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PPS的改性和應(yīng)用
2022-03-25
聚苯硫醚(PPS)具有機(jī)械強(qiáng)度高,、耐高溫,、高阻燃、耐化學(xué)藥品性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),;具有硬而脆,、結(jié)晶度高、難燃,、熱穩(wěn)定性好,、機(jī)械強(qiáng)度較高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),。聚苯硫醚PPS是工程塑料中耐熱性最好的品種之一,,一般大于260度、抗化學(xué)性僅次于,,流動(dòng)性僅次于尼龍,。
PPS 分子結(jié)構(gòu)
此外,它還具有成型收縮率?。s0.8%),,低(約0.02%),,防火性好、耐震動(dòng)疲乏性好等優(yōu)點(diǎn),。PPS的發(fā)展成熟,,全球產(chǎn)能達(dá)5萬噸/年以上,其價(jià)格相對較低,,相比于動(dòng)輒數(shù)百元每公斤的其他特種工程塑料,,性價(jià)比高,常作為結(jié)構(gòu)性高分子材料使用,,并應(yīng)用于不同領(lǐng)域。
PPS的應(yīng)用
聚苯硫醚(PPS)與聚醚醚酮(PEEK),,聚砜(PSF),,聚酰亞胺(PI),聚芳酯(PAR),,液晶聚合物(LCP)一起被稱為6大特種工程塑料,。
PPS的軟化點(diǎn)為277~282℃,Tg為85~93℃,。PPS性能優(yōu)良,,尤其通過增強(qiáng)、改性,、共混合金化及原位復(fù)合技術(shù)制成了用途廣泛的各種復(fù)合材料,。
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,PPS分為交聯(lián)型與直鏈型兩種,。直鏈型有優(yōu)良的韌性和延伸性;交聯(lián)型在氧氣存在的情況下能加熱固化,,超過200℃熱處理時(shí)熔融指數(shù)急劇下降,利用該性能可將聚合終了的低黏度PPS通過熱處理制造適合注塑,、擠出任意黏度的聚合物,。
日本吳羽直鏈型PPS樹脂F(xiàn)ortron KPS
但是,PPS具有耐沖擊性能差,、性脆的致命缺點(diǎn),。未改性的PPS較脆、熱變形溫度低,,影響其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,。
為了進(jìn)一步改善PPS的性能,擴(kuò)大適用范圍,,須對其進(jìn)行改性,,改性方向主要有:
提高強(qiáng)度; 提高沖擊性能; 提高潤滑性; 改善電性能以及研制具有特殊性能的共混材料; 合金化新型材料
研究表明,PPS添加無機(jī)填料后仍能與其他聚合物有良好的相容性,,這為其合金化和復(fù)合改性創(chuàng)造了有利條件,。最早開發(fā)成功的是PPS與氟塑料共混合金,,此后形成了合金系列。PPS 合金化后拉伸強(qiáng)度,、彎曲強(qiáng)度,、抗沖擊性能、耐熱性能大幅提高,,為進(jìn)一步的擠出,、吹塑成型工藝的實(shí)施提供了可能。
目前,,全世界銷售的PPS復(fù)合改性品種多達(dá)200余種,,主要有GF增強(qiáng)、碳纖維(CF) 增強(qiáng),、無機(jī)填料填充,、GF和填料共同填充增強(qiáng)等共混改性。
以下8項(xiàng)PPS改性配方實(shí)例和改性研究進(jìn)展,,供參考:
PPS 粉50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù),,下同),天然鱗片狀石墨5%,,導(dǎo)電性石墨2% ,,硫酸鈣二水合物微粉22% ,,GF 21% ,。測試結(jié)果表明 : 該配方抗靜電性、成型加工流動(dòng)性、力學(xué) 性能及尺寸穩(wěn)定性均優(yōu)良,,可應(yīng)用于錄像機(jī),、電視和電腦的碟片及光驅(qū),,以及要求有抗靜電的光電器 材或電磁器材,。
PPS 18%~54%,,聚苯醚(PPE) 6%~42%,無機(jī)纖維40%,,相容劑適量,。測試結(jié)果表明:該配方耐熱性、尺寸穩(wěn) 定性好,,可應(yīng)用于汽車氣缸蓋。
PPS 29%~91%,,白云石(平均粒徑2.5μm) 9%~71%。測試結(jié)果表明:該配方有優(yōu)良的剛性,、尺寸穩(wěn)定性及阻燃性,并有極好的表面光滑性,、高強(qiáng)度,、熱穩(wěn)定性,,可應(yīng)用于電器,、機(jī)械的插接件。
聚四氟乙烯(PTFE)20%~60%,,PPS40%~80%,。測試結(jié)果表明:該配方兼有PPS的成型加工性和力學(xué)強(qiáng)度,并且具有PTFE極好的潤滑性,,可應(yīng)用于抗磨及耐磨材料,。
PPS 40% ~90% ,聚酰亞胺(PI) 5%~55% ,,PPE 5% ~55%,,相容劑適量。測試結(jié)果表明:該配方制得的產(chǎn)品易于上漆,,具有較高的沖擊性能和尺寸穩(wěn)定性,,可應(yīng)用于汽車外裝飾材料。
線性PPS40%,,線性不飽和化合物(帶有烴基、羰基,、酸酐或環(huán)氧官能團(tuán)的線性不飽和化合物)40%,,珠光云母粉8%,有機(jī)或無機(jī)纖維12% ,。測試結(jié)果表明: 該配方的耐熱性和剛性優(yōu)異,,同時(shí)具有良好的加工性能、耐沖擊和潤滑性,,可應(yīng)用于電器,、電子和精密儀器的鑄封材料。
PPS100份(質(zhì)量份數(shù)下同),,ZnOw 35份,,偶聯(lián)劑0.1~1.0份,其他助劑適量,。通過ZnOw改性PPS并輔以GF,可制得拉伸強(qiáng)度高,、抗靜電性能好的復(fù)合材料,。當(dāng)ZnOw 添加質(zhì)量份數(shù)為30份,GF添加質(zhì)量份數(shù)為30份時(shí),,拉伸強(qiáng)度達(dá)128.5MPa,,表面電阻率達(dá)4.3×109Ω。測試結(jié)果表明: PPS /ZnOw 抗靜電復(fù)合材料具有優(yōu)良的吸波性能,,可應(yīng)用于微波發(fā)熱材料和電波吸收材料,,在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
PPS100份,,Nano-SiO2 3.0份,偶聯(lián)劑0.1~1.0份,,其他助劑適量。測試結(jié)果表明:Nano-SiO2能顯著提高PPS的力學(xué)性能和綜合性能,,充分顯示出無機(jī)納米粒子在塑料改性中的優(yōu)異特性,。
PPS 的應(yīng)用是以其優(yōu)異的耐熱性為中心,兼顧其減摩自潤滑性,、化學(xué)穩(wěn)定性,、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性,、電絕緣性和介電特性及優(yōu)良的力學(xué)性能等,,使其在航空航天、核工業(yè),、電子電氣,、食品與藥品工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域作為耐高溫、高阻燃,、高剛性,、高電性能、高黏接性的非金屬材料獲得廣泛應(yīng)用,。
PPS被NASA選為專用材料
由于PPS固有的阻燃性,,屬于本質(zhì)阻燃材料,使其無須添加阻燃劑即可達(dá)到高阻燃等級,,因而被美國航天航空總署(NASA) 認(rèn)為是防火安全性最好的塑料,, 并被選為空間技術(shù)八大專用材料之一。
PPS 在民用工業(yè)領(lǐng)域也獲得一席之地,,如在化工行業(yè)中,,可制作合成、輸送,、儲存物料的反應(yīng)罐,、管道,、閥門,、化工泵等,;
在機(jī)械行業(yè)中,可制作葉輪,、葉片,、齒輪、偏心輪,、軸承,、離合器、耐磨零件及傳動(dòng)部件,;
PPS用于電子連接器
在電子電氣方面,,可制作變壓器骨架、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,;
發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)
在汽車行業(yè)中,可制作發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán),、排氣循環(huán)閥,、汽車流量閥等。
除此之外,,PPS還可以用于其他諸多領(lǐng)域,,如環(huán)保領(lǐng)域:PPS纖維濾料,應(yīng)用于冶煉,、化工,、建材、火電,、燃煤鍋爐等行業(yè)高溫惡劣的工況條件,,是一種優(yōu)質(zhì)高效耐高溫濾料;餐具領(lǐng)域:用于制作筷子,,勺子,,碗盤等餐具。
總之,,經(jīng)過改性后,,PPS可以彌補(bǔ)各方面性能不足,性價(jià)比高,,可以應(yīng)用到不同領(lǐng)域,。
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