高温尼龙之外的选择：5种耐高温工程塑料的性能与应用

一、PPO（聚苯醚）

PPO，中文名称叫聚苯醚，英文名：Polyphenylene Oxide。是世界五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外，聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。

燃烧特点

PPO属于难燃材料，脱离火源后会马上熄灭，燃烧时火焰会伴随着浓密的黑色烟雾，处于熔融状态时会释放出花果气味。

主要优势

- 拥有热塑性塑料里最高的玻璃化温度，达到210℃，耐高温性能十分出众；

- 能够承受高温沸水的蒸煮，在这一过程中不会出现变形或分解的情况；

- 材质既坚硬又有韧性，抗蠕变性能比PA、POM、PC更优，表面硬度也更高；

- 低温性能良好，即便在-135℃的低温下，依然能保持较好的延伸性，尺寸稳定性很强；

- 介电性能出色，在较宽的频率、温度和湿度范围内，都能保持稳定的介电特性；

- 可进行金属化处理，包括电镀或真空镀膜工艺。

存在不足

与有机溶剂接触时，容易产生应力开裂；耐候性较差，受到阳光照射后容易变色；材料流动性差，给加工带来较大难度。

适用场景

适用于潮湿且有载荷作用，同时需要兼具优良介电性能和较高机械性能的场合，像调谐片、微波绝缘部件、水处理设备、医疗器械、食品接触材料以及高刚度电器外壳等，在这些场景中的性能表现优于PC。

注塑注意事项

PPO是结晶性塑料，熔点为217℃，分解温度为360℃，加工温度通常在280-340℃之间；由于材料具有吸湿性，加工前需要进行干燥处理，在140℃的温度下烘干2-4小时，可去除材料中的水分，防止加工时发生分解。

另外，PPO的改性产品NORYL，虽然机械性能比PPO有明显下降，但性能可与PC相抗衡，在部分场景中能够替代PC使用。

二、PPS（聚苯硫醚）

PPS本色为白色，结晶度高，材质坚硬但较脆，热稳定性极佳，还具备热固性塑料的高耐性。需要注意的是，纯净的PPS无法直接用于注塑（在高温环境下容易发生部分交联，导致流动性变差），目前市场上用于注塑的PPS均为改性产品，添加了填料和改性剂来改善性能。

燃烧特点

PPS属于不燃材料，脱离火源后会立即熄灭；将其相互敲打时，会发出类似金属的“叮当”声。

主要优势

- 在高温环境下，能够耐受各类溶剂的腐蚀；

- 抗蠕变性能强，其他机械性能也比较突出；

- 即便处于高温状态，仍能保持稳定的机械性能和尺寸；

- 介电性能良好，受频率、温度、湿度的影响较小。

存在不足

耐冲击性能较差，材质脆性大，受到外力冲击时容易损坏。

适用场景

适用于高温、潮湿且有载荷的环境，可作为隔热材料、防腐材料和绝缘材料使用，例如在一些高温工况下的电气绝缘部件、化工设备的防腐构件等领域。

注塑注意事项

PPS是结晶性塑料，熔点为280℃，分解温度为400℃，加工温度一般在300-340℃之间；该材料有吸湿性，水分会导致加工时发生分解，所以加工前需要在140℃的温度下烘干2-4小时。

三、PSF（聚砜）

PSF大多呈微带琥珀色的透明状（部分为象牙色不透明款），密度约为1.24。

燃烧特点

PSF属于难燃材料，脱离火源后会熄灭，燃烧时火焰会伴随着黄褐色烟雾，熔融燃烧时会散发橡胶焦味。

主要优势

- 耐高低温性能出色，在150℃时能保持80%的机械强度，在-100℃时能保持75%的机械强度；

- 抗蠕变性能优良，机械强度能长期保持稳定；

- 高温介电性能强，即便在190℃的高温、水中或湿气环境下，介电性能依然稳定；

-耐辐射能力突出，可在有辐射的环境中使用；

- 支持金属化处理，可进行电镀或真空镀膜。

存在不足

虽然不易发生水解，但在高温且有载荷的条件下，水会引发材料出现应力开裂；材料流动性差，加工难度较大。

适用场景

- 可用于制造对精密公差、高刚性、热稳定性和电绝缘性有要求的电气电子元件，如精密连接器、继电器外壳等；

- 适用于对热性能、耐化学性、持久性和刚性有要求的零件制造；

- 由于在低温下不易水解，可用于低温水处理设备零件、水泵部件、水阀、洗衣机配件等，作为高刚性外壳材料时，性能优于PC。

注塑注意事项

PSF的注塑温度较高，通常在280-320℃之间；改性PSF的注塑条件与PC相近，烘料温度也可参考PC的标准设定。

四、聚芳酯

燃烧特点

聚芳酯属于可燃材料，但脱离火源后能自行熄灭；燃烧时产生的烟雾量较少，且烟雾无毒。

其中具有代表性的牌号是U-100。

主要优势

- 不需要经过玻纤增强处理，就已经具备良好的耐热性；

- 无需添加阻燃剂就能实现自熄，燃烧时烟雾量少且无毒，符合安全标准；

- 热膨胀系数小，蠕变量低，吸湿性小，能够耐受酸和油类的腐蚀。

存在不足

对碱和有机溶剂的耐受性较差，接触后容易出现性能劣化。

适用场景

由于在安全性和稳定性方面表现突出，聚芳酯适合用于家用电器的制造，例如家电中的耐热部件、绝缘构件等。

注塑注意事项

聚芳酯在加工前必须进行干燥处理，通常在100-120℃的温度下烘干4-6小时；注塑成型温度为330-350℃，加工时需精准控制温度参数。

五、聚芳砜

聚芳砜为透明材料，密度比聚砜（PSF）略高，具有代表性的产品是Astrel360。

主要优势

耐热性远远超过PSF，热变形温度和连续使用温度比PSF高出约100℃；机械强度与聚砜（PSF）相近，在高温环境下仍能保持较好的力学性能。

存在不足

材料流动性差，加工难度大，对注塑设备的压力和温度控制精度要求较高。

适用场景

作为一种超耐高温材料，聚芳砜适用于对耐温性要求极高的特殊场景，比如航空航天领域的高温部件、高端电子设备中的耐热绝缘构件等。

注塑注意事项

聚芳砜的加工温度范围为320-410℃，模具温度需要控制在232-260℃之间；该材料吸湿性较强，加工前必须进行干燥处理，在260℃的温度下烘干2-4小时，可确保去除材料中的水分，避免加工过程中出现缺陷。