Poliarilat (PAR), juga dikenali sebagai poliester aromatik, ialah plastik kejuruteraan khas termoplastik dengan cincin aromatik dan ikatan ester pada rantai utama molekul.
Sifat poliarilat PAR
Poliarilat (PAR), juga dikenali sebagai poliester aromatik, ialah plastik kejuruteraan khas termoplastik dengan cincin aromatik dan ikatan ester pada rantai utama molekul. Ia telah diindustrikan oleh Unitika Company of Japan pada tahun 1973, dan nama dagangannya ialah U polimer. Ia adalah plastik tahan suhu tinggi dengan prestasi komprehensif yang sangat baik.
Poliarilat dibuat melalui polikondensasi fenol dihidrik dan asid dikarboksilik. Menggunakan fenol dihidrik dan asid dikarboksilik yang berbeza sebagai bahan mentah, pelbagai jenis poliarilat boleh diperolehi. Poliarilat yang biasanya dirujuk adalah polikondensasi daripada campuran bisfenol A dan asid tereftalat dan asid isoftalik sebagai bahan mentah.
PAR mempunyai struktur amorfus linear, dan rantai utama molekul terdiri daripada fenil, eter, karbonil, dan isopropil. Kumpulan yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza pada sifat polimer, tetapi kesan gabungan setiap kumpulan menjadikan rantai utama PAR memberikan ketegaran yang lebih besar, kekutuban tertentu, bukan kristal, dan fleksibiliti tertentu.
1. Data prestasi beberapa poliarilat
| Prestasi |
U-100
(Gred tahan haba) |
U-1060
(Gred am) |
U-4015
(Gred aliran tinggi) |
U-8000
(Gred acuan tamparan） |
| Ketumpatan/(g/cm³) |
1.21 |
1.21 |
1.24 |
1.26 |
| Kekerasan Rockwell (R) |
125 |
125 |
124 |
125 |
Penyerapan air
(20℃, 24j,%) |
0.26 |
0.25 |
0.20 |
0.15 |
| Kadar penyerapan lembapan (65%RH, 24j,%) |
0.07 |
0.07 |
0.05 |
0.03 |
| Kekuatan tegangan/MPa |
71.5 |
75.0 |
83.0 |
72.5 |
| Pemanjangan(%) |
50 |
62 |
62 |
95 |
| Kekuatan lenturan/MPa |
97.0 |
95.0 |
115.0 |
113.0 |
| Modulus lentur/GPa |
1.9 |
1.9 |
2.0 |
1.9 |
| Kekuatan mampatan/MPa |
96.0 |
96.0 |
98.0 |
98.0 |
| Kekuatan hentaman berlekuk Izod/(J/m) |
150~250 |
250~350 |
250~350 |
80~150 |
| Kerintangan isipadu/Ω·cm |
2*10＾16 |
2*10＾16 |
2*10＾16 |
2*10＾16 |
| Rintangan arka/s |
129 |
129 |
120 |
123 |
| Pemalar dielektrik (10⁶Hz) |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
| tangen kehilangan dielektrik (10 ⁶ Hz) |
0.015 |
0.015 |
0.015 |
0.015 |
2. Sifat mekanikal
Poliarilat mempunyai rintangan rayapan yang sangat baik, rintangan hentaman, pemulihan terikan, rintangan haus, serta kekuatan mekanikal dan ketegaran yang tinggi. Poliarilat menunjukkan kekuatan tegangan yang tinggi dalam julat suhu yang luas. Berbanding dengan polikarbonat, nilai mutlak kekuatan impak poliarilat adalah lebih rendah sedikit, tetapi pergantungannya pada ketebalan sampel adalah lebih kecil daripada polikarbonat. Apabila ketebalan melebihi 6.4mm, kekuatan hentamannya lebih tinggi daripada polikarbonat. Oleh itu, poliarilat boleh menunjukkan keunggulan yang lebih besar dalam penyediaan produk tebal bersaiz besar.
Poliarilat mempunyai ciri rayapan tegangan yang baik, dan jumlah rayapannya sangat kecil walaupun di bawah beban 21MPa yang begitu tinggi.
Untuk bahan polimer, kecuali badan elastik sepenuhnya, terikan kekal akan terhasil di bawah tindakan daya luar. Walau bagaimanapun, poliarilat menunjukkan pemulihan terikan yang sangat baik dan kehilangan histeresis kecil poliarilat. Walaupun dalam keadaan kadar terikan yang besar, kehilangan histerisis poliarilat adalah jauh lebih kecil daripada polikarbonat dan polioksimetilena. Walaupun pada suhu yang lebih tinggi, poliarilat masih boleh mengekalkan prestasi cemerlang ini tanpa menghasilkan regangan sisa yang berlebihan.
3. Sifat terma
Poliarilat mempunyai cincin benzena yang lebih tumpat dalam rantai utama molekulnya, jadi ia mempunyai rintangan haba yang sangat baik. Di bawah beban 1.82MPa, suhu ubah bentuk haba poliarilat (U-100) mencapai 175 ℃. Menggunakan kaedah terma pembezaan, suhu di mana ia mula menurunkan berat badan ialah 400℃, suhu penguraian ialah 443℃, dan suhu peralihan kaca poliarilat (kaedah DSC) ialah 193℃, iaitu kira-kira 50℃ lebih tinggi daripada polikarbonat dan 3-4℃ lebih tinggi daripada polysulfone. Oleh itu, pelbagai sifat poliarilat kurang dipengaruhi oleh suhu berbanding polikarbonat dan polisulfon, dan pekali pengembangan linear adalah kecil dan kestabilan dimensi lebih baik.
Berbanding dengan beberapa plastik kejuruteraan lain, poliarilat juga mempunyai rintangan pateri yang sangat baik dan pengecutan haba yang sangat rendah.
4. Ketahanan api
Poliarilat ialah plastik pemadam sendiri dan tidak mudah terbakar. Tanpa kalis api, sampel dengan ketebalan 1.6mm boleh mencapai tahap UL94V-0. Indeks oksigen poliarilat ialah 36.8. Ia lebih tinggi daripada indeks oksigen plastik lain (termasuk yang mengandungi kalis api) kecuali ia lebih rendah daripada polivinil klorida yang mengandungi halogen, polivinilidena klorida, politetrafluoroetilena, polifenilena sulfida, dsb.
5. Sifat elektrik
Sifat elektrik poliarilat adalah serupa dengan polioksimetilena, polikarbonat dan poliamida, dan rintangan voltannya amat baik. Oleh kerana poliarilat mempunyai higroskopisitas yang rendah, sifat elektriknya juga sangat stabil dalam persekitaran lembap. Di samping itu, sifat elektrik poliarilat kurang dipengaruhi oleh suhu. Kerintangan isipadu poliarilat masih boleh mengekalkan tahap melebihi 1014Ω·cm walaupun pada suhu tinggi 160℃.
6. Sifat kimia
Poliarilat mempunyai rintangan asid dan minyak yang baik, tetapi rintangan alkali, rintangan retak tegasan, rintangan hidrokarbon aromatik dan keton tidak sesuai. Rintangan kimia poliarilat tidak sesuai. Poliarilat siri AX yang diubah suai dengan gentian karbon telah meningkatkan rintangan kimia dan rintangan pelarut organik dengan ketara, dan prestasi pemprosesannya telah bertambah baik dengan ketara. Jadual 1-2 menyenaraikan sifat poliarilat siri AX.
7. Lain-lain sifat
Poliarilat mempunyai ketelusan yang sangat baik, dengan indeks biasan 1.61, yang lebih tinggi daripada polikarbonat dan polimetakrilat, dan ketransmisian cahayanya ialah 87% pada ketebalan 2mm, yang kira-kira sama dengan polikarbonat. Poliarilat mempunyai rintangan yang sangat baik terhadap sinaran ultraviolet. Poliarilat dengan ketebalan 0.1mm boleh menyekat cahaya sepenuhnya dengan panjang gelombang di bawah 350nm. Poliarilat adalah salah satu plastik kejuruteraan dengan rintangan cuaca yang sangat baik, dan rintangan cuacanya jauh lebih baik daripada polikarbonat.
Pengacuan dan pemprosesan poliarilat PAR
Takat lebur poliarilat agak berbeza daripada suhu penguraian terma, dan ia boleh dibentuk dan diproses dengan kaedah pemanasan dan lebur seperti suntikan, penyemperitan dan pengacuan tamparan. Kelikatan cair poliarilat agak tinggi, kira-kira 10 kali ganda polikarbonat pada suhu yang sama, yang memerlukan suhu pengacuan yang lebih tinggi untuk mendapatkan kecairan yang lebih baik. Kecairan poliarilat juga berkaitan dengan ketebalan produknya. Biasanya, apabila ketebalan kurang daripada 2mm, kecairan berkurangan dengan cepat. Oleh itu, apabila poliarilat digunakan untuk membentuk produk berdinding nipis, suhu dan tekanan yang lebih tinggi harus digunakan. Jumlah surih air akan menyebabkan penguraian poliarilat semasa pengacuan, jadi sangat penting untuk pra-keringkan poliarilat sebelum pengacuan. Kandungan air biasanya harus dikawal di bawah 0.02% (pecahan jisim). Keadaan pengeringan biasanya 110-140 ℃, 6j.
1. Pengacuan suntikan
Poliarilat boleh diacu suntikan dengan mesin pengacuan suntikan am, tetapi kelikatan cairnya agak tinggi dan suhu pengacuan yang diperlukan agak tinggi. Untuk mengelakkan bahan daripada pensinteran dan pengkarbonan, mesin pengacuan suntikan yang dilengkapi dengan injap jarum secara amnya harus dielakkan. Pengecutan acuan poliarilat adalah serupa dengan polikarbonat, kedua-duanya adalah kira-kira 0.05%. Biasanya, acuan untuk pengacuan suntikan polikarbonat juga boleh digunakan untuk pengacuan suntikan poliarilat. Walau bagaimanapun, untuk produk dengan bentuk yang lebih kompleks, untuk mengimbangi ketidakstabilan poliarilat yang lemah, pintu acuan, pelari, dll. hendaklah diproses lebih besar sedikit.
Suhu acuan poliarilat semasa pengacuan suntikan biasanya tinggi. Jika suhu acuan terlalu rendah, ketegangan sisa produk selepas pengacuan suntikan adalah besar, dan ada juga yang retak tanpa sebarang daya luaran. Untuk produk dengan ketebalan yang tidak sekata dan lebih banyak bengkok, terikan baki adalah lebih besar.
2. Pengacuan penyemperitan
Berbanding dengan pengacuan suntikan, suhu pengacuan penyemperitan poliarilat biasanya 10 hingga 20°C lebih rendah. Kelikatan cair poliarilat adalah agak tinggi. Untuk meningkatkan kesan pemplastikan, penyemperit dengan nisbah aspek yang lebih besar, tork dan kuasa secara amnya harus digunakan. Di samping itu, untuk mengelakkan pensinteran dan pengkarbonan yang disebabkan oleh pemanasan ricih, kelajuan skru tidak boleh terlalu tinggi, dan struktur skru dan die harus meminimumkan bahagian yang terdedah kepada pengekalan bahan.
Pengubahsuaian dan penggunaan poliarilat PAR
PAR boleh diperkukuh dengan gentian kaca, gentian karbon, gentian poliarilamida, gentian seramik, dsb., dan juga boleh diperkukuh dengan gentian campuran dan gentian super polimer (seperti gentian polietilena berat molekul ultra tinggi). Gentian kaca adalah gentian penguat yang paling biasa digunakan. Apabila mengukuhkan PAR dengan gentian kaca, ia perlu menggunakan agen gandingan KH-550 untuk rawatan dan menambah jumlah penstabil yang sesuai. Proses pengeluarannya pada asasnya sama seperti PC bertetulang gentian kaca.
Poliarilat terutamanya membentuk aloi campuran dengan PET, PBT, PC, PA, fluoroplastik, dll., antaranya ia adalah sistem yang serasi dengan PET, PBT, PC, dll., dan sistem yang tidak serasi dengan PA, fluoroplastik, dll.
PAR meningkatkan prestasi produk melalui pengaloian. Aloi plastik siri PAR/PET mempunyai ciri-ciri ketegaran tinggi, ketepatan dimensi tinggi, anisotropi rendah, dan permukaan licin. Ia digunakan terutamanya untuk bahagian automotif dan beberapa bahagian ketepatan; PAR/PTFE boleh digunakan untuk bahan tahan haus pelincir bebas minyak seperti galas; Aloi PAR/PA digunakan untuk bahagian tahan haba dan tahan hentaman dalam kereta, seperti bahagian dalaman dan luaran seperti hud enjin kereta dan panel luar kereta, serta bahagian gelongsor, bahagian pemutus, sesendal, dsb.
PAR yang sangat telus mempunyai kegunaan baharu dalam bidang teknologi optoelektronik. Filem PAR mempunyai nilai birefringence kurang daripada 10M dan boleh digunakan untuk membuat filem kelewatan untuk menghapuskan herotan warna paparan kristal cecair. Filem ini digunakan dalam pembuatan paparan kristal cecair (LCD) dan boleh menggantikan kaca yang diperlukan untuk LCD. Sebagai bahan tahan suhu tinggi dan sangat telus, PAR boleh memenuhi keperluan teknologi pembuatan LCD.
