聚苯硫醚(Polyphenylene 硫化物 ,PPS)是一种新型高性能热塑性树脂,颜色为白色至微黄色粉末,具有机械强度高、耐高温、耐化学品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等特点,被广泛用作结构性 高分子材料 ,通过填充、改性后广泛用作特种工程材料。同时还可制成各种功能性的薄膜、 涂层 和 复合材料 ,在 电子 电气、航空航天、汽车运输、机械制造、化工仪器仪表等领域获得成功应用。
简介
中文名称:聚苯硫醚
密度:1.36 g/mL at 25 ℃
聚苯 硫醚 全称为聚苯基硫醚,是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂,聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。未经拉伸的纤维具有较大的 无定形区 ( 结晶度 约为5%),在125℃时发生结晶放热, 玻璃化 温度为150℃; 熔点 281℃。拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶,(增加至30%),如在130-230℃温度下对拉伸纤维进行 热处理 ,可使结晶度增加到60-80%。因此,拉伸后的纤维没有明显的 玻璃化转变 或结晶放热现象,其熔点为284℃。随着拉伸 热定形 后结晶度的提高,纤维的密度也相应增大,由拉伸前的1.33g/cm到拉伸后的1.34g/cm,经热处理后则可达1.38g/cm。 成型收缩率:0.7%, 成型温度:300-330℃。
PPS 是一种综合性能优异的 特种工程塑料 。PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的 物理机械 性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性 高分子材料 ,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时,还可制成各种功能性的薄膜、 涂层 和 复合材料 ,在 电子 电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。国内企业积极研发,并初步形成了一定的生产能力,改变了以往完全依赖进口的状况。但是,中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题,这些将是PPS下一步发展的重点。
特点
PPS的特性如下:
·耐 化学 性能好。
·蠕变量低。
·吸水率低。
·尺寸稳定性好。
· 弹性模量 高。
·阻燃。
聚苯硫醚(PPS)与 聚醚醚酮 (PEEK), 聚砜 [fēng](PSF),聚酰[xiān] 亚胺 (PI), PAR [zhǐ](PAR), LCP (LCP)一起被称为6大特种工程塑料。
PPS的突出性能:良好的耐热性能,热变形温度一般大于260℃,可在180~220℃温度范围使用,PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一;耐腐蚀性接近四氟乙烯,抗化学性仅次于聚四氟乙烯;电性能优异;机械性能优异;阻燃性能好。
PPS不足之处:价格太高,在耐高温材料中属底价,但比 通用工程塑料 高许多;韧性差,性脆;中粘度不稳定。
纯PPS因性能脆而很少使用,应用的PPS多为其改性能品种。具体有;40%玻璃纤维增强PPS(R-4), 无机化合物 填充PPS(R-8),碳纤维增强PPS(G-6)等。PPS的发展和快,预计它将成为第六大工程材料。
(1)一般性能:PPS为一种外观白色,高结晶度、硬而脆的聚合物,纯PPS的相对密度为1.3,但改性后会增大。PPS吸水率极小,一般只有0.03%左右。PPS的阻燃性好,其氧指数高达44%以上,与其他塑料相比,它在塑料中属于高阻燃材料(纯 聚乙烯醇 的氧指数为47%,PSF为30%,PA66为29%,MPPO为28%,PC为25%)。
(2)机械性能:纯PPS的机械性能不高,尤其冲击强度低。以玻璃纤维增强后会大幅度提高冲击强度,有27J/m,增大到76J/m,增大3倍:拉伸强度由6Mpa增大到 137Mpa,增大1倍。PPS的刚性很高,在工程材料中较为少见。纯PPS的弯曲模量可达到3.8Gpa, 无机化合物 填充改性后可到到12.6Gpa,增大5倍之多。而以刚性著称的PPO仅为2.55Gpa,PC仅为2.1Gpa。PPS在负荷下的耐蠕变性好;硬度高;耐磨性高,其1000转时的模量仅为0.04g,填充F4及 二硫化钼 [mù]后还会进一步得到改善;PPS还具有一定的自润性。PPS的机械性能对温度的敏感性能小。
(3)热学性能:PPS又有优异的热性能,短期可耐260℃,并可在200~240℃下长期使用;其耐性与PI相当,仅次于F4塑料,这是在热固性塑料中也不多见。
(4)电学性能:PPS的电性能十分突出,与其它工程材料相比,其 介电常数 与介电耗损角成切值都比较低,并且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大;PPS的耐电弧好,可与热固性塑料媲美。PPS常用于电器绝缘材料,这在热固性材料中也不多见;其用量占30%左右。
(5)环境性能:PPS最大的特点之一为耐 化学 腐蚀性好,其化学稳定性仅次于F4:
PPS对大多酸。酯、铜、酚、及脂肪经、芳香经、氯代经等稳定,不耐氯代v 联苯 及 氧化性酸 、 氧化剂 、 硫酸 、 硝酸 、 王水 、 过氧化氢 及 次氯酸钠 等。PPS耐辐射性好。
生产方法
合成PPS的方法很多,如卤硫酚盐的自缩聚,对卤二苯和 硫 的熔融聚合,硫磺和苯的亲电子反应, 碱金属 硫化物 与对二卤苯的 溶液缩聚 ( 硫化钠 法),硫磺和对二氯苯的溶液缩聚(硫磺溶液法), 二苯二硫醚 在 路易斯酸 作用下的聚合等等。目前用于工业生产的为硫化钠法和硫磺溶液法。
1,硫化钠法
2,硫磺溶液法
采用硫磺溶液法生产PPS树脂所用的溶剂和硫化钠法相同,反应条件也大致相同,主要区别为所用的含硫 单体 为单质(硫磺)而非化合物。 硫 溶液法合成PPS树脂的反应式为:
应用领域
电子 方面:电视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、 接线柱 ,电动机的起动 线圈 、叶片, 电刷 托架 及 转子 绝缘部件,接触开关,继电器,电熨斗,吹风机,灯头,暖风机,F级薄膜等。
汽车工业 :适用于排气再循环阀及 水泵叶轮 ,及 汽化器 、排气装置、排气 调节阀 、灯光反射器、轴承、传感部件等。
机械工业 :用作轴承、泵、 阀门 、 活塞 、精密 齿轮 、以及复印机、 照相机 、 计算机 零部件,导管、 喷雾器 、 喷油嘴 、仪器仪表零件等。
化工领域:用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、 垫片 及 潜水泵 或 叶轮 等耐腐蚀零部件。
工程塑料 :制造汽车零部件、防腐 涂层 、电器 绝缘材料 等。
环保领域: PPS纤维 滤料,应用于 冶炼 、化工、建材、火电、 垃圾焚烧炉 、燃煤锅炉等行业高温恶劣的工况条件,是一种优质高效耐高温 滤料 。
餐具领域:用于制作筷子,勺子,碗盘等餐具。
生产发展
常见的聚苯硫醚粘合剂主要包括以下品种:
国内发展情况
中国 PPS 的研究和生产始于20世纪70年代初期,先后有二十多家企业建立了PPS 没药树 合成中试或生产装置,但是普遍存在技术水平低,工艺不过关的致命弱点。
21世纪以来,国内从事PPS 复合材料 生产开发的单位较多,如 中昊晨光化工研究院有限公司 、 北京市 化工研究院、广州化工研究院等在PPS 玻纤 增强、碳纤维及 无机化合物 矿物填充增强PPS的成型加工及应用领域、北京玻璃钢研究院在连续纤维增强制备PPS 复合板材 、 中山大学 在PPS/ 碳纤维复合材料 研究方面取得较大成绩。但国内的复合粒料生产厂仍然存在产量小,品种单一的问题,大多以通用品种—— 玻璃纤维 增强料及 无机物 填充改性品种为主。
2003年以来中国 PPS 改性与复合粒料的市场总需求量增长很快,年需求增长率 高达 15%-20%。消费的PPS产品型号仍以通用品种0%-40%玻璃纤维增强料为主,应用以电子电器、精密机械为主,在汽车、摩托以及石油、化工领域的消费也在稳步增长。随着 中国电子 电器、汽车行业的高速发展,进入21世纪以来全球PPS生产与需求已趋于紧张,随着社会的发展,汽车和电子工业对PPS的总需求量还将进一步扩大中国市场正在形成PPS生产的国内外双重竞争态势,这将有利于PPS在国内的进一步推广以及市场和应用领域的扩展,并开拓国际市场。
结合国内外 PPS 及新材料的发展动向,在发展新型PPS类材料品种,开发PPS 新合成 方法的基础上还应当着力抓好新型改性料及专用料的研制开发,积极开发新型PPS 复合材料 改性品种,尽快建立更大的规模化生产装置等。其中,尽快建立5000-8000吨/年级的PPS树脂生产线,是中国PPS发展的当务之急。这是发展 中国 高性能结构材料 所必须的战略举措,对打破国外技术限制和封锁,满足 国民经济 以及军工各领域对高性能结构材料的需求意义极为重大。
类型
1、Celstran聚苯硫醚型 六氟化硫 01
Celstran 聚苯 硫醚型SF6- 01是一个6%的长期 不锈钢 纤维 聚苯 硫化物 。赋予这种材料性能优异的动静dissapative。 Celstran长纤维stailess钢产品提供了更高水平的导电性远高于短纤维不锈钢材料。
2、Celstran PPS-GF50-01-US
50%的长链 玻璃纤维 增强聚苯硫醚。
聚苯硫醚- hG R20
聚苯硫醚- hGR20是 玻璃纤维 增强聚苯硫醚
是一个PPS 没药树 与玻璃纤维产品的加入。聚苯硫醚的固有特性决定了聚苯硫醚树脂及它们的化合物,其中包括良好的机械性能,高抗蠕 变性 ,耐高温,摩擦性,阻燃性,耐化学性,优良的电绝缘性能,耐 电弧 性,低模收缩效用,易加工良好的尺寸稳定性,耐辐射性。
由于其优异的性能,聚苯硫醚- hGR20被广泛应用于电子电器,如: 连接器 ,插座,以及文书的若干组成部分。聚苯硫醚可以用来使元素在高强度,高耐温性,电气绝缘是在航空最重要的。它也可用于精确的电器插座,高硬度外壳,并在军事抵抗高温部分。
聚苯硫醚复合 hFR 61
聚苯硫醚,聚苯硫醚复合hFR61充满,这与在聚苯硫醚 树脂基 矿物和 玻璃纤维 填充。具有优良的电绝缘性能,耐 电弧 ,耐高温,固有阻燃性,耐化学性,高刚性,抗蠕 变性 ,吸水率低,易加工,低模收缩率,良好的尺寸稳定性和耐辐射性。它的颜色是黑色的。
鉴别标准
1、表面光洁度是衡量各类 再生料 颗粒品质等级的重要指标。
优质再生料的表面光洁润滑
2、透明度是衡量中高档再生料颗粒品质等级的重要指标。
有透明度的料,品质都不错
3、颜色的均匀和一致是衡量有色再生料颗粒品质等级的重要指标。
白,乳白,黄,蓝,黑色等颜色
4、颗粒密实度是检验再生工艺水平的重要方面。
塑化不良,颗粒疏松。
5、看 再生颗粒 是否浮沉与水用于检验PP、PE颗粒的填充料的含量。
对再生料而言,不同的再生料不同的用途,因为没有也很难制定统一的标准,以充分满足用户的工艺要求为准。