盘点能够导电的耐高温塑料

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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，其中高温塑料又被称为耐热塑料、高性能塑料、特种工程塑料等。

导电防静电的高温工程塑料是为了解决在高温环境下静电积聚问题而特别设计的高性能材料。它们通常是在传统高温工程塑料的基础上，通过添加导电填料如碳纤维、石墨、金属粉末或导电聚合物等，来赋予材料导电或防静电性能。这类材料不仅保留了原有工程塑料的优异性能，如高强度、耐热性、化学稳定性等，还具备了静电消散能力，能够在高要求的工业应用中提供额外的安全保障。

通用塑料：长期使用温度在100℃以下。通常包括PE、PP、PS、PVC、ABS。通用塑料是我们日常使用量最大的一类塑料，通常用作包装、日用品、玩具等。

工程塑料：长期使用温度在100℃至150℃左右。五大工程塑料包括PA、POM、PBT、PC和PPO。通常应用于机械零件、汽车、电器电子等领域。

导电高温工程塑料的使用温度在150℃以上，这类材料除了较高的耐热性和阻燃性外，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。是塑料金字塔顶端的材料。

常见的高温导电工程塑料分为以下8类：

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  氟塑料

  
  

• 导电氟塑料(Fluoroplastie)指用氟树脂制成的塑料。常见主要品种有聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-乙烯共聚物（ETFE）、聚全氟乙丙烯（FEP），聚偏氟乙烯（PVDF）等。使用温度在150℃-260℃之间。

比如我们常说的塑料王--聚四氟乙烯（导电铁氟龙）具有下列特性：

(1)高度的化学稳定性：具有很好的化学惰性，强酸、强碱或强氧化剂及有机溶剂等对它均不起作用。

(2)良好的热稳定性：裂解温度在400℃以上，因此，它能够在-200℃～300℃温度范围内正常工作。

(3)良好的减摩性：导电PTFE材料相互之间的摩擦系数为0.1～0.2，与金属间的干摩擦系数为0.2～0.3，有液体润滑的情况下为0.02～0.04，其动静摩擦系数都比较小，且其始动摩擦系数与动摩擦系数几乎一样。

(4)优异的自润滑性：PTFE材料表面具有突出的表面自润滑性，几乎所有粘性物质均不能粘附到它的表面上去。

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  聚芳醚酮（PAEK）类

  
  

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聚芳醚酮（PAEK）类

导电聚芳醚酮（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）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮 醚酮酮（PEKEKK）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。

工程塑料行业金字塔顶尖产品——PEEK

聚醚醚酮（PEEK）是由英国帝国化学工业公司（ICI）于1978年开发出来的超高性能特种工程塑料，由于PEEK属于芳香族结晶型热塑性高分子材料，其熔点为334℃，具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及优良的电性能，在多数情况下可以足以取代金属、合金、陶瓷等材料。虽然它是一种化合材料，但其燃烧时并不产生无毒性气体，所以在倡导绿色环保设计的今天，其应用领域得以迅速扩大。

PEEK的分子结构

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导电PEEK的特性

(1) 耐高温性：PEEK具有较高的玻璃化转变温度（Tg=143℃）和熔点（Tm=343℃），其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃。 

(2) 自润滑性：PEEK具有良好的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合，特别是用碳纤维、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常优越。 

(3) 耐腐蚀性：除浓硫酸外，PEEK不溶于任何溶剂，具有很高的化学稳定性。 

(4) 阻燃性：PEEK具有自熄性，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级。 

(5) 易加工性：由于PEEK具有较好的高温流动性，且热分解温度高的特点，可采用多种加工方式，比如注塑成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。 

(6) 机械特性：PEEK具有良好的韧性和刚性，它具备与合金材料媲美的优良耐疲劳性。 

(7) 电性能：PEEK有高的体积电阻率和表面电阻率，在宽广的温度范围及环境变化下可以承受各种频率的交流电位场强，保持良好的绝缘性能。 

(8) 耐水解性：树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，在高温及高压蒸汽或水环境下可以连续使用而保持良好的机械性能。 

(9) 耐候性：优良的耐候性能，聚合物可用于制造工作环境要求严格或需要经常耐杀菌处理的组件。 

PEEK与几种典型的耐高温塑料性能比较

PEEK的应用

PEEK材料在国外已有数十年的发展历程，应用领域广泛，常见于汽车、军工、医疗、航空、电气等行业。但长期以来相对较高的价格限制了其向一般民用市场的渗透，目前主要还是应用于航空航天、高端工业及医疗领域等。尤其导电PEEK塑料被广泛用于制造精密电子元件和电器设备连接器、导电垫片、制造电极、传感器、医用导线等，在制造电子器件、集成电路的封装、太阳能电池板、电磁屏蔽等领域也有广泛应用，导电PEEK塑料的导电性能，可以根据具体需求进行调节和定制，有助于设备发挥着重要的导电和信号传输功能。以满足不同应用的要求。它们在提供导电功能的同时，仍保持了材料轻便、可塑性的优势。

航天航空

PEEK可替代铝和其他金属材料制造飞机零部件，比金属减重最高达70%，提高燃油效率。目前波音、空客等公司已大量采用PEEK材料。

医疗

PEEK具有无毒、质轻、耐腐蚀等优点，生物相容性优异，是一种极具潜力的生物假体材料。用于椎间融合器、医用导管、骨骼等。

能源

PEEK专门用于高温高压和化学腐蚀性环境，能够拓展油气勘探范围，可用于制造大型石化出产线上的氢气紧缩机和石油气紧缩机的环状、网状阀片等。此外，PEEK还可用于核电部件。

汽车

PEEK具有优秀的机械性能以及对车用工作液具有卓越的耐化学腐蚀性，良好的耐磨损性能等，广泛应用于汽车齿轮、真空泵、离合器、阀锥等，提高燃油效率、增加耐用性。

食品饮料工业

PEEK可用于食品加工、储存、烹饪设备零部件以及水、饮料的传送、贮存设备，如管道、阀门、容器等。

电子电气

PEEK具有优良的电气性能，是理想的电绝缘体，在高温、高压和高湿度等恶劣环境下仍能保持良好的电气绝缘性，用于制造晶片承载器、绝缘膜片、印刷电路板、高温接插件以及各种电气连接件等。PEEK薄膜可应用于微型扬声器振膜、5G射频天线基板等。

2、PEK（聚醚酮）

导电PEK由于其分子结构中的醚键和酮基的比例低于PEEK，因而其熔点和玻璃化温度均高于PEEK ，耐热性优于PEEK，连续使用温度为250℃。

PEK型材

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  聚醚酮酮（PAKK）

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。近年来导电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。

PEKK应用于3D打印

近年来，3D打印材料不断发展，满足了专业人士的需求，他们在寻找能够满足工业、机械和化学限制的解决方案。增材制造市场已经有了越来越多的高性能材料，这些材料具有高机械性能，最重要的是耐高温。因此,越来越多的公司开始使用PEEK、PEKK等材料进行3D打印。在3D行业内，PEEK聚合物是顶尖的材料之一。它是一种无色的有机热塑性聚合物，在全世界所有热塑性塑料中取得了一些极好的效果。

不同的行业和市场已采用 PEEK 3D 打印作为创建产品零件和原型的一种方式。使得PEEK作为3D 打印中“首选”的高性能材料。它的可靠性和高精度打印能力使其能够提供外观精美、耐用、坚固且可用的产品。

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  高温尼龙（PAKK）

高温尼龙分为三类：

1、脂肪族尼龙——PA46

导电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。

2、半芳香尼龙——PPA

PPA由含苯环的二元酸和脂肪族二胺缩聚而成，其熔点介于310-325℃之间，热变形温度介于280-290℃。主要品种有PA4T、PA6T、PA9T、PA10T等。 

相比普通的PA66，导电PPA的吸水率很低，即使在冷水中浸泡几年，其拉伸强度也可以保持80%以上，且PPA耐油性很好，即使在高温下也对润滑油、燃油有极高的抗性。PPA还具有极佳的尺寸稳定性和耐候性。 

常用于汽车、电器电子、机械工业、日用品领域。

连接器

3、全芳香尼龙——PARA

PARA是由杜邦发明的，其中最著名的是Nomex（聚间苯二甲酰间苯二甲胺又叫芳纶1313）和Kevlar（全对位聚芳酰胺又叫芳纶1414）。

这类导电材料主要用于制备高性能纤维和片材，制成的纤维具有高强度、高刚性、高模量、高耐热、高介电强度的特点。

可以应用于超强纤维和增强材料，用于军事、航空和航天等结构部件。

芳纶1414防弹衣

索尔维PARA应用于一次性手术器具

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  聚苯硫醚（PPS）

聚苯硫醚（PPS）是近年来发展最快、用量最大的特种工程塑料，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最高的特种工程塑料，自给率可以达到80%以上。

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。

DIC、东丽、索尔维、吴羽等传统PPS巨头在PPS生产、技术等方面仍然是较为领先，它们四家的产能占全球产能56%以上。但是中国企业呈现快速崛起势头，浙江新和成、重庆聚狮等国产企业均已形成规模化生产，其他亦有多家企业已量产或在规划布局。

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  聚酰亚胺（P I）

导电聚酰亚胺（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。

聚酰亚胺用于高性能零部件

导电聚酰亚胺工程塑料可分为既有热固性也有热塑性，可分为聚均苯四甲酰亚胺 (PMMI) 、聚醚酰亚胺 (PEI) 、聚酰胺一酰亚胺 (PAI)等，在不同领域有着各自的用途。

PMMI在1.8MPa的负荷下热变形温度达360℃，电性能优良，可用于特种条件下的精密零件 ，耐高温自润滑轴承、密封圈、鼓风机叶轮等 ，还可用于与液氨接触的阀门零件，喷气发动机燃料供应系统零件 。

PEI具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高温和耐磨性能，熔融流动性好，成型收缩率为0.5％～0.7％，可用注射和挤出成型，后处理较容易，还可用焊接法与其他材料结合，在电子电器、航空、汽车、医疗器械等产业得到广泛应用。

导电PAI的强度是当前非增强塑料中最高的，拉伸强度为190MPa，弯曲强度为250MPa，在1.8MPa负荷下热变形温度高达274℃。PAI具有良好的耐烧蚀性和高温、高频下的电磁性，对金属和其他材料有很好的粘接性能，主要用于齿轮 、轴承和复印机分离爪等，还可用于飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。

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  聚砜（PSU）

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。

双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜的性能比较

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  聚芳酯（PAR）

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用于车灯零部件

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。

PAR和PC的性能比较

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  液晶聚合物（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。导电LCP拥有较好的热性能，连续使用温度可以达到200℃-300℃。

LDS-LCP材料 用于手机天线

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。

五/次/方/新/材/料

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