H級(jí)絕緣材料使用。在電子電氣領(lǐng)域主要用于加工線圈骨架、電位計(jì)的外部底座、印刷電路板、按鈕式開關(guān)、可控硅的絕緣體、電動(dòng)工具馬達(dá)的絕緣體、DIP開關(guān)、各類插接件等。醫(yī)療器械通常要求材料透明、強(qiáng)度高和能夠經(jīng)受各種消毒殺菌處理。PES能較好地滿足這些要求，廣泛用于制備接觸透鏡、殺菌容器、防毒面具零件、牙科用反射鏡支架、人工呼吸器、血壓檢查管、外科容器和注射器等醫(yī)療器械。
PES是英國ICI公司在1972年開發(fā)出來的一種特種工程塑料品種。吉大新材料公司現(xiàn)有自主技術(shù)研發(fā)的300噸/年裝置于2002年投產(chǎn)。
聚醚醚酮
聚醚醚酮（PEEK）具有優(yōu)異的耐高溫性。其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)143℃，熔點(diǎn)334℃。它還是韌性和剛性兼?zhèn)涞乃芰?，特別是對(duì)交變應(yīng)力的優(yōu)良耐疲勞性是所有塑料中最出眾的。PEEK樹脂具有出眾的滑動(dòng)特性，適合于嚴(yán)格要求低摩摩擦系數(shù)和耐摩耗用途使用。PEEK樹脂耐化學(xué)品性優(yōu)良，在通常的化學(xué)藥品中，能溶解或者破壞它的只有濃硫酸，它的耐腐蝕性與鎳鋼相近。PEEK樹脂具有優(yōu)異的阻燃性，1.45mm厚的樣品，不加任何阻燃劑就可達(dá)到最高阻燃標(biāo)準(zhǔn)。PEEK樹脂耐γ幅射能力也很強(qiáng)，超過了通用樹脂中耐輻照性最好的聚苯乙烯。
PEEK可以替代鋁和其它金屬材料制造各種飛機(jī)內(nèi)、外零部件。PEEK可取代金屬作為制造發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)罩的原材料，用其制造的軸承、墊片、密封件、離合器齒環(huán)等各種零部件在汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)、ABS剎車系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)中被廣泛采用。在電子電氣領(lǐng)域，PEEK可用作H級(jí)以及C級(jí)絕緣材料，廣泛用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電容器及電纜、電線等的絕緣或保護(hù)層，以及可繞性印刷線路板、載波帶、耐熱耐藥品的環(huán)型帶等。
PEEK樹脂由英國Victrex公司于1977年開發(fā)，至今仍以其獨(dú)家生產(chǎn)經(jīng)營為主。中國于20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行PEEK技術(shù)研發(fā)，經(jīng)過近20年的努力，吉林大學(xué)特種工程塑料研究中心開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PEEK樹脂合成路線，主要性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。2003年公司投資形成500噸/年的生產(chǎn)能力。
液晶聚合物
液晶聚合物（LCP）與其它有機(jī)高分子材料相比，具有較為獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和熱行為。它的分子由剛性棒狀大分子鏈組成，受熱熔融或被溶劑溶解后形成一種兼有固體和液體部分性質(zhì)的液晶態(tài)。
LCP產(chǎn)品因化學(xué)結(jié)構(gòu)和改性方法不同，性能差異甚大，但仍有如下共同的優(yōu)異特性：高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)良機(jī)械性能、突出的耐熱性、極佳的阻燃性、高尺寸穩(wěn)定性和尺寸精度、耐天候老化和耐輻射性好、電性能優(yōu)良、耐化學(xué)品性優(yōu)良等特點(diǎn)。LCP熔體粘度低，流動(dòng)性好，故成型壓力小，周期短，可加工壁薄、細(xì)長和形狀復(fù)雜的制品。
LCP廣泛應(yīng)用于電子電氣（如高密度連接器、線圈架、線軸、基片載體、電容器外殼、插座、表面貼裝的電子元件、電子封裝材料、印刷電路板、制動(dòng)器材、照明器材）、光纖通信（光纖二次被覆、抗拉構(gòu)件、耦合器、連接器、加強(qiáng)筋）、航空航天（雷達(dá)天線屏蔽罩、耐高溫耐輻射殼體、電子元件）、汽車工業(yè)（汽車燃燒系統(tǒng)元件、燃燒泵、隔熱部件、精密元件、電子元件）、辦公設(shè)備（軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)零部件）、醫(yī)療器材（外科設(shè)備、插管、刀具、消毒托盤、腹腔鏡及齒科材料）等領(lǐng)域。
熱致性液晶（TLCP）是1976年美國Eastman Kodak公司首次發(fā)現(xiàn)PET改性對(duì)羥基苯甲酸（PHB/PET）顯示熱致性液晶之后才開始研究開發(fā)的，直到上世紀(jì)80年代中后期才進(jìn)入實(shí)用階段。目前，全球TLCP的年需求量超過2萬噸，亞洲地區(qū)的市場增長率為30%，是全球TLCP增長最為迅速的地區(qū)。中國中科院北京化學(xué)所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)和成都有機(jī)硅應(yīng)用研究中心等單位，自20世紀(jì)80年代開始相繼開展了TLCP的研究開發(fā)工作。晨光化工研究院已建立起小規(guī)模生產(chǎn)裝置，并擬合作建設(shè)300噸TLCP生產(chǎn)裝置。
氟塑料
以聚四氟乙烯為代表的氟塑料具有一系列優(yōu)良的使用特性：耐高溫，長期使用溫度達(dá)200℃；耐低溫，在-100℃以下仍柔軟；耐腐蝕，能耐王水和各種有機(jī)溶劑；耐天候，有塑料中最佳的老化壽命；高絕緣，體積電阻達(dá)1018歐姆．厘米，而且介電性能幾乎與溫度及頻率的變化無關(guān)；高潤滑，具有塑料中最小的靜摩擦系數(shù)；不粘附，為固體材料中表面張力最小而不粘附任何物質(zhì)；無毒害，具有生理惰性，可與血液接觸。
由于氟塑料兼?zhèn)湟陨戏N種實(shí)用性能，其應(yīng)用越來越廣泛。如化工防腐蝕管道及設(shè)備上的襯里和涂層、超純物質(zhì)的過濾材料、耐高低溫的液壓傳遞軟管、耐各種苛刻環(huán)境之密封墊圈、低摩擦之橋梁伸縮滑塊、各類無油潤滑活塞環(huán)、高溫高頻電子儀器的絕緣、可撓電纜、高級(jí)印刷線路板、人體血管及心肺臟器的代用品等等。
氟塑料是相對(duì)開發(fā)較早，應(yīng)用較為廣泛的品種。2003年國內(nèi)生產(chǎn)能力大約達(dá)到24000噸。生產(chǎn)主要集中在浙江、江蘇、上海、遼寧4省市，這些地區(qū)的產(chǎn)能約占全國產(chǎn)能的80%以上。氟材料的消費(fèi)分布較廣，但原料型氟化工產(chǎn)品的消費(fèi)也主要集中于上述4個(gè)地區(qū)。
（轉(zhuǎn)載）
