新型高性能工程塑料具有剛性骨架,大分子主鏈上均含有芳環、雜環,分子排列規整,其化學結構使大分子的構象變化位置很高,呈現出高剛性和高熔點等很多獨到的性質。可以做到強度比金屬高,更耐腐蝕,而且生產過程中成本較低,耗能少,成型加工工藝性能良好,所以發展很快。特別是可以根據需要進行分子設計,進行試製和生產。從家用器皿建築構件乃至軍用品,都可以用塑料製作。近年來研製成功了導電塑料隨溫度及電壓的變化而改變顏色的塑料可溶於水的塑料等。更值得注意的是塑料對汽車及飛機製造業的影響,據美國通用汽車公司報道,1990年該公司20%的小轎車及50%的卡車采用全塑料外殼,目的是減輕重量,節省燃料消耗。
如果汽車全用塑料製造,當其出現故障時,用人就可以將它抬到路邊或修理廠,不需要再用車拉,也不會造成交通堵塞。所以高分子材料的發展在原材料工業中極為重要。特種工程塑料是指抗張強度大於45兆帕,連續使用溫度高於150℃的工程塑料。如透明的聚芳碸、聚芳酯均耐溫160℃,聚醚碸、聚醚酰亞胺均耐溫180℃,聚苯硫醚、聚醚醚酮及聚酰亞胺可長期耐260~430℃溫度,而聚苯酯則可耐160℃高溫,但成型困難。這類特殊工程塑料的價格是普通塑料的20~100倍。主要用於飛機、汽車的輕量化及家用電器等領域。因此對工程塑料的抗張強度、壓縮強度、耐衝擊性及耐熱性提出了更高的要求。21世紀的大型客機以2.5馬赫的速度飛行,從東京到洛杉磯隻需4小時,高性能的工程塑料將是這種飛機的主要結構材料,以環氧樹脂為基材的高耐熱、高抗衝、高韌性複合材料及特種工程塑料和高分子合金將會大有用武之地。如B -1B 飛機的下機翼蒙皮,長14.9米,寬2.44米,厚0.5~6.55厘米,質量957千克,“侏儒”導彈的一、二、三級火箭發動機殼體,運載火箭的整流罩,人造衛星的接口支架等都是用特種工程塑料製造的。據分析,金屬材料如鋁及其合金等,對於飛機及汽車等的輕量化潛力目前幾乎到了極限,而高分子材料無論是增塑劑、高強度耐熱纖維還是基體材料,均有廣闊、光明的應用前景。
高性能工程塑料有以下一些品種:
1.聚芳酯
聚芳酯是一種非晶型的透明熱塑性塑料,在20世紀50年代開始研究,70年代初有產品問世。在高性能工程塑料中,它的連續使用溫度最低,價格最便宜;其最大特點是光學性能優異,透光率達87%;耐候性好,機械性能與PC 相似;彎曲回彈性極好,頗似彈簧;加工性能良好。主要應用領域是電子電器工業、汽車燈罩、內外部裝修部件、機械零件、照相機及鍾表等超精密零件等。年消費量在千噸以上。
2.聚苯酯
聚苯酯是一種高結晶度、高剛性的耐高溫聚合物。
在高性能工程塑料中,特點是耐熱性極高,連續使用溫度達316℃,導熱係數大,自潤滑性好,耐化學腐蝕性優異。主要是在航空、電子電工、化工、機械和汽車等工業中做無油潤滑的耐熱精密零件和耐磨件。
3.聚碸(PSF)
聚碸是一種淡琥珀色的非晶形透明熱塑性塑料。其突出優點是耐溫性和尺寸穩定性好,介電性能優異,在-100~150℃可長期使用,它抗蠕變性好,耐沸水和多種化學物質,易於著色、填充和電鍍。主要作高強度、耐熱、抗蠕變的結構件及電絕緣件,適用於電子電器、儀器儀表、醫療器械、機械設備、交通運輸及電子計算機工業。如防毒麵具、容器、消毒器皿、過濾器、電線電纜、微型電容器、宇航員的安全頭盔、印刷電路基板、自動保險絲等。