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聚苯硫醚,全称为聚亚苯基硫醚,英文名称为Polyphenylenesulfide,简称PPS(以下称聚苯硫醚或称PPS)。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。分子结构对称,易于结晶,无极性,电性能好,不吸水。
特性:空气中最大允许工作温度非常高可在220℃持续工作,短时可达260℃,在高温环境保持高机械强度、刚度和硬度,优越的耐化学腐蚀及耐水解性能(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),优秀的耐磨和摩擦性,非常好的尺寸稳定性,优秀的抗高能量辐射,良好的抗紫外线性能,自身具有阻燃性,优良的电绝缘性。
(1)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{HotTag}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%)。
(2)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和拉伸强度,拉伸强度>170MPa,弯曲强度>220MPa,缺口冲击强度>16MPa。PPS的刚性很高,在工程塑料中少见。纯PPS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。PPS具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性,在负荷下的耐蠕变性好。表面硬度高,洛氏硬度>100HR;耐磨性高,其1000转时的磨耗量仅为0.04g,通过填充氟树脂及二硫化钼等润滑剂,可大幅度提高其耐磨性,摩擦系数在0.01~0.02。PPS还具有一定的自润性。PPS的机械性能对温度的敏感性能小。
(3)热学性能:PPS具有优异的热性能,其熔点超过280℃,热变形温度超过260℃,短期可耐260℃,并可在200℃下长期使用。在空气中于700℃降解,在1000℃惰性气体仍保持40%的重量。经特殊改性的品种,热变形温度可达350℃以上。[1]
(4)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。
(5)耐化学性能:PPS的最大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,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。不耐氯代及氧化性酸、氧化剂、浓、浓硝酸、王水、及次等。
(6)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,是电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等领域特别是原、中耐辐射唯一理想的优良材料。
(7)尺寸稳定性好:成型收缩率很低,小于0.0025%,吸收率小于0.05%,线性热膨胀系数也小。在高温、高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。故在机械、化工、仪器、仪表和航空、航天、舰船等各个方面都具有广泛用途。
(8)电性能优:聚苯硫醚在高温、高湿、高频条件下仍具有优良的电性能,其体积电阻率为1×1016Ω.cm,表面电阻率为1×1015Ω,电气强度>18KV/mm。
(9)自身具有阻燃性:聚苯硫醚阻燃性可达到UL94-0级,氧指数(LOI)>57%。聚苯硫醚自身的化学结构使其具有良好的难燃烧性能,无需加入阻燃剂。
(10)与金属和非金属粘接性能好:PPS特别对玻璃、铝、钛、不锈钢等具有非常高的粘结强度,附着力达到1级。对玻璃的粘结性能好,极宜作化工设备的衬里。
(11)加工性能好:PPS树脂的熔体粘度低,流动性好,极易与玻纤润湿接触,因此填充填料容易,用其制备的玻纤或无机填料增强注塑级粒料,具有极高抗伸缩性,抗冲击性,抗弯曲及延展性。在其熔点以上可以统一成形。
电子、电气:微型电子元件封装、线圈骨架、马达壳、继电器、微调电容器等零部件。精密仪器:电脑、计时器、复印机、温度传感器以及各种测量仪表的壳体和部件。
机械:泵壳、泵轮、阀、风扇、流量计部件、法兰盘、万向头等。汽车:点火器、离合器、变速器、齿轮箱、轴承支架、排气系统零部件。
家用电器:热风筒、卷发器、干发器、烫发器、电饭煲等的防护涂层和零部件。
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。
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。