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    特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)簡介以及應用領域

    發布時間:2020-10-14作者:zttzsl

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    特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)簡介以及應用領域

    特種工程塑料聚苯硫醚簡介
    1聚苯硫醚性質
    聚苯硫醚(英文名為Polyphenylene Sulfide,縮寫為PPS)是一種白色或米黃色粉狀物,其結構為苯環和硫的重復相連,結構式為(C6H4S)n,密度1.34-1.36g/cm3,熔點280-290℃,連續使用溫度200℃~240℃,分解溫度為>400℃。
    聚苯硫醚特性
        PPS中硫原子與苯環交互整齊排列,由于苯環結構的剛性和耐熱性以及苯環與硫之間化學鍵的穩定性,賦予其分子高度穩定的化學鍵特性,并易于堆積成熱安定性較強的結晶格子,具有優良的熱穩定性、化學穩定性、尺寸穩定性、耐腐蝕性以及電性能等。
    (1)耐熱性能優異:其熔點超過280℃,熱變形溫度超過260℃,長期使用溫度為220-240℃。在空氣中于700℃降解,在1000℃惰性氣體仍保持40%的重量,短期耐熱性和長期連續使用的熱穩定性均優于目前所有的工程塑料。經特殊改性的品種,熱變形溫度可達350℃以上。
    (2)自身具有阻燃性:聚苯硫醚阻燃性可達到UL94-0級,氧指數(LOI)>57%。 聚苯硫醚自身的化學結構使其具有良好的難燃燒性能,無需加入阻燃劑。
    (3)機械性能好:其剛性極強,表面硬度高,洛氏硬度>100HR,拉伸強度>170 MPa ,彎曲強度>220MPa,缺口沖擊強度>16 MPa,彎曲模量>3.5×104,并具有優異的耐蠕變性和耐疲勞性。  
     (4)耐化學藥物性能優異:PPS具有與PTFE(聚四氟乙烯)相媲美的優異耐化學藥品性。目前尚未發現可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶劑,對無機酸、堿和鹽類的抵抗性極強。  
     (5)尺寸穩定性好:成型收縮率很低,小于0.0025%,吸收率小于0.05%,線性熱膨脹系數也小。在高溫、高濕條件下仍表現出良好的尺寸穩定性。故在機械、化工、儀器、儀表和航空、航天、艦船等各個方面都具有廣泛用途。  
    (6)電性能優異:聚苯硫醚在高溫、高濕、高頻條件下仍具有優良的電性能,其體積電阻率為1×1016Ω.cm,表面電阻率為1×1015Ω,電氣強度>18KV/mm.  
    (7)耐磨性突出:通過填充氟樹脂和碳纖維等潤滑劑,可大幅度提高其耐磨性,摩擦系數在0.01-0.02。  
    (8)耐幅射:耐幅射達到Gy 1×108,是其它工程塑料無法比擬的新材料,是電子、電氣、機械、儀器、航空、航天、軍事等領域特別是原子彈、中子彈耐輻射唯一理想的優良材料。  
    (9)加工性能好:PPS樹脂的熔體粘度低,流動性好,極易與玻纖潤濕接觸,因此填充填料容易,用其制備的玻纖或無機填料增強注塑級粒料,具有極高抗伸縮性,抗沖擊性,抗彎曲及延展性。在其熔點以上可以統一成形。  
    (10)與金屬和非金屬粘接性能好:PPS特別對玻璃、鋁、鈦、不銹鋼等具有非常高的粘結強度,附著力達到1級。對玻璃的粘結性能好,極宜作化工設備的襯里。
    PPS樹脂通過填充改性、多種成型方法加工和精密成型,可制作各種管、板、絲、膜、布以及零部件,PPS成型加工性優良,流動性好,可進行薄壁、長流程的注射成型,有“塑料黃金”之稱??蓮V泛的用于紡織、汽車、電子電器、機械儀表、石化專用設備、國防軍工、航空航天、專用電器等領域;通過填充碳纖維、氟樹脂等潤滑劑,可以大幅度提高摩擦磨損特性。
    2.特種工程塑料聚苯硫醚(PPS)應用領域
    聚苯硫醚(PPS)是一種具有優良的特種工程塑料,目前已經從特種工程塑料的第一類發展成為繼聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、改性醚(MPPO)和熱塑性聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)之后的第六大通用工程塑料,也是八大宇航材料之一。2008年5月,包括“纖維級PPS樹脂及紡長絲工業生產”在內的“工程塑料及特種高分子材料產業化關鍵技術”已經被列入“十一五”國家科技支撐計劃重點項目,國家將撥款5000萬元支持相關科研單位重點開發該技術。
    PPS作為國家大力支持發展的一種新型材料, PPS應用前景十分廣闊,在很多行業中發展潛力巨大??萍疾吭凇笆晃濉眹铱萍脊リP計劃中,也將其列為重大產業化研發內容,以下是聚苯硫醚的一些主要的應用領域:
    2.1環保產業
    PPS作為一種不可缺少的化工環保新材料,其纖維織物可長期地暴露在酸性環境之中,在高溫環境中使用,過濾效率較高,是能耐磨損的少數幾種化學纖維之一,可用于工業燃煤鍋爐的高溫煙氣袋式除塵成套設備過濾織物,在濕態酸性環境中,在接觸溫度為232 ℃和運行溫度190 ℃以下,其使用壽命可達3 年左右。用該纖維制成針刺氈帶用于造紙工業的烘干上,由PPS纖維制成的非織造布過濾織物在93 ℃的50 %硫酸中具有良好的耐蝕性,強度保持率無顯著影響,在93 ℃、10 %氫氧化鈉溶液中放置2 周后,其強度也沒有明顯的變化,是較為理想的環保型耐熱和耐腐蝕材料。
    2.2汽車工業
    在汽車工業, PPS常用作汽化器、進化器、汽化泵、坐椅基座、水箱水室、排氣處理裝置零件、連接器、配油器零件、散熱器零件、轉向拉桿端部支座、車燈反光鏡、燈座、剎車零件、離合器零件、溫度傳感器、轉動零件、油泵等,也常用于制作動力制動裝置和動力導向系統的旋轉式葉片、溫度傳感器、進氣管、汽油泵等。特別是當前隨著汽車輕量化和低成本的發展趨勢,機械性能好、尺寸精度高、耐高溫、耐腐蝕的聚苯硫醚在汽車工業中制作的零件數量越來越多,應用潛力巨大。
    2.3紡織行業
    PPS纖維又名聚對苯硫醚纖維,具有優良的紡織加工性能,吸濕率較低,且熔點高于目前工業化生產的其他熔紡纖維,可紡制成線密度為38. 89~44. 44 tex 的單絲。由聚苯硫醚纖維加工成的制品很難燃燒,將其置于火焰中時雖會發生燃燒,但一旦移去火焰,燃燒會立即停止,燃燒時呈黃橙色火焰,并生成微量的黑煙灰,燃燒物不脫落,形成殘留焦炭,表現出較低的延燃性和煙密度。其主要用途是這種纖維的針刺非織造布或機織物,可用于熱的腐蝕性試劑的高性能工業濾布,其單絲或復絲織物還可用作除霧材料。此外,還可用作干燥機用帆布、縫紉線、各種防護布、耐熱衣料、電絕緣材料、電解隔膜、剎車用摩擦片、耐輻射的宇航用布等。
    2.4電子電氣工業
    電子電氣是應用聚苯硫醚最早也是最普遍的行業,通常用作各種接插件、線圈管、固態繼電器、電動機轉筒、馬達炭刷、固定座、電容器護罩、磁傳感器感應頭、接線器、插座、線圈骨架、微調電容器,保險器基座等。聚苯硫醚以其尺寸穩定性好,也常用于制作各種精密儀器儀表零件,如照相機、轉速表、齒輪、電子手表、光學讀取頭、微波爐、復印機、計算機、CD 等的零件。聚苯硫醚也是性能良好的電子封裝材料和機械密封材料,在特殊半導體制造過程中取代環氧樹脂作為封裝材料或用于制作電子工業的特種用紙。在家用電器行業,由于聚苯硫醚薄膜是最好的達到F 級的絕緣材料,可用于制造電風扇和微波爐支架、干衣機、咖啡煲、電飯煲、熱風筒、燙發器、空調壓縮機等,也可制作電容器、阻抗電子元件、扁平線圈骨架、電線包覆物、掩蓋物、汽化器隔膜、熱敏印刷材料、柔軟磁盤,電子攝影用感光帶等。
    2.5軍工國防領域
    在船舶、航空航天以及軍事方面聚苯硫醚的用途也非常廣泛,除在一些常規武器制造方面應用較多外,還用于制作殲擊機和導彈垂直尾翼、導彈燃燒室、航空航天飛行器接插件、線圈骨架、儀表盤、計數器、水準儀、流量計、萬向頭、密封墊等諸多部件,特別是用于制作隱形戰斗機和轟炸機主要部件及核潛艇耐核輻射零件,也可制作槍支、頭盔、軍用帳篷、器皿、宇航員用品、軍艦和潛艇的耐腐蝕耐磨零部件。目前美國正在制造的新型戰車和英國研制的塑料坦克等都用到了聚苯硫醚材料。
    2.6化工行業
    由于聚苯硫醚注塑制品具有良好的耐蠕變性能、黏接性能和耐腐蝕性能,線膨脹系數低,尺寸穩定性十分良好,極宜用作化工設備的襯里,可以制成各種耐高溫、耐腐蝕的  
    2.7建材行業
    經玻纖、碳纖增強后,聚苯硫醚有很高的機械強度和阻燃性能,經特殊加工后,可以做抗靜電材料和抗高頻射線材料。這些材料制成板材后,可用于核設施、高頻環境、IT行業的機房,大功率發射與接收等場所的地板、墻板和裝置材料。聚苯硫醚樹脂的熔體黏度非常低,流動性良好,極易與玻纖潤濕接觸,因此填充物料容易,用其制備的玻纖或玻纖- 無機填料增強的注塑級粒料,具有極高的抗伸性、抗沖擊性、抗彎曲及延展性,可用于制作各種特殊用途的建筑材料。此外,低相對分子質量的聚苯硫醚還可以制作特種涂料,由于能抵抗酸、堿、氯代烴、烷烴、酮、醇、酯等化學品的侵蝕,廣泛用于油井設施、管道、防爆設備、化工裝備、船舶等防腐。

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