聚苯硫醚(PPS)全稱(chēng)為聚苯基硫醚,是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹(shù)脂,是一種綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料,被廣泛應(yīng)用在電子電氣、機(jī)械、航天航空、化工等領(lǐng)域。
PPS的特性
1 一般性能
PPS為一種外觀白色,高結(jié)晶度、硬而脆的聚合物。純PPS的密度為1.35g/cm3,但改性后會(huì)增大。PPS吸水率極小,一般只有0.03%左右。PPS的阻燃性好,其氧指數(shù)高達(dá)44%以上,屬于高阻燃材料。
2 力學(xué)性能
純PPS的力學(xué)性能不高,尤其沖擊強(qiáng)度低。以40%玻璃纖維增強(qiáng)后會(huì)大幅度提高沖擊強(qiáng)度,由27J/m增大到76J/m:拉伸強(qiáng)度由6MPa增大到 137MPa。PPS的剛性很高,在工程材料少見(jiàn),純PPS的彎曲模量可達(dá)到3.8GPa,無(wú)機(jī)填充改性后可到到12.6GPa。而以剛性著稱(chēng)的PPO僅為2.55GPa,PC僅為2.1GPa。PPS在負(fù)荷下的耐蠕變性好;硬度高;耐磨性高,其1000轉(zhuǎn)時(shí)的磨損量?jī)H為0.04g,填充PTFE及二硫化鉬后還會(huì)進(jìn)一步得到改善;PPS還具有一定的自潤(rùn)性。PPS的力學(xué)性能對(duì)溫度的敏感性小。
3 熱學(xué)性能
PPS有優(yōu)異的熱性能,短期可耐260℃,并可在200~240℃下長(zhǎng)期使用;其耐熱性與PI相當(dāng)。
4 電學(xué)性能
PPS電性能十分突出,與其它工程材料相比,其介電常數(shù)與介電耗損角正切值都比較低,并且在較大的頻率、溫度及溫度范圍內(nèi)變化不大;PPS的耐電弧好,可與熱固性塑料媲美。PPS常用于電器絕緣材料,這在熱固性材料中也不多見(jiàn);其用量占30%左右。
5 環(huán)境性能
PPS最大的特點(diǎn)之一為耐化學(xué)腐蝕性好,其化學(xué)穩(wěn)定性?xún)H次于PTFE:PPS對(duì)大多酸、酯、酮、酚及脂肪烴、芳香烴、氯代烴等穩(wěn)定,不耐氯代聯(lián)苯及氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸、王水、過(guò)氧化氫及次氯酸鈉等。PPS耐輻射性好。
PPS的改性
PPS綜合性能優(yōu)異,但是也存在脆性大、韌性差、強(qiáng)度低的缺點(diǎn),因此通常需要和其它材料復(fù)合使用以提高性能,最常見(jiàn)的便是加入玻璃纖維和碳纖維。
玻璃纖維在PPS基體中起成核劑的作用,使得PPS分子圍繞玻璃纖維結(jié)晶,再加入偶聯(lián)劑改善兩者界面的結(jié)合性,當(dāng)復(fù)合材料受到外界沖擊時(shí)可以起到增強(qiáng)作用。
碳纖維具有質(zhì)輕、強(qiáng)度和模量高、導(dǎo)電導(dǎo)熱、膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn),常常與PPS復(fù)合加工應(yīng)用在航天航空領(lǐng)域,這種復(fù)合材料也被認(rèn)為是綜合性能最好、最具潛力的航空熱塑性復(fù)合材料之一。
除此之外,還可以將PPS與PTFE共混形成復(fù)合材料。PTFE的分子結(jié)構(gòu)中含有高鍵能的碳氟鍵,碳鏈外有氟原子形成的屏蔽效應(yīng),使得其具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐高低溫、耐老化等優(yōu)點(diǎn),與PPS結(jié)合不僅能夠發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì),還能夠改善PPS韌性差、力學(xué)強(qiáng)度低、耐磨損性能低的缺點(diǎn)。兩者的結(jié)合可謂是“天作之合”。
應(yīng)用領(lǐng)域
電子電氣:電視機(jī)、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線圈、葉片,電刷托架及轉(zhuǎn)子絕緣部件,接觸開(kāi)關(guān),繼電器,電熨斗,吹風(fēng)機(jī),燈頭,暖風(fēng)機(jī)等。
汽車(chē)工業(yè):適用于排氣再循環(huán)閥及水泵葉輪,及汽化器、排氣裝置、排氣調(diào)節(jié)閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。
機(jī)械工業(yè):用作軸承、泵、閥門(mén)、活塞、精密齒輪、以及復(fù)印機(jī)、照相機(jī)、計(jì)算機(jī)零部件,導(dǎo)管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。
化工領(lǐng)域:用于制作耐酸堿的閥門(mén)管道、管件、閥門(mén)、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。
環(huán)保領(lǐng)域:PPS纖維濾料,應(yīng)用于冶煉、化工、建材、火電、垃圾焚燒爐、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。