--PPO（又叫PPE）是一种有前景的高性能热塑性新型塑料，但只有通过与通用树脂混合才能变得有用。

正如我在上一篇文章中讨论的那样，到1960年，工程热塑性塑料聚苯醚（PPO）已成为商业现实。从理论上讲，这种聚合物是一项了不起的成就，其热性能和机械性能在当时无定形聚合物家族中是无与伦比的。这种材料与20年后才出现的高性能聚合物（如聚醚砜和聚醚酰亚胺）相比毫不逊色。但加工挑战和模塑零件中的高内应力严重阻碍了该材料的商业化。突破性的进展来自GE塑料公司纽约州塞尔柯克工厂的一名员工的偶然发现。我记得在20世纪90年代初的一次电话交谈中，公司有人向我透露了这个人的名字，但我只记得一个名字——Leon，而我在行业历史档案中寻找这个人的努力一直没有成功。

这一突破是观察到在用高抗冲聚苯乙烯（HIPS）清洗机器时，HIPS和PPO的熔融混合物似乎是可混溶的。进一步的研究证实了这一点，并在短时间内，通过改变两种聚合物的比例，开发出了一整套产品线。高耐热、高性能的等级强调PPO成分，而性能较低的等级则使用更高比例的HIPS。所有这些等级都表现出单一玻璃化转变温度，这是可混溶共混物的特征。1966年，GE的Noryl产品线商业化（现为SABIC的产品）。

没有任何一种Noryl等级能与纯PPO的性能相媲美。随着HIPS添加到基础聚合物中，机械性能和热性能会降低，即使是最高性能的等级也远未达到理论上的水平。但这些材料是可模塑的。任何在早期加工过这些材料的人都会通过观察高等级产品所需的熔融温度、模具温度和注射压力的增加，体会到纯PPO的加工难度有多大。HIPS中的丁二烯橡胶还提高了抗冲击性，并且可以通过加入额外的橡胶进一步增强。

这些共混物的极性非常低；平衡水分含量通常在0.05-0.07%之间，即使在饱和状态下，材料也只吸收0.2-0.25%的水分。这种低极性提供了优异的电绝缘性能，以及在干燥和潮湿环境中的良好尺寸稳定性。这些材料还表现出优异的耐水解性，这种水解性可能由同时暴露在高温和高湿度环境中引起。与聚碳酸酯不同（聚碳酸酯在熔融加工和最终使用过程中都可能因水解而降解），PPO/HIPS共混物不存在这些问题。PPO主链的高度芳香性使得阻燃材料的制备非常可行，并且该材料还接受玻璃纤维和滑石粉等填料。此外，这些材料在通常归类为工程聚合物的产品中密度最低。后来的研发还创造了PPO与尼龙66、聚丙烯和一些热塑性弹性体的合金。

讽刺的是，Noryl材料含有HIPS这一事实在商业化初期的几年里是一个令人尴尬的问题。关于这些材料的营销和技术信息将其称为PPO共混物，而关于共混物中其他成分的询问通常不会得到回答。如果信息被分享，也只是口头上的，并伴随着“另一种材料是通用树脂”的尴尬承认。原因很简单：GE塑料公司塑造了一个工程聚合物供应商的形象。其产品目录包括聚碳酸酯、酚醛树脂和PBT聚酯，而承认这种材料家族含有HIPS与高性能的形象不符。

如今，这不再是一个需要隐瞒的秘密，该材料家族已在行业中确立了其重要性，其他制造商也推出了竞争产品。但化合物中丁二烯橡胶的存在有助于解释GE塑料公司的技术代表总是警告加工者注意的一个奇怪现象。他们称之为“过度干燥”。我们总是被警告不要“过度干燥”这些材料，因为这样做会增加其熔融粘度，使得生产零件变得困难或不可能，尤其是当零件包含薄壁部分时。我们还被告知这一过程是不可逆的。我曾多次在模塑带有密封表面的零件时目睹这种情况，这些密封表面依赖于模具中薄壁特征的精确复制。

不幸的是，技术人员从未正确解释问题的真正本质。这些材料粘度的增加与低水分含量无关。事实上，即使是未干燥的PPO/HIPS共混物，其水分含量也很少超过0.07%，只需干燥至约0.04%即可进行令人满意的加工。与聚碳酸酯或聚酯不同，如果材料未经适当干燥就进行加工，最严重的后果是一种称为“喷射”或“银纹”的外观缺陷。因此，PPO/HIPS合金的干燥是一项简单且低风险的任务。我记得曾看到一辆满载Noryl的卡车在暴雨中从拖车上卸货。拖车顶部的泄漏让雨水浸湿了几箱材料。但一旦放入干燥机，这些箱子中的材料在45分钟内就能达到足够低的水分含量以进行加工。

那么，经过强力干燥的PPO/HIPS材料粘度增加的原因是什么呢？这与化合物中的丁二烯橡胶有关。丁二烯橡胶含有化学中称为不饱和位点的结构：分子每个重复单元中的四个碳原子中有两个通过双键连接。这导致了链之间轻微交联的可能性，从而不可逆地增加了熔融粘度。但这与材料的水分含量无关。如果是水分含量的问题，这种影响将是可逆的。干燥的聚合物会重新吸收水分。但橡胶的交联是不可逆的。

遗憾的是，GE的技术服务人员无法坦率地告诉我们这些负责生产优质零件的人。更遗憾的是，尽管我们50多年来一直知道水分含量在0.04-0.05%的材料可以模塑出优质零件，但目前发布的数据表规定水分含量为0.02%。此外，推荐的干燥温度远高于有效去除这些材料中少量水分所需的温度，从而助长了导致加工问题的条件。

在下一篇文章中，我们将讨论一种非常通用的热固性弹性体，它正在复兴，尤其是在医疗器械和电子领域，但它已经存在了近80年。

（作者：Mike Sepe，发表于2022年10月的塑料杂志《PT Plastics》）