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聚苯硫醚(pps)的介紹以及加工特性
日期:2024-09-01 10:33
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聚苯硫醚(pps)的介紹以及加工特性 |
聚苯硫醚,全稱為聚亞苯基硫醚,英文名稱為Polyphenylenesulfide,簡稱PPS(以下稱聚苯硫醚或稱PPS)。PPS的分子結(jié)構比較簡單,分子主鏈由苯環(huán)和硫原子交替排列,大量的苯環(huán)賦予PPS以剛性,大量的硫醚鍵又提供柔順性。分子結(jié)構對稱,易於結(jié)晶,無極性,電性能好,{TodayHot}不吸水。 PPS是美國菲利普公司於1971年首先實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的,其次為日本的東麗公司,其他一些生產(chǎn)廠家也主要集中在美國和日本,西歐各國現(xiàn)在均不生產(chǎn)PPS。我國的天津合成材料研究所、廣州化學試劑二廠、四川自貢化學試劑廠、河北工學院化工係及廣州化工研究所等單位曾有少量生產(chǎn),目前隻有自貢和成都的廠家生產(chǎn),到2000年,世界PPS的產(chǎn)量可達到5萬t/a。PPS的*大需求為日本占33%,北美占32%,西歐占19%,亞太占16%。 PPS的突出性能有:良好的耐熱性能,可在180~220℃溫度範圍內(nèi)使用;耐腐蝕性接近聚四氟乙烯;電性能優(yōu)異;機械性能優(yōu)異;阻燃性能好。 PPS的不足之處有:價格太高,在耐高溫塑料中屬於低價位,但比通用工程塑料高許多;韌性差,性脆;中粘度不穩(wěn)定。純PPS因性能脆而很少單獨使用,應用的PPS多為其改性能品種。具體有:40%玻璃纖維增強PPS(R-4),無機填充PPS(R-8),碳纖維增強PPS(G-6)等。PPS的發(fā)展速度很快,預計它將成為第六大工程塑料。
聚苯硫醚的特性與應用 一 、特性 (1)一般性能:PPS為一種外觀白色、高結(jié)晶度、硬而脆的聚合物,純PPS的相對{HotTag}密度為1.3,但改性後會增大。PPS有吸水率極小,一般隻有0.03%左右。PPS的阻燃性好,其氧指數(shù)高達44%以上;與其他塑料相比,它在塑料中屬於高阻燃材料(純PVC的氧指數(shù)為47%、PSF為30%、PA66為29%、MPPO為28%,PC為25%)。
(2)機械性能:純PPS的機械性能不高,尤其衝擊強度比較低。以玻璃纖維增強後會大幅度提高衝擊強度,由27J/m增大到76J/m,增大3倍;拉伸強度由6Mpa增大到137Mpa,增大1倍。PPS的剛性很高,在工程塑料中少見。純PPS的彎曲模量可達3.8Gpa,無機填充改性後可達到12.6Gpa,增大5倍之多。而以剛性著稱的PPO僅為2.55Gpa,PC僅為2.1Gpa。
PPS在負荷下的耐蠕變性好,硬度高;耐磨性高,其1000轉(zhuǎn)時的磨耗量僅為0.04g,填充F4及二硫化鉬後還會進一步得到改善;PPS還具有一定的自潤性。PPS的機械性能對溫度的敏感性能小(3)熱學性能:PPS具有優(yōu)異的熱性能,短期可耐260℃,並可在200~240℃下長期使用;其耐熱性與PI相當,僅次於F4塑料,這在熱固性塑料中也不多見。
(4)電學性能:PPS的電性能十分突出,與其他工程塑料相比,其介電常數(shù)和介電損耗角正切值都比較低,並且在較大的頻率、溫度及溫度範圍內(nèi)變化不大;PPS的耐電弧好,可與熱固性塑料媲美。PPS常用於電器絕緣材料,其用量可占30%左右。
(5)環(huán)境性能:PPS的*大特點之一為耐化學腐蝕性好,其化學穩(wěn)定性能僅次於F4;PPS對大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烴、芳香烴、氯代烴等穩(wěn)定,不耐氯代聯(lián)苯及氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸、王水、過氧化氫及次氯酸鈉等。PPS的耐輻射性好。
二、應用範圍
(1)汽車工業(yè):PPS用於汽車工業(yè)占45%左右,主要用於汽車功能件;如可代替金屬製作排氣筒循環(huán)閥及水泵葉輪,氣動信號調(diào)解器等。
(2)電子電器:PPS用於電子電器工業(yè)可占30%,它適合於環(huán)境溫度高於200℃的高溫電器元件;可製造發(fā)電機和發(fā)動機上的點涮、電涮托架、啟動器線圈、屏蔽罩及葉片等;在電視機上,可用於高電壓外殼及插座、接線柱及端子板等;在電子工業(yè)、製造變壓器、阻流圈及繼電器的骨架和殼體,集成電路載體;利用高頻性能,製造H級繞線架和微調(diào)電容器等。
(3)機械工業(yè):用於殼體、結(jié)構件、耐磨件及密封材料,具體有泵體、閥門、軸承、軸承支架、活塞環(huán)及齒輪等。
聚硫苯醚(PPS)的成型加工
一.加工特性
樹脂廠商提供的PPS為一種相對質(zhì)量比較低(4000~5000)、結(jié)晶度較高(75%)的白色粉末,這種純PPS無法直接塑化成型,隻能用於噴塗。用於塑化成型的PPS,必須進行交聯(lián)改性處理,使熔體的粘度上升。一般交聯(lián)後的熔融指數(shù)達到10~20為宜;進行玻璃纖維增強PPS的熔融指數(shù)可大一些,但不能大於200。
PPS的交聯(lián)方法有熱交聯(lián)和化學交聯(lián)兩種,目前以熱交聯(lián)為主。熱交聯(lián)的交聯(lián)溫度為150~350℃,低於150℃不發(fā)生交聯(lián),高於350℃發(fā)生高度交聯(lián),反而導致加工困難。
化學交聯(lián)需要加入交聯(lián)促進劑,具體的品種有氧化鋅、氧化鉛、氧化鎂、氧化鈷等以及酚類化合物,六甲氧基甲基三聚氰酰胺、過氧化氫、堿金屬或堿土金屬的次氯酸鹽等。
PPS雖有交聯(lián),但流動性下降不多;因此,廢料可重複使用三次;PPS本身具有脫模性,可不必加入脫模劑;PPS經(jīng)過熱處理可提高結(jié)晶度及熱變形溫度,後處理的條件為:溫度204℃,時間30min。
二.加工方法
(1)注塑:可采用通用注塑機,玻璃纖維增強PPS的熔融指數(shù)以50為宜。注塑的工藝條件為:料筒溫度,純PPS為280~330℃,40%GFPPS為300-350℃;噴嘴溫度,純PPS為305℃,40%GFPPS為330℃;模具溫度120-180℃;注塑壓力,50-130MPA。
(2)擠出:采用排氣式擠出機,工藝為:加料段溫度小於200℃;料筒溫度300-340℃,連接體溫度320-340℃,口模溫度300-320℃。
(3)模壓成型:適合大型製品,采用兩次壓縮,先冷卻,後熱壓。熱壓的預熱溫度純PPS為360℃左右15min,GFPPS為380℃左右20min;模壓壓力為10~30Mpa,冷卻到150℃脫模。
(4)噴塗成型:采用懸浮噴塗法和懸浮噴塗與乾粉熱噴混合法,都是將PPS噴塗到金屬表麵,再經(jīng)過塑化、淬火處理而得到塗層;PPS的塗層處理溫度在300℃以上,保溫30min。 |