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PPS简单概述

聚苯硫醚（PolyPhenyleneSulfide，简称PPS）又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料，PPS的分子结构比较简单,分子主链由苯环和硫原子交替排列,大量的苯环赋予PPS以刚性,大量的硫醚键又提供柔顺性，被誉为继聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）、聚甲醛（POM）、尼龙（PA）、聚苯醚（PPO）之后的第六大通用工程材料，也是八大宇航材料之一。PPS是一种重要的结晶度较高的***、高强度热塑性材料，其结构式：PPS的Tg约为85℃，Tm约为285℃，具有优良的耐热稳定性。在空气中于700℃发生降解，可在200～240℃下连续使用，在低于400℃的空气或氮气中较稳定，基本上无质量损失，在1000℃惰性气体中仍然保持40%的质量，短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优于目前所有的工程塑料。随着高分子材料科学的发展，聚合物的发展方向向着功能性材料发展。聚苯硫醚（PPS）作为通用工程塑料***化、特种工程塑料***化的材料品种之一，其耐热材料、阻燃材料、摩擦材料和聚合物合金等领域有着***的应用而逐渐成为国内外研究热点。

PPS合成技术：

PPS的合成方法主要有硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚缩聚法、非结晶质PPS合成法和硫化氢法等。其一，硫化钠法又名Phillips法，1967年由美国Phillips公司研发成功，1973年实现工业化生产。该法是以无水硫化钠和对二氯苯为原料，碱金属盐作为助剂，在强极性质子溶剂中反应缩聚制备PPS。硫化钠法制备PPS的技术优点是原料资源丰富，产品质量稳定，生产重复性较好，产率高。目前硫化钠法制备PPS的技术瓶颈主要是原料纯化、溶剂聚合和纯化洗涤三方面。其二，对卤代苯硫酚缩聚法★对卤代苯硫酚缩聚法是1959年由美国道化学公司开始研发，并进行了工业化探索。该法采用对卤代苯硫酚为原料，在熔融状态下自缩聚制得线型PPS树脂。对卤代苯硫酚缩聚法不需要调节单体的比例，即可制得线型PPS产品，副产物较少。但是单体的制备工艺较为复杂，造价昂贵，而且部分单体毒性较大，副反应容易生成环状PPS阻碍相对分子质量的增长。

PPS的特性

PPS耐化学性能：

★目前尚未发现可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶剂，对无机酸、碱和盐类的抵抗性极强。不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。

★PPS的耐辐射性好，耐辐射达到Gy1×108，是其它工程塑料无法比拟的新材料，在电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等特别是原子弹、中子弹领域，是作为耐辐射理想的优良材料。

★PPS本身的化学结构相当稳定，而且含有阻燃性的元素——硫，因此，PPS具有***的耐燃性。将试片点燃，调整氧气与氮气的流速观察燃烧情形。而刚好让试片持续燃烧的氧气浓度便是极限氧气指数，其值越高，表示耐燃性越佳。纯PPS的极限氧气指数可高达44，也就具有优良的耐燃性。含填充剂或玻璃纤维的PPS的极限氧气指数更高，其耐燃性更佳。

★纯PPS在厚度为0.8mm时便可通过UL-94V0级。基本上，除了少数等级如超韧系列之外，各种等级PPS的UL94燃烧性都是属于V-0级，在UL94燃烧性中已是的等级了。超韧系列PPS含有一些增韧剂，会牺牲一些耐燃性。

★纯PPS及未添加导电物的PPS等级皆具有优良的电气绝缘性质。添加碳纤维的PPS等级则有相当低的体积电阻系数。

PPS物理性能：

★电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，白色硬而脆，跌落于地上有金属响声，透光率仅次于有机玻璃，着色性耐水性，化学稳定性良好。有优良的阻燃性，为不燃塑料。

★强度一般，刚性很好，但质脆，易产生应力脆裂；不耐苯、汽油等有机溶剂；长期使用温度可达260度，在400度的空气或氮气中保持稳定。

★通过添加玻璃纤维或其它增强材料改性后，可以使冲击强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收缩率较小到0.15-0.25%，适于制作耐热件、绝缘件及化学仪器、光学仪器等零件。

PPS特性：

★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有吸水率极小，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PVC的氧指数为47%、PSF为30%、PA66为29%、MPPO为28%，PC为25%）。

★机械性能：纯PPS的机械性能不高，尤其冲击强度比较低。以玻璃纤维增强后会大幅度提高冲击强度，由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，在工程塑料中少见PCPPS的弯曲模量可达3.8Gpa，无机填充改性后可达到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。

★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。

★环境性能：PPS的特点之一为耐化学腐蚀性好，其化学稳定性能仅次于F4；PPS对大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定，不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、浓硫酸、浓硝酸、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。PPS的耐辐射性好。除此之外，pps具有比尼龙更好的耐热性能，尺寸稳定性良好，耐油性和耐药性俱佳。

聚硫苯醚(PPS)的成型加工

1．加工特性树脂厂商提供的PPS为一种相对质量比较低（4000~5000）、结晶度较高（75％）的白色粉末，这种纯PPS无法直接塑化成型，只能用于喷涂。用于塑化成型的PPS，必须进行交联改性处理，使熔体的粘度上升。一般交联后的熔融指数达到10~20为宜；进行玻璃纤维增强PPS的熔融指数可大一些，但不能大于200。PPS的交联方法有热交联和化学交联两种，目前以热交联为主。热交联的交联温度为150~350℃，低于150℃不发生交联，高于350℃发生高度交联，反而导致加工困难。化学交联需要加入交联促进剂，具体的品种有氧化锌、氧化铅、氧化镁、氧化钴等以及酚类化合物，六甲氧基甲基三聚氰酰胺、过氧化氢、碱金属或碱土金属的次氯酸盐等。PPS虽有交联，但流动性下降不多；因此，废料可重复使用三次；PPS本身具有脱模性，可不必加入脱模剂；PPS经过热处理可提高结晶度及热变形温度，后处理的条件为：温度204℃，时间30min。

2．加工方法

（1）注塑：可采用通用注塑机，玻璃纤维增强PPS的熔融指数以50为宜。注塑的工艺条件为：料筒温度，纯PPS为280~330℃，40％GFPPS

为300-350℃；喷嘴温度，纯PPS为305℃，40％GFPPS为330℃；模具温度120-180℃；注塑压力，50-130MPA。

（2）挤出：采用排气式挤出机，工艺为：加料段温度小于200℃；料筒温度300-340℃，连接体温度320-340℃，口模温度300-320℃。

（3）模压成型：适合大型制品，采用两次压缩，先冷却，后热压。热压的预热温度纯PPS为360℃左右15min,GFPPS为380℃左右20min;模压压力为10~30Mpa，冷却到150℃脱模。

（4）喷涂成型：采用悬浮喷涂法和悬浮喷涂与干粉热喷混合法，都是将PPS喷涂到金属表面，再经过塑化、淬火处理而得到涂层；PPS的涂层处理温度在300℃以上，保温30min。

三、PPS的应用

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。

1、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、***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***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。