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      ?特種工程塑料性價比之王:PPS的改性和應用

      網站首頁    行業資訊    ?特種工程塑料性價比之王:PPS的改性和應用

      本文來源 | 艾邦高分子

       

      聚苯硫醚(PPS)具有機械強度高、耐高溫、高阻燃、耐化學藥品性能強等優點;具有硬而脆、結晶度高、難燃、熱穩定性好、機械強度較高、電性能優良等優點。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、抗化學性僅次于,流動性僅次于尼龍。

       
       
      此外,它還具有成型收縮率?。s0.8%),低(約0.02%),防火性好、耐震動疲乏性好等優點。PPS的發展成熟,全球產能達5萬噸/年以上,其價格相對較低,相比于動輒數百元每公斤的其他特種工程塑料,性價比高,常作為結構性高分子材料使用,并應用于不同領域。
       

      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的軟化點為277~282℃,Tg為85~93℃。PPS性能優良,尤其通過增強、改性、共混合金化及原位復合技術制成了用途廣泛的各種復合材料。
       
       

      PPS 改性和應用實例

       
      根據結構不同,PPS分為交聯型與直鏈型兩種。直鏈型有優良的韌性和延伸性;交聯型在氧氣存在的情況下能加熱固化,超過200℃熱處理時熔融指數急劇下降,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。
       
      但是,PPS具有耐沖擊性能差、性脆的致命缺點。未改性的PPS較脆、熱變形溫度低,影響其應用領域和范圍。
       
      為了進一步改善PPS的性能,擴大適用范圍,須對其進行改性,改性方向主要有:
       
      • 提高強度;

      • 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,這為其合金化和復合改性創造了有利條件。最早開發成功的是PPS與氟塑料共混合金,此后形成了合金系列。PPS 合金化后拉伸強度、彎曲強度、抗沖擊性能、耐熱性能大幅提高,為進一步的擠出、吹塑成型工藝的實施提供了可能。
       
      目前,全世界銷售的PPS復合改性品種多達200余種,主要有GF增強、碳纖維(CF) 增強、無機填料填充、GF和填料共同填充增強等共混改性。
       
      以下8項PPS改性配方實例和改性研究進展,供參考:
       
      1.抗靜電 PPS 。PPS 粉50% (質量分數,下同),天然鱗片狀石墨5%,導電性石墨2% ,硫酸鈣二水合物微粉22% ,GF 21% 。測試結果表明 : 該配方抗靜電性、成型加工流動性、力學 性能及尺寸穩定性均優良,可應用于錄像機、電視和電腦的碟片及光驅,以及要求有抗靜電的光電器 材或電磁器材。
       
      2.纖維填充PPS。PPS 18%~54%,聚苯醚(PPE) 6%~42%,無機纖維40%,相容劑適量。測試結果表明:該配方耐熱性、尺寸穩 定性好,可應用于汽車氣缸蓋。
       
      3.無機物填充PPS。PPS 29%~91%,白云石(平均粒徑2.5μm) 9%~71%。測試結果表明:該配方有優良的剛性、尺寸穩定性及阻燃性,并有極好的表面光滑性、高強度、熱穩定性,可應用于電器、機械的插接件。
       
      4.PPS的潤滑及耐磨。聚四氟乙烯(PTFE)20%~60%,PPS40%~80%。測試結果表明:該配方兼有PPS的成型加工性和力學強度,并且具有PTFE極好的潤滑性,可應用于抗磨及耐磨材料。
       
      5.PPS與工程塑料合金。PPS 40% ~90% ,聚酰亞胺(PI) 5%~55% ,PPE 5% ~55%,相容劑適量。測試結果表明:該配方制得的產品易于上漆,具有較高的沖擊性能和尺寸穩定性,可應用于汽車外裝飾材料。
       
      6.高剛性、高耐熱PPS配方。線性PPS40%,線性不飽和化合物(帶有烴基、羰基、酸酐或環氧官能團的線性不飽和化合物)40%,珠光云母粉8%,有機或無機纖維12% 。測試結果表明: 該配方的耐熱性和剛性優異,同時具有良好的加工性能、耐沖擊和潤滑性,可應用于電器、電子和精密儀器的鑄封材料。
       
      7.氧化鋅晶須(ZnOw )增強PPS。PPS100份(質量份數下同),ZnOw 35份,偶聯劑0.1~1.0份,其他助劑適量。通過ZnOw改性PPS并輔以GF,可制得拉伸強度高、抗靜電性能好的復合材料。當ZnOw 添加質量份數為30份,GF添加質量份數為30份時,拉伸強度達128.5MPa,表面電阻率達4.3×109Ω。測試結果表明: PPS /ZnOw 抗靜電復合材料具有優良的吸波性能,可應用于微波發熱材料和電波吸收材料,在諸多領域具有廣泛的應用前景。
       
      8.納米二氧化硅( Nano-SiO2 )改性PPS。PPS100份,Nano-SiO2 3.0份,偶聯劑0.1~1.0份,其他助劑適量。測試結果表明:Nano-SiO2能顯著提高PPS的力學性能和綜合性能,充分顯示出無機納米粒子在塑料改性中的優異特性。
       

      PPS高端應用領域

       
      PPS 的應用是以其優異的耐熱性為中心,兼顧其減摩自潤滑性、化學穩定性、尺寸穩定性、阻燃性、電絕緣性和介電特性及優良的力學性能等,使其在航空航天、核工業、電子電氣、食品與藥品工業等高新技術領域作為耐高溫、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用。
       
      由于PPS固有的阻燃性,屬于本質阻燃材料,使其無須添加阻燃劑即可達到高阻燃等級,因而被美國航天航空總署(NASA) 認為是防火安全性最好的塑料, 并被選為空間技術八大專用材料之一。
       
       
                
      PPS 在民用工業領域也獲得一席之地,如在化工行業中,可制作合成、輸送、儲存物料的反應罐、管道、閥門、化工泵等;
            
      在機械行業中,可制作葉輪、葉片、齒輪、偏心輪、軸承、離合器、耐磨零件及傳動部件;
       
      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、接觸器轉鼓鼓片及各種精密零件等;
       
      在汽車行業中,可制作發動機活塞環、排氣循環閥、汽車流量閥等。
       
      除此之外,PPS還可以用于其他諸多領域,如環保領域:PPS纖維濾料,應用于冶煉、化工、建材、火電、燃煤鍋爐等行業高溫惡劣的工況條件,是一種優質高效耐高溫濾料;餐具領域:用于制作筷子,勺子,碗盤等餐具??傊?,經過改性后,PPS可以彌補各方面性能不足,性價比高,可以應用到不同領域。

       



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