PPS塑料(聚硫醚)

英文名稱:Phenylenesulfide比重:1.36克/立方厘米成型收縮率:0.7%成型溫度：300-330℃。它是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，其突出的特點(diǎn)是耐高溫，耐腐蝕和優(yōu)越的機(jī)械性能。PPS是含硫芳香族聚合物，線型PPS在350℃以上交聯(lián)后成熱固性塑料，支鏈型結(jié)構(gòu)PPS為熱塑性塑料。PPS是美國(guó)菲利普斯公司于1971年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的，專利到期后，日本的企業(yè)也開(kāi)始研發(fā)和生產(chǎn)。日企比較典型的有日本的東麗公司，現(xiàn)階段日本的產(chǎn)量已大于美國(guó)的產(chǎn)量。其他一些生產(chǎn)廠家也主要集中在美國(guó)、日本和歐洲。

五大PPS生產(chǎn)商為菲利普斯、東麗、泰科納、寶理和大日本。我國(guó)的天津合成材料研究所、廣州化學(xué)試劑二廠、四川自貢化學(xué)試劑廠、河北工學(xué)院化工系及廣州化工研究所等單位曾有少量小試，但均無(wú)法穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)PPS的銷售商有上海聯(lián)?；さ龋?000年，PPS的產(chǎn)量可達(dá)到5萬(wàn)噸/年。PPS的大需求為日本占33%，北美占32%，西歐占19%，亞太占16%。

pps為一種白色粉末，平均分子量為0.4-0.5萬(wàn)，密度為1.3-1.8克每立方厘米，pps有十分優(yōu)異的熱性能。添加玻璃纖維增強(qiáng)后的熱性能指標(biāo)更高，在232攝氏度經(jīng)5000h的熱老化后，如玻璃纖維、碳纖維、填料等來(lái)增強(qiáng)其力學(xué)性能，改性后的pps能在長(zhǎng)期工作負(fù)荷和熱負(fù)荷的作用下保持高的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，因而可應(yīng)用于溫度高的受力環(huán)境中。
　　pps的介電常數(shù)很小，介電損耗相當(dāng)?shù)?，表面電阻率和體積電阻率對(duì)頻率、溫度、濕度的變化不敏感，是優(yōu)良的電絕緣材料，它的耐電弧時(shí)間也較長(zhǎng)，pps的化學(xué)穩(wěn)定性相當(dāng)好，除了受強(qiáng)氧化酸，如濃、濃硝酸和王水的侵蝕外，它不受絕大多數(shù)酸堿鹽的侵蝕，具有接近于PTFE的化學(xué)穩(wěn)定性。在低于175攝氏度時(shí)不溶于任何已知的有機(jī)溶劑，pps與一般有機(jī)溶劑接觸時(shí)不會(huì)出現(xiàn)塑件開(kāi)裂現(xiàn)象。

耐化學(xué)性能：目前尚未發(fā)現(xiàn)可在200℃以下溶解聚硫醚的溶劑，對(duì)無(wú)機(jī)酸、堿和鹽類的抵抗性極強(qiáng)。不耐氯代聯(lián)及氧化性酸、氧化劑、王水、及次氯酸鈉等。
　　PPS的耐輻射性好，耐輻射達(dá)到Gy 1×108，是其它工程塑料無(wú)法比擬的新材料，在電子、電氣、機(jī)械、儀器、航空、航天、軍事等特別是、中領(lǐng)域，是作為耐輻射理想的優(yōu)良材料。
　　PPS本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定，而且含有阻燃性的元素——硫，因此，PPS具有優(yōu)異的耐燃性。將試片點(diǎn)燃，調(diào)整氧氣與氮?dú)獾牧魉儆^察燃燒情形。而剛好讓試片持續(xù)燃燒的氧氣濃度便是極限氧氣指數(shù)，其值越高，表示耐燃性越佳。純PPS的極限氧氣指數(shù)可高達(dá)44，也就具有優(yōu)良的耐燃性。含填充劑或玻璃纖維的PPS的極限氧氣指數(shù)更高，其耐燃性更佳。
　　純PPS在厚度為0.8mm時(shí)便可通過(guò)UL-94 V0級(jí)。基本上，除了少數(shù)等級(jí)如超韌系列之外，各種等級(jí)PPS的UL94燃燒性都是屬于V-0級(jí)，在UL 94燃燒性中已是的等級(jí)了。超韌系列PPS含有一些增韌劑，會(huì)犧牲一些耐燃性。
　　純PPS及未添加導(dǎo)電物的PPS等級(jí)皆具有優(yōu)良的電氣絕緣性質(zhì)。添加碳纖維的PPS等級(jí)則有相當(dāng)?shù)偷捏w積電阻系數(shù)。

1、電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優(yōu)良，白色硬而脆，跌落于地上有金屬響聲，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好。有優(yōu)良的阻燃性，為不燃塑料。

2、強(qiáng)度一般，剛性很好，但質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂；不耐、汽油等有機(jī)溶劑；長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)260度，在400度的空氣或氮?dú)庵斜３址€(wěn)定。通過(guò)添加玻璃纖維或其它增強(qiáng)材料改性后，可以使沖擊強(qiáng)度大為提高，耐熱性和其它機(jī)械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收縮率較小到0.15-0.25%，適于制作耐熱件、絕緣件及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等零件。

1、無(wú)定形料，吸濕小，但宜干燥后成型。

2、流動(dòng)性介于ABS和PC之間，凝固快，收縮小，易分解，選用較高的注射壓力和注射速度。模溫取100-150度。主流道錐度應(yīng)大，流道應(yīng)短。

應(yīng)用范圍一般可應(yīng)用于制造PPS管、PPS板材等材料，多用于建筑、家居方面

　　pps是分子主鏈上含有硫基的熱塑性工程塑料，屬聚醚類塑料。它是于1968年在美國(guó)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，工業(yè)上主要生產(chǎn)方法有溶液聚合法和自縮聚法。pps的分子結(jié)構(gòu)可看出，它是以環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成的線性或略帶支鏈的高聚物，分子鏈規(guī)整體性強(qiáng)，由剛性環(huán)與柔性硫[1]醚鏈連接起來(lái)的主鍵具有剛?cè)嵯酀?jì)的特點(diǎn)，因此pps可以結(jié)晶，熔點(diǎn)高；其次，由于環(huán)與硫原子形成共軛。且硫原子尚未處于飽和，經(jīng)氧化后可使硫醚鍵變成亞砜基，或使相鄰大分子形成氧橋支化或交聯(lián)，使得熱、氧穩(wěn)定性十分突出；第三，由于硫原子的極性被環(huán)共軛及高結(jié)晶度的束縛，使pps呈現(xiàn)非極性或弱極性的特點(diǎn)，因此pps的電絕緣性、介電性、及耐化學(xué)介質(zhì)性也很突出；第四，由于pps與眾多聚合物和添加劑有良好的相容性，可以采用多種手段進(jìn)行改性，以提高其力學(xué)性能和其它性能。
　　pps塑膠原料的特性
　　用玻璃纖維增強(qiáng)后的熱性能指標(biāo)更高，它的高連續(xù)使用溫度達(dá)400度，pps的熱穩(wěn)定性優(yōu)良，加熱至500度時(shí)重量損失不明顯，至700度時(shí)才會(huì)完全降解，它的力學(xué)性能隨溫度的升高下降很少，在232度經(jīng)5000h的熱老化后，其抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度還能保持50%以上。pps的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等性能在工程塑料中屬中等水平，而伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度卻很低，因此在受力構(gòu)件中使用pps通常加入添加劑，如玻纖、碳纖、填料等來(lái)增強(qiáng)其力學(xué)性能，pps通過(guò)這種改性后，主要力學(xué)性能，如抗拉性能、抗彎性能、壓縮和沖擊強(qiáng)度均有大幅度提高，伸長(zhǎng)率卻有下降，改性后的pps能在長(zhǎng)期負(fù)荷和熱負(fù)荷的作用下保持高的力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性，在低于175度時(shí)不溶于任何已知的有機(jī)溶劑，pps與一般有機(jī)溶劑接觸時(shí)不會(huì)出現(xiàn)塑件開(kāi)裂現(xiàn)象。
　　
　　pps由于分子鏈?zhǔn)怯森h(huán)和硫原子交替排列組成，本身具有阻燃作用，無(wú)須加入阻燃劑就可以達(dá)到UL-94-VO級(jí)水平。它的極限氧指數(shù)可達(dá)44%-53%，與pvc相近，是一種自熄性塑料，pps對(duì)紫外線、射線等也很穩(wěn)定，在照射時(shí)不會(huì)表面發(fā)粘或分解的現(xiàn)象。
　　pps的主要不足是韌性較差，沖擊強(qiáng)度較低，熔體粘度不夠穩(wěn)定等。

　　pps的應(yīng)用是以其優(yōu)異的耐熱性為中心，兼顧它的減摩自潤(rùn)滑性，化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性，阻燃性和電絕緣性等。在化工行業(yè)pps可用作合成、輸送、儲(chǔ)存物料的反應(yīng)罐、管道、閥門、化工泵等，在機(jī)械中心pps可制作葉輪、葉片、齒輪、偏心輪、軸承、離合器及耐磨零件；pps的主要用途還是在電子電器領(lǐng)域，如制作變壓器骨架，高頻線圈骨架、插頭、插座、接線架、接觸器轉(zhuǎn)鼓鼓片及各種精密零件等。
　　物料性能
　　1、電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優(yōu)良，白色硬而脆，跌落于地上有金屬響聲,透光率僅次于有機(jī)玻璃,著****耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性良好 。有優(yōu)良的阻燃性，為不燃塑料。

2、強(qiáng)度一般剛性很好，但質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂；不耐、汽油等有機(jī)溶劑；長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)260度 ；在400度的空氣或氮?dú)庵斜３址€(wěn)定。通過(guò)加玻璃纖維或其它增強(qiáng)材料改性后，可以使沖擊強(qiáng)度大為提高耐熱性和其它機(jī)械性能。密度增加到1.6-1.9，成型收縮率減小到0.15-0.25% 適于制作耐熱件、絕緣件及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等零件。

3、 成型性能好，無(wú)定形料，吸濕小，但宜干燥后成型。

4、流動(dòng)性介于ABS和PC之間。凝固快、收縮小、易分解，應(yīng)用范圍 一般可應(yīng)用于制造PPS管、PPS板材等材料，多用于建筑、家居方面。

（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(duì)密度為1.3，但改性后會(huì)增大。PPS有吸水率極小，一般只有0.03%左右。PPS的阻燃性好，其氧指數(shù)高達(dá)44%以上；與其他塑料相比，它在塑料中屬于高阻燃材料（純PVC的氧指數(shù)為47%、PSF為30%、PA66為29%、MPPO為28%，PC為25%）。

（2）機(jī)械性能：純PPS的機(jī)械性能不高，尤其沖擊強(qiáng)度比較低。以玻璃纖維增強(qiáng)后會(huì)大幅度提高沖擊強(qiáng)度，由27J/m增大到76J/m，增大3倍；拉伸強(qiáng)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(jiàn)。純PPS的彎曲模量可達(dá)3.8Gpa，無(wú)機(jī)填充改性后可達(dá)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(fù)荷下的耐蠕變性好，硬度高；耐磨性高，其1000轉(zhuǎn)時(shí)的磨耗量?jī)H為0.04g，填充F4及二硫化鉬后還會(huì)進(jìn)一步得到改善；PPS還具有一定的自潤(rùn)性。PPS的機(jī)械性能對(duì)溫度的敏感性能?。?）熱學(xué)性能：PPS具有優(yōu)異的熱性能，短期可耐260℃，并可在200~240℃下長(zhǎng)期使用；其耐熱性與PI相當(dāng)，僅次于F4塑料，這在熱固性塑料中也不多見(jiàn)。

（4）電學(xué)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，并且在較大的頻率、溫度及溫度范圍內(nèi)變化不大；PPS的耐電弧好，可與熱固性塑料媲美。PPS常用于電器絕緣材料，其用量可占30%左右。

（5）環(huán)境性能：PPS的大特點(diǎn)之一為耐化學(xué)腐蝕性好，其化學(xué)穩(wěn)定性能僅次于F4；PPS對(duì)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)及氧化性酸、氧化劑、濃、濃硝酸、王水、及次氯酸鈉等。PPS的耐輻射性好。除此之外，pps具有比尼龍更好的耐熱性能，尺寸穩(wěn)定性良好，耐油性和耐藥性俱佳。

（1）汽車工業(yè)：PPS用于汽車工業(yè)占45%左右，主要用于汽車功能件，點(diǎn)火器，加熱器，溫控器，燈座，軸承；如可代替金屬制作排氣筒循環(huán)閥及水泵葉輪，氣動(dòng)信號(hào)調(diào)解器等。

（2）機(jī)械工業(yè)：用于殼體、結(jié)構(gòu)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。

（3）紡織纖維：用于特殊工業(yè)除塵設(shè)備。

（4）薄膜/絕緣紙：用于電機(jī)絕緣材料。

樹(shù)脂廠商提供的PPS為一種相對(duì)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(wú)法直接塑化成型，只能用于噴涂。用于塑化成型的PPS，必須進(jìn)行交聯(lián)改性處理，使熔體的粘度上升。一般交聯(lián)后的熔融指數(shù)達(dá)到10~20為宜；進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)PPS的熔融指數(shù)可大一些，但不能大于200。

PPS的交聯(lián)方法有熱交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)兩種，以熱交聯(lián)為主。熱交聯(lián)的交聯(lián)溫度為150~350℃，低于150℃不發(fā)生交聯(lián)，高于350℃發(fā)生高度交聯(lián)，反而導(dǎo)致加工困難。

化學(xué)交聯(lián)需要加入交聯(lián)促進(jìn)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、、堿金屬或堿土金屬的次氯酸鹽等。

PPS雖有交聯(lián)，但流動(dòng)性下降不多；因此，廢料可重復(fù)使用三次；PPS本身具有脫模性，可不必加入脫模劑；PPS經(jīng)過(guò)熱處理可提高結(jié)晶度及熱變形溫度，后處理的條件為：溫度204℃，時(shí)間30min。

（1）注塑：可采用通用注塑機(jī)，玻璃纖維增強(qiáng)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(jī)，工藝為：加料段溫度小于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：適合大型制品，采用兩次壓縮，先冷卻，后熱壓。熱壓的預(yù)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）噴涂成型：采用懸浮噴涂法和懸浮噴涂與干粉熱噴混合法，都是將PPS噴涂到金屬表面，再經(jīng)過(guò)塑化、淬火處理而得到涂層；PPS的涂層處理溫度在300℃以上，保溫30min。

PPS的應(yīng)用：

在機(jī)械工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)使用尼龍（PA）、聚甲醛（POM）、聚對(duì)二甲酸乙二脂（PET）和聚砜（PSU）都有缺陷式不能達(dá)到技術(shù)要求，而使用聚酰亞胺（PI）聚醚醚酮（PEEK）和聚酰胺-酰亞胺（PAI）又價(jià)格太高，選擇使用PPS應(yīng)是較理想的工程塑料。

1、機(jī)械工業(yè)：機(jī)械工業(yè)中特別運(yùn)用于在高濕、強(qiáng)腐蝕的環(huán)境下的部件制備。用于殼體、結(jié)構(gòu)件、耐磨件及密封材料，具體有如：泵殼、泵輪、閥、軸承、軸承支架、活塞環(huán)及齒輪、滑輪、風(fēng)扇、流量計(jì)部件、法蘭盤、萬(wàn)向頭、計(jì)數(shù)器、水準(zhǔn)儀等。

2、電子電器：PPS用于電子電器工業(yè)可占30%，它適合于環(huán)境溫度高于200℃的高溫電器元件；可制造發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上的點(diǎn)涮、電涮托架、啟動(dòng)器線圈、屏蔽罩及葉片等；在電視機(jī)上，可用于高電壓外殼及插座、接線柱及端子板等；在電子工業(yè)、制造變壓器、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，制造H級(jí)繞線架和微調(diào)電容器等。微型電子元件封裝、連接器、接線器、插座、線圈骨架、馬達(dá)殼、電磁調(diào)節(jié)盤、電視高頻頭軸、繼電器、微調(diào)電容器、保險(xiǎn)絲支架、收錄機(jī)、磁療器等零部件。還應(yīng)用于精密儀器：電腦、計(jì)時(shí)器、轉(zhuǎn)速器、復(fù)印機(jī)、照相機(jī)、溫度傳感器以及各種測(cè)量?jī)x表的殼體和部件。

3、汽車工業(yè)：PPS用于汽車工業(yè)占45%左右，主要用于汽車功能件；點(diǎn)火器、加熱器、汽化器、離合器、變速器、齒輪箱、軸承支架、燈罩、保險(xiǎn)杠、風(fēng)扇、排氣系統(tǒng)以及反光鏡和車燈座的零部件?？纱娼饘僦谱髋艢馔惭h(huán)閥及水泵葉輪，氣動(dòng)信號(hào)調(diào)解器等。

4、家用電器：熱風(fēng)筒、卷發(fā)器、干發(fā)器、燙發(fā)器、微波爐、咖啡煲、干衣機(jī)、電熨斗、電飯煲等的防護(hù)涂層和零部件。

5、化學(xué)工業(yè)：PPS具有優(yōu)良粘接性和耐蝕性，極宜作化工設(shè)備的襯里。

四、物料干燥工藝

溫度：100~105℃

時(shí)間：3hr

2、注塑成型工藝

1）模具溫度：60-80℃

2）料筒溫度：前段：220~260℃中段：290~310℃后段：300~320℃

噴嘴：290~300℃

3）注塑壓力：60~70Mpa4）注塑速度：中速

5）注塑時(shí)間：根據(jù)制件的大小確定，以制件充滿模具，且表面基本冷卻定型為佳