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第六大工程塑料聚苯硫醚(PPS)的性能介绍以及应用

发布时间:19-08-17 浏览次数: 515

  聚苯硫醚(全称为聚亚苯基硫醚,英文名为Polyphenylene Sulfide,缩写为PPS),是特种工程塑料第一大品种,被誉为继聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲醛(POM)、尼龙(PA)、聚苯醚(PPO)之后的“世界第六大工程塑料”,也是八大宇航材料之一。结构式如下:

  PPS为白色或米黄色、高结晶度、硬而脆的聚合物。纯PPS密度为1.34g/cm?,改性后密度增大,熔点为280℃ -290 ℃,玻璃化转变温度为110 ℃左右,结晶度为55%-65%,空气中热分解起始温度高达450 ℃,其阻燃性好,氧指数高达46%-53%,至今还未发现200 ℃以下能溶解PPS树脂的有机溶剂。



  PPS的性能特点:

  1.耐热性:

  PPS具有优异的热性能,短期可耐260℃,并可在200~240℃下长期使用;其耐热性与PI相当,仅次于F4塑料,这在热固性塑料中也不多见。

  PPS在热塑性树脂中耐热性最高,与聚四氟乙烯和聚酰亚胺相当。线型PPS经加热或化学交联可在290 ℃下使用,在氮气或空气中400 ℃无重量损失,在700 ℃的空气中完全降解,在1000℃的惰性气体中仍有40%的残炭率,耐热性远远超出尼龙(PA),热塑性聚酯(PBT)及聚甲醛(POM)等工程塑料。

  2.力学性能

  纯聚苯硫醚力学性能不高,尤其是抗冲击强度比较低,以玻璃纤维(GF)增强后,抗冲击强度由27J/m提高到76J/m,拉伸强度由6MPa提高到13.7MPa。聚苯硫醚的弯曲模量可达3.8GPa,无机填料填充改性后可达到12.6GPa,且在载荷下的耐蠕变性好,耐磨性好,还具有一定的自润滑性能,可代替部分金属使用。

  3.阻燃性:

  pps由于分子链是由苯环和硫原子交替排列组成,本身具有阻燃作用,无须加入阻燃剂就可以达到UL-94-VO级水平。

  它的极限氧指数可达44%-53%,与其他塑料相比,它在塑料中属于高阻燃材料(纯PVC的氧指数为47%、PSF为30%、PA66为29%、MPPO为28%,PC为25%)。

  4.耐化学腐蚀性

  PPS是由苯撑结构单元组成,具有高的结晶度,经固化交联,具有优异的耐化学腐蚀性能,其耐腐蚀性仅次于四氟乙烯。PPS能耐除氧化性介质以外的所有无机物质及几乎所有有机溶剂,只有在温度超过190℃时才会有部分溶解于氯代芳香烃溶剂和杂环化合物中。必须注意的是,游离的氟、氯、溴及强氧化性介质(如王水、硝酸、浓硫酸、铬酸、氯磺酸、次氯酸等)将对PPS产生严重腐蚀,原因是在这些介质中,硫原子将受到氧化,硫碳键受到破坏。但是,即使在100℃以上的温度下强碱、磷酸、氢氟酸及甲酸、醋酸等有机酸均不能对PPS产生腐蚀,诸如搪瓷和钛材这样的材料其耐蚀性也不如PPS。

  5.电学性能:

  PPS的电性能十分突出,与其他工程塑料相比,其介电常数和介电损耗角正切值都比较低,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,其用量可占30%左右

  6.尺寸稳定性

  聚苯硫醚成型收缩率和线胀系数较小,一般为0.15-0.30%,最低可达0.01%。高温环境下吸湿后尺寸几乎不变,吸水率一般只有0.03%左右,在高温、高湿环境下使用时不翘曲、不变型,尺寸稳定性好。

  PPS的应用:

  机械化工

  在机械工业各个领域当使用尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸乙二脂(PET)和聚砜(PSU)都有缺陷式不能达到技术要求,而使用聚酰亚胺(PI)聚醚醚酮(PEEK)和聚酰胺-酰亚胺(PAI)又价格太高,选择使用PPS应是较理想的工程塑料。

  机械工业:机械工业中特别运用于在高湿、强腐蚀的环境下的部件制备。用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料,具体有如:泵壳、泵轮、阀、轴承、轴承支架、活塞环及齿轮、滑轮、风扇、流量计部件、法兰盘、万向头、计数器、水准仪等。

  2、电子电器:PPS用于电子电器工业可占30%,它适合于环境温度高于200℃的高温电器元件;可制造发电机和发动机上的点涮、电涮托架、启动器线圈、屏蔽罩及叶片等;在电视机上,可用于高电压外壳及插座、接线柱及端子板等;在电子工业、制造变压器、阻流圈及继电器的骨架和壳体,集成电路载体;利用高频性能,制造H级绕线架和微调电容器等。微型电子元件封装、连接器、接线器、插座、线圈骨架、马达壳、电磁调节盘、电视高频头轴、继电器、微调电容器、保险丝支架、收录机、磁疗器等零部件。还应用于精密仪器:电脑、计时器、转速器、复印机、照相机、温度传感器以及各种测量仪表的壳体和部件。

  3、汽车工业:PPS用于汽车工业占45%左右,主要用于汽车功能件;点火器、加热器、汽化器、离合器、变速器、齿轮箱、轴承支架、灯罩、保险杠、风扇、排气系统以及反光镜和车灯座的零部件。可代替金属制作排气筒循环阀及水泵叶轮,气动信号调解器等。

  4、家用电器:热风筒、卷发器、干发器、烫发器、微波炉、咖啡煲、干衣机、电熨斗、电饭煲等的防护涂层和零部件。

  5、化学工业:PPS具有优良粘接性和耐蚀性,极宜作化工设备的衬里。

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