首页

News

新闻资讯

公司新闻

行业资讯

热变形温度对于塑料的耐温性能来说，代表的是什么？

2023-04-17

热变形温度是什么，它是怎么测试出来的？

它是表征塑料材料在高温且受压力下，抵抗形变的一种能力，热变形温度是用来表示塑料的短期耐热性。

热变形温度的测试方法：将标准的试验样条在一定压力及一定加温速度下，弯曲到一定程度时的温度。例如，在一标准试片（127×13×3mm）的中心，置放在455kPa或1820kPa负载下，并以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。

不知道大家注意到没有，热变形温度是用来表征塑料的短期耐热性的。

塑料的长期耐热老化性能如何？热变形温度表征不出来。

塑料的力学性能在温度升高的时候，下降曲线如何？热变形温度表征不出来。

所以，光看一个热变形温度来评价塑料在高温下的表现是不全面的。

如果塑料按长期使用温度分类，可分为通用塑料、工程塑料和高温工程塑料，其中高温塑料有时又被称为特种工程塑料。

高温工程塑料的长期使用温度在150℃以上，这类材料除了较高的耐热性，通常还具有卓越的机械加工性能、耐老化性、尺寸稳定性和优良的电性能。可以用于替换金属材料，广泛应用于电子电器、航空航天、医疗器材、汽车、军事领域，它是塑料金字塔顶端的材料。

许多耐高温工程塑料本身具有特殊的结构，因此在高温条件下仍能保持其高机械性能。通常，如PEEK、PPS、PSU等材料具有良好的耐高温性能。在这种材料中，往往它们的分子结构中有高刚度苯环，同时也有不易氧化的氧基、硫基和砜基，这使它们具备耐高温和高刚度的特性。

在蜗轮蜗杆减速齿轮箱的塑料斜齿轮和塑料蜗轮，以及各类减速电机塑胶齿轮的应用上，苏州维本Wintone T31高温耐磨齿轮专用工程塑料，可以帮您解决常规的齿轮材料可能遇到的一些问题：

1.常规的POM齿轮材料耐热不够的问题；

2.玻纤增强PA66工程塑料，在温度100℃到200℃的区间内，力学性能下降比较快，在齿轮啮合传动受力时变形比较大而容易失效的问题。

3.PPS高温塑料比较脆，易断齿，齿轮传动噪音比较大的问题。

4.PA46高温塑料的吸水率比较大，PA46齿轮的扭力和尺寸受水份影响比较大的问题。

5.PEEK高温塑料对一些齿轮应用的成本压力比较高的问题。

主要的耐高温塑料有哪些？

一.聚芳醚酮类高温材料

聚芳醚酮（PAEK），是主链由亚苯基环通过醚键、酮键连接而成的聚合物，按照醚基、酮基数量和顺序不同可分为聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）等。

1.PEEK（聚醚醚酮）

PEEK是一种综合性能优良的特种工程塑料。其耐热性、耐水性、耐溶剂性、电绝缘性优异；疲劳强度高；耐放射性是所有塑料中最好的；氧指数较高，燃烧时产生的烟少且无毒。

2.PEKK（聚醚酮酮）

PEKK中文名叫聚醚酮酮，是一种高性能材料。这种材料熔点很高，差不多有300℃到600℃，还有很强的耐化学性和耐磨损性。近年来PEKK在3D打印领域的应用进展飞速，比传统3D打印材料具有更好的性能。

二.尼龙46（PA46）

PA46是由丁二胺和己二酸缩聚而成的脂肪族聚酰胺，比起PA6和 PA66，PA46的每个给定长度的链上的酰胺数目更多，链结构更加对称，这使得它的结晶度可以高达70%，并赋予其非常快的结晶速度。

PA46的熔点为295℃，未增强的PA46的HDT(热变形温度)有160℃，而经过玻纤的增强后，其HDT可高达290℃ ,长期使用温度也有163℃。PA46独特的结构赋予了其它材料无法达到的独特性能。PA46主要应用于电子、航空航天、汽车。

三.聚苯硫醚（PPS）

聚苯硫醚（PPS）是近年来发展较快的特种工程塑料，具有优异的耐高温性、耐化学性、耐候性、阻燃性、以及电性能，尺寸稳定性好等优势，被广泛应用于汽车、电子电气、机械行业、石油化工、制药业、轻工业以及军工、航空航天、5G通信等领域，是应用最广泛的特种工程塑料。

PPS也是目前中国国产化程度比较高的特种工程塑料，根据不完全统计，全球聚苯硫醚(PPS)主要企业产能超过20万吨。从产能分布来看，目前全球聚苯硫醚(PPS)行业产能主要集中于日本、中国。

四.聚酰亚胺（PI）

聚酰亚胺（PI）是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，能耐受极端温度，热分解温度高达600℃，在-269℃的液氦中不会脆裂。此外还拥有极佳的机械性能、耐酸碱性能、生物相容性和电性能。

五.聚砜（PSU）类高温塑料

PSU是略带琥珀色、非晶型透明或半透明聚合物，其力学性能优异、刚性大、耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点；其范围为为-100~150℃,，长期使用温度为160℃，短期使用温度为 190℃。

聚砜有普通双酚A型PSU（即通常所说的PSU）、聚苯砜和聚醚砜。

1. 普通双酚A型PSU的分子式：

砜基的共轭效应提供了抗氧化性和热稳定性；醚链改善了韧性，苯环保证了其力学强度与模量。

2. 聚苯砜PPSU的分子式：

聚苯砜主链上的苯环，提供了高的耐热性和机械性能；醚键提供了优良的流动性和加工性能。

3. 聚醚砜PESU的分子式：

醚基提供了柔顺性及高流动性，砜基提供了耐热性，亚苯基提供了刚性。

六.聚芳酯（PAR）高温塑料

聚芳酯（PAR）是主链上含有苯环和酯键的热塑性树脂。PAR具有良好的透光率（接近90%）、韧性、耐热性、弹性回复、耐候性和阻燃性能，连续使用温度最高达到170℃。主要用于精密器件、汽车、医疗、食品及日用品。

PAR结构与PC相似，其性能大体一样，可共用模具成型，但PAR的主链上芳环密度高，使得PAR耐热性比PC更好，热变形温度比PC高20~40℃，且耐紫外线性、耐蠕变性优异。但断裂伸长率和抗冲击性能不如聚碳酸酯。

七.液晶化合物LCP

LCP中文名称为液晶化合物，所谓“液晶”就是在熔融状态既拥有液体的流动性，又保持晶体的分子有序排列状态的物质。

LCP的机械性能优秀，最大的特点是随着壁厚的变薄，相对强度反而增大。LCP拥有较好的热性能，连续使用温度可以达到200℃-300℃。

LCP的介电常数和介电损耗很小，因此被应用于电子器件上，如连接器、插槽、开关、支架和传感器等。最广受研究关注的是手机5G天线的应用。

在各类减速齿轮箱塑胶齿轮的应用上，苏州维本Wintone ST550深度静音齿轮专用工程塑料，比常规的POM和PA66塑胶齿轮平均降噪6～12个分贝，ST550材料在兼顾齿轮的传递扭力、耐疲劳性和可靠性的基础上，可帮助大幅降低分贝噪音和冲击型噪音。

Wintone ST550材料可以帮助解决传统的齿轮传动“软性”降噪材料可能会遇到的以下问题：

1.用了一段时间，齿轮被磨掉了或者“堵转”的时候滑牙了----耐磨耐疲劳性不够；

2.减速齿轮箱装配的时候，加了润滑脂，过段时间，齿轮溶胀了---耐油脂耐化学性不够；

3.在温度稍微高一些的应用环境，比如70摄氏度左右，齿轮箱失效速度会比较快---耐温不够。

Wintone ST550材料在齿轮应用上的特点是：更优异的吸振性能、更静音、耐磨耐疲劳、耐腐蚀、超韧且不受水份影响。

工业齿轮的应用上，与传统的POM和PA66相比，Wintone Z33具有更好的耐磨性、耐疲劳性、抗形变能力，Z33在保持了良好刚性的同时，进一步提升了弹性和韧性（这种优异的机械性能在摄氏-40度、0度和80度都有保持和体现），可以帮助解决齿轮断齿问题，同时大幅度降低摩擦噪音，经应用后比较，Wintone Z33也优于不少耐磨改性规格的POM和PA66（如聚四氟乙烯，硅酮类或二硫化钼改性），同时Z33具有很好的耐腐蚀性，可以用于很多场景下接触各类化学物质的严苛环境，比如印染纺织机械上的齿轮，液压系统的挡圈和密封圈，等等，成功替代价格昂贵的PEEK，PA12，PVDF，PTFE，PA46的部分应用领域。另外Z33的吸湿很少，综合性能受水份的影响很小，整包装Wintone Z33注塑前不需要提前烘料，可以直接注塑，注塑完无需水处理。

在汽车接插件的应用上，与传统的尼龙66和PBT相比，Wintone创新型工程塑料在保持了优良的刚性，耐热性和电性能的基础上，大幅度提高了材料的韧性，为提高接插件的抗脆断性（特别是低温下的抗脆断性），提供了一个全新的解决方案，同时Wintone材料的吸水率很小（只有PA66的六分之一），水份对Wintone材料制造的接插件影响很少。另外Wintone Z63优异的流动性和韧性，可以让薄壁接插件更强韧，无需水处理。在注塑加工时，整包装（25公斤）的Wintone材料无需提前干燥，可以直接注塑。同时Z63优良的流动性，允许复杂的结构件可以在较低的注塑压力和速度下成型，可以帮助降低接插件翘曲变形的风险。

在高压泵单向阀罩的应用上，与传统的尼龙、POM材料相比，Wintone Z63在保持了优异刚性的同时，大幅度提高了材料的韧性、耐疲劳、耐磨和耐水解性（包括耐冷水和耐热水），可以帮助解决常规尼龙单向阀罩不耐水解而磨耗脆断，POM材料韧性不够，反复压力冲击后而脆断的问题。同时Z63极其优异的耐化学性，可以帮助解决常规材料（尼龙和POM）单向阀罩腐蚀断裂问题，大幅度提升耐久性，特别是应用环境较严苛的药泵、海水淡化泵、热水泵等等，另外Z63的吸湿很少，综合性能受水份的影响很小，整包装Wintone Z63注塑前不需要提前烘料，可以直接注塑，注塑完无需水处理。

在汽车ABS轮速传感器的应用上，Wintone ZG6工程塑料可以帮助解决传统的玻纤增强PA66材料耐盐水和耐腐蚀性不够的问题，ZG6属于电中性工程塑料，不含卤素不会腐蚀芯片，同时ZG6具有均衡良好的机械性能，比PA612和PA12更优的耐油性，成功替代不少玻纤增强PA612和PA12的部分应用领域，另外，Wintone ZG6工程塑料的吸水率只有尼龙66的六分之一，水份对ZG6做的功能注塑件的尺寸和性能影响很少，整包装的Wintone ZG6材料，可以不烘料直接注塑，注塑完无需水处理。

在液压系统挡圈和导向环的应用上，Wintone Z33可帮助解决传统材料应用时的一些问题（如POM导向环会磨铁，在温度上升到60度以上时力学性能下降较快的问题；如PA66挡圈会溶胀和易水解，尺寸和性能受媒介影响较大，耐磨不够的问题；常规的青铜粉改性PTFE挡圈力学性能不够和抗压的局限性，以及多步工序及系统成本过高的问题；酚醛夹布导向环的易脆断性和不够环保），Wintone Z33以其优异的综合性能：更优异的耐磨性、更好的抗形变和耐蠕变性、远优于POM和PA66的耐腐蚀性、更优的回弹性和抗挤出能力、极具价值的性价比，让您在选材时就获取竞争优势，经长期应用后验证，Wintone工程塑料已成功替代部分价格昂贵的PEEK，PA12，PA46，PVDF，PTFE的应用领域。另外Z33的吸湿很少，综合性能受水份的影响很小，整包装Wintone Z33注塑前不需要提前烘料，可以直接注塑，注塑完无需水处理。

在纺织机械配件的应用上，Wintone工程塑料是一款耐磨耐腐蚀强韧型专用工程塑料，典型应用是齿轮、轴套、滑块、垫片、法兰等功能件，与传统的POM和PA66相比，Wintone Z33具有更强韧的力学性能，更好的耐磨性，耐疲劳性和耐腐蚀性。