q十q以来，特种工程塑料(high performance polymers/Ultra polymers)的应用已l逐渐从之前的军工和航I天g伸到了越来越多的民用领域Q例如汽车，装备刉，高端消费品等{。特别是其中我国h完全自主工业化生产能力的聚醚醚酮PEEK和聚苯硫醚PPSQ在产品质量可以媲美q口同类型材料的同时Q更是具有非常明昄h优势Q市场前景十分看好?
?Q以PEEK树脂为原料制成的软管Q棒材以及耐磨轴承
PEEK和PPS可归cMl晶性热塑性塑料，?归纳了这两种工程塑料的基本物理和力学性能。从中可以看到PEEK在强度，韧性，最高工作温度等{方面都较PPS更优?而另一斚wQPPS非常明显的成本优势和更好的加工性能使其应用范围更加q泛Q其全球产能和年复合增长率在热塑性特U工E塑料中都位列前茅。由于用量的不断增长和应用领域的不断扩展Q如今PPS已被UCؓlPAQPCQPBT/PETQPOM和PPO之后的第六大工程塑料?
?QPPS已经来多的运用在汽R电子Q制动系l，以及发动机内部及周边
׃PEEK和PPS非常优异的理化性能Q非填充的纯树脂l注塑和机械加工后就可以胜Q很多苛刻条g下的复杂应用。而PPS和PEEKl过填充和共h性后Q还可以q一步结合树脂和填料的优点，拓展附加值更为广阔的应用。下面笔者就l合自己多年的改性工E塑料配方设计经验，介绍两个PPS和PEEK复合材料在民用新领域的全新探索?
?QPEEK和PPS基本物理和力学性能ҎQ测试标准ASTM
W记本前盖板
传统上，W记本盖板用料一直是高流动增强阻燃PC或者PC/ABS合金的天下，后来随着W记本向轻薄便携和大屏多功能两个方向的发展，W记本盖板用料也有相当一部分转向了阻燃增强PAQ这样做的一大好处就是可以在不增加纤l添加量的情况下Q利用尼龙自w的高流动性和l晶性，降低产品的注塑成型难度ƈ提高强度和韧性。然而改性尼龙材料的~点也很明显的：高吸水率D制g注塑后Ş变，以及龙无卤ȝ体系的昂贵h格和Ҏ料力学性能的负面媄响，限制了改性尼龙材料应用在更薄Q更大的W记本前盖板上。ؓ了解册个问题，q几q来Ҏ材料界和各W记本大厂都不约而同的把目光聚焦在了PPS上。虽然原材料成本q高于其他工E塑料，但笔者认为PPS的以下突出特点，军_了它在笔记本前盖板这个应用上有着其他树脂所不可比拟的独C势：
本征ȝ。与PC和PA不同QPPSU树脂及其玻U?矿粉填充的复合材料在不添加Q何阻燃剂的情况下Q可以轻松达?a href="mailto:V-0@0.8mm">V-0@0.8mm甚至更薄厚度的V-0ȝU别。虽然PC和PA有着比PPS更便宜的h和更好的力学强度(其是冲d?Q但是添加了无卤ȝ配方(V-0@0.8mmU别)的PC和PA复合材料的成本却会大q上升，很多时候甚至高于具有同{力学强度的PPS材料?br />
高动性，q个优势主要是针对PC而言。新一代超薄笔记本前盖?厚度0.8-1mm)对于弯曲模量的要求往往高达15000 ?17000 MPa(ASTM标准)。但是在3C行业严格的成本控制压力下Q配方设计师往往被要求选用成本更低廉的ȝQ而不是碳U作为增强填料。而对于PC及其合金而言Q其较差的流动性决定了ȝd量的上限一般不宜超q?0 % (弯曲模量只可以达?0000 MPaQASTM标准)。更高的d量除了会严重影响材料的流动性造成加工困难外，q会产生表面纤Q翘曲严重，力学性能变差{问题。而对于半l晶性的PPS而言Q其非常高的动性可以允许玻U填充量L过50 %Q同时在高温熔融共挤出的过E中QPPS相较于PC更低的粘度可以ȝl受较低E度的剪切和挤压Q从而在最l注塑成型的制品中具有更长的保留长度Q达到进一步提升模量的效果?br />
低吸水率，q个优势主要是针对PA而言。就动性而言Q高填充的PA和PPS不相上下;而对于力学强度，同等填充量的PA复合材料q要更占优势。但是除了无卤阻燃的限制外，另一个PA应用于新一代笔记本盖板的制U因素就是其较高的吸水率Q相比高温尼龙PA6T 0.6-1 % 的吸水率QPPS 0.03 % 的吸水率几乎可以忽略不计。由此带来的后果是PPS制品׃吸水变Ş而生的产品不良率要比同{条件下的PA制品低得多?br />
独特的金属质感和更高表面度。接触过PPS的材料工E师都知道，当一块PPS注塑制g跌落桌面Ӟ会发出PPS所独有的非常清脆的撞声。通过特制模具和合理模温的搭配QPPS注塑制g在h手的触碰下也会发出类似碰撞金属的声音Q其的表面也会如镜面般光滑，有着金属般的光泽?br />
大中型手持式电动工具的传动连?br />
凡是知道PEEK大名的材料配方和工艺工程师也多少会对它的应用有一些了解：高高在上的军工，航空航天Q核电装备，q低端一点的也得是石沚w井设备或者是高端汽R的发动机内部及其周边的耐温部g。然而除了这些高大上的领域，PEEK的应用其实已然扩展到了很多普通民用工具和装置上。在一个笔者非常熟悉的案例中，一ƄD定制的PEEK复合材料p成功的用来注塑成型一ƾ手持电动工L传动q杆(应制造商的保密要求，q里不便透露电动工具的具体用途和型号)。那么到底是什么样的原因得PEEK可以取代h低廉的多且更为坚固的金属材料?且听W者的详细分析Q?br />
刉商l过详细的计机辅助模拟分析和实际测试，证明了碳U维增强的PEEK材料的力学强?弯曲模量 > 12000 MPaQ弯曲强?> 200 MPaQ无~口冲击强度 300 - 400 J/m, ASTM 标准)和耐高温性能(q箋工作温度 > 200?可以完全满设计要求Qƈ且还留有一定的安全冗余。这也是所有以塑代钢类应用的基本前提。其实在很多现实应用中，很多金属部g的力学性能都是大大过设计需求的?br />
此款PEEK复合材料的一大卓特性是其优异的耐磨和自润滑性能Q可以实C动连杆在无a润滑的条件下带动q接件连l高速运?同时在一D|间的高速运动后Q在q杆和连接g接触表面所U篏的自润滑填料转移?例如PTFE)会得界面间的摩擦系数进一步降低，促PEEK传动q杆的运动更加自如顺畅，以至于在电动工具的全使用生命周期内，都不必由于传动连杆磨损的原因而更换部件或者添加润滑a。而另一斚wQ传l的金属传动q杆则必需有润滑a或者滚动u承的配合才可以用。随着传动q杆q动旉的增加，需要不断的d润滑Ҏ者更换磨损的轴承才能保证机器的正怋用，大大降低了用效率ƈ增加了工具用成本?br />
节能环保以及更高的设计自由度。用PEEK刉的轻量化传动连杆再l合上文中所提到的优异自润滑性能Q会使得产品的用能耗有相当E度的降低。同时一ơ性注塑成型工艺的q用不仅相较于金属浇{工艺大大降低了单g加工成本;q可以实C品外形设计的快速修改和升(通过模具的修改和l合)Q极大的提高了品的q代速度Q增Z企业的竞争力?
U观国内的PPS和PEEK复合材料市场Q大部分的国产品都是仿照国外类似牌可推出的不同比例的玻U?矿粉增强规格Q整体售价偏低，竞争力不强。特别是在竞争更为激烈的PPS市场Q部分厂家甚至采取以回收?水口料再加工冒充新料Q或者以PPS/PA合金冒充PPS的不正当竞争行ؓ来抢夺市Z额，严重Cؕ了市场秩序，损害了下游客户和最l消费者的利益。通过以上两个案例的具体分析我们可以清楚的看到Q面对如此现Ӟ只有在充分了解品应用和客户需求的基础上通过创新的配方设计，q辅以成熟可靠加工制E工艺，才能最l杀Zh格战的红P真正实现特种工程塑料和的高附加值应用?
