聚苯醚(PPE)材料的合成方法、材料特性以及市场应用

PPE，中文名称叫聚苯醚，英文名：Polyphenylene ether。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。PPE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。

合成

1.反应式

2,6一二甲酚在催化剂的作用下，通过氧化偶联反应只得到PPE树脂：

2.聚合反应

PPE的聚合方法可分为沉淀聚合和溶液聚合两种。

（1）沉淀聚合

沉淀聚合一般使用卤化亚铜和二甲胺的络合物作催化剂，在聚合反应开始之前，先把溶剂（苯或甲苯）和沉淀剂（异丙醇或乙醇）加入到聚合釜中，反应过程中不断有聚合物沉淀出来。

（2）溶液聚合

溶液聚合一般是以卤化亚铜与二正丁胺的络合物为催化剂，在甲苯溶液中进行聚合反应。反应过程中整个体系呈均相状态。反应结束时,用醋酸终止反应并除去催化剂,然后加入甲醇或乙醇使聚合物沉析出来。

聚合反应的两种方法各有自己的优缺点：沉淀法的优点是对单体的纯度要求较低(大于95%)，操作工序要少一些。缺点是收率低，由于生产过程是边聚合边沉淀，部分催化剂会被包在聚合物内，后处理时洗涤较为困难,溶液法的优点是收率高(一般可高达95%以上)，催化剂的去除较为彻底，产物中杂质含量小，制品色泽和性能优良。缺点是对单体的纯度要求高(大于99％)，与沉淀法相比，其操作工序要多一些。

特性

纯的PPO原料主要缺点是熔融流动性差，加工成型困难、价格高的缺点，耐光性差，有应力开裂倾向；长时间在阳光下使用会变色。因此市场出售的产品均为其改良的产品，具有优良的综合性能。

（1）改性PPE大多为白色颗粒。综合性能良好，可在120℃蒸汽中使用，电绝缘性好，吸水小，改性聚苯醚可消除应力开裂。

（2）改性PPE阻燃性良好，具有自熄性，与PS混合改性后的产物具有中等可燃性。质轻，无毒可用于食品和药物行业。耐光性差，长时间在阳光下使用会变色。

（3）改性PPE塑料无毒、透明、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松弛、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。

（4）它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。改性聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。

（5）PPO塑胶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。

（6）MPPE为PPE与ABS、HDPE、PPS、PA、HIPS、SBS、SEBS、玻璃纤维等进行共混改性处理。市面上的材料大多数为此种材料。

用途

（1）改性PPE在电子电器工业上广泛用于制造连接器、线圈绕线轴、机械部件护罩、开关继电器、大型电子显示器、可变电容器、蓄电池配件、话筒等零部件，其优良的阻燃性PPO只需要添加少量的耐高温磷氮类阻燃剂即可轻松过成品线VW-1。

（2）吹塑成型可用做汽车大型部件如阻流板、保险杠、低发泡成型适宜制作高刚性、尺寸稳定性、优良吸音性、内部结构复杂的大型制品，如各种机器外壳、底座、内部支架、设计自由度大，制品轻量化。

（3）可涂性和电气性能，用于做汽车仪表板、散热器格子、扬声器格栅、控制台、保险盒、继电器箱、连接器、轮罩等。

（4）家用电器上用于电视机、摄影机录像带、录音机、空调机、加温器、电饭煲等零部件等。

（5）可作复印机、计算机系统，打印机、传真机等外装件和组件等。

市场

PPE合金种类多，如早期的产品PPE/ABS合金，目的为改进PPE的冲击强度和耐应力开裂性，并改进材料的电镀性。PPE/SB(SB为苯乙烯系弹性体)有较高的冲击强度，SB与PPO有较好的相容性。由于SB中有不饱和键，高温下性能劣化，冲击强度大幅下降，故后来已开发出SEBS与PPE的合金。

为适应新的半导体表面安装技术(SMT)的要求，国外开发出PPS/PPE合金，热变形温度高，耐SMT的焊接高温，并改进了PPS的低焊接性、流变性，抑制成型制品的翘曲，降低了PPS的密度，具有比PPE更好的高温刚性，拟用于作为替代金属的耐热材料，正在开发的应用领域有汽车轮毂、磁盘驱动器装置的底盘等，加入片状填料或同时加片状填料和玻纤能提高PPS/PPE合金制品尺寸精度。

PPE与热固性树脂合金具有优良的电性能，主要用于覆铜版行业，目前研究较多的是PPE/EP共混体系(EP为环氧树脂)。

总之，改性PPE合金具有良好的综合物性，性能范围宽，并且密度小，可无卤阻燃，易回收，是环境友好材料，发展方向为继续开发在电子电器、汽车和办公自动化设备三大领域为中心的应用目标的改性产品。预计未来世界MPPE仍将保持健康增长，而PPE/PA、PPE/PP、PPE/PPS等合金增长势头更为强劲。我国已步入世界汽车生产和消费大国行列，加快了包括MPPE在内的工程塑料替代传统材料的步伐，许多家用电器产量已居世界首位，在机械、建材、军工等领域也有较大的扩张空间，预计未来MPPE消费增长速度会高于工程塑料平均增幅，市场前景看好。