耐高温PPS 日本宝理 1130A64 1130T

概念

  pps是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料，属聚醚类塑料。它是于1968年在美国进行工业化生产，工业上主要生产方法有溶液聚合法和自缩聚法。pps的分子结构可看出，它是以苯环和硫原子交替排列构成的线性或略带支链的高聚物，分子链规整体性强，由刚性苯环与柔性硫醚链连接起来的主键具有刚柔相济的特点，因此pps可以结晶，熔点高;其次

，由于苯环与硫原子形成共轭。且硫原子尚未处于饱和，经氧化后可使硫醚键变成亚砜基，或使相邻大分子形成氧桥支化或交联，使得热、氧稳定性十分突出;第三，由于硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度的束缚，使pps呈现非极性或弱极性的特点，因此pps的电绝缘性、介电性、及耐化学介质性也很突出;第四，由于pps与众多聚合物和添加剂有良好的相容性，可以采用多种手段进行改性，以提高其力学性能和其它性能。

2 特性

  (1)pps塑胶原料的常用特性

  pps为一种白色粉末，平均分子量为0.4-0.5万，密度为1.3-1.8克每立方厘米，pps有十分有意的热性能。用玻纤增强后的热性能指标更高，它的连续使用温度达400度，pps的热稳定性优良，加热至500度时重量损失不明显，至700度时才会完全降解，它的力学性能随温度的升高下降很少，在232度经5000h的热老化后，其抗弯强度和抗拉强度还能保持50%以上。pps的抗拉强度、抗弯强度等性能在工程塑料中属中等水平，而伸长率和冲击强度却很低，因此在受力构件中使用pps通常加入添加剂，如玻纤、碳纤、填料等来增强其力学性能，pps通过这种改性后，主要力学性能，如抗拉性能、抗弯性能、压缩和冲击强度均有大幅度提高，伸长率却有下降，改性后的pps能在长期负荷和热负荷的作用下保持高的力学性能和尺寸稳定性，因而可应用于温度高的受力环境中。

  pps的介电常数很小，介电损耗相当低，表面电阻率和体积电阻率对频率、温度、湿度的变化不敏感，是优良的电绝缘材料，它的耐电狐时间也较长，pps的化学稳定性相当好，除了受强氧化酸，如浓硫酸、浓硝酸和王水的侵蚀外，它不受绝大多数酸碱盐的侵蚀，具有接近于PTFE的化学稳定性。在低于175度时不溶于任何已知的有机溶剂，pps与一般有机溶剂接触时不会出现塑件开裂现象。

  pps由于分子链是由苯环和硫原子交替排列组成，本身具有阻燃作用，无须加入阻燃剂就可以达到UL-94-VO级水平。它的极限氧指数可达44%-53%，与pvc相近，是一种自熄性塑料，pps对紫外线、射线等也很稳定，在照射时不会表面发粘或分解的现象。

  pps的主要不足是韧性较差，冲击强度较低，熔体粘度不够稳定等。

3 主要用途

  pps的主要用途

  pps的应用是以其优异的耐热性为中心，兼顾它的减摩自润滑性，化学稳定性、尺寸稳定性，阻燃性和电绝缘性等。在化工行业pps可用作合成、输送、储存物料的反应罐、管道、阀门、化工泵等，在机械中心pps可制作叶轮、叶片、齿轮、偏心轮、轴承、离合器及耐磨零件;pps的主要用途还是在电子电器领域，如制作变压器骨架，高频线圈骨架、插头、插座、接线架、接触器转鼓鼓片及各种精密零件等。

4 性能

  1、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。 2、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。 成型性能 1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。 2.流动性介于ABS和PC之间?凝固快?收缩小?易分解?选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大?流道应短。 应用范围 一般可应用于制造PPS管、PPS板材等材料?多用于建筑、家居方面

5 简介

5.1 聚苯硫醚

英文名称:Phenylenesulfide比重:1.36克/立方厘米成型收缩率:0.7%成型温度:300-330℃。它是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出的特点是耐高温，耐腐蚀和优越的机械性能。PPS是含硫芳香族聚合物，线型PPS在350℃以上交联后成热固性塑料，支链型结构PPS为热塑性塑料。PPS是美国菲利普斯公司于1971年首先实现工业化生产的，日本的企业也开始研发和生产。日企比较典型的有日本的东丽公司，现阶段日本的产量已大于美国的产量。其他一些生产厂家也主要集中在美国,日本,欧洲。

  全球五大PPS生产商为菲利普斯,东丽,泰科纳,宝理,大日本油墨。我国的天津合成材料研究所、广州化学试剂二厂、四川自贡化学试剂厂、河北工学院化工系及广州化工研究所等单位曾有少量小试，但均无法稳定连续生产。目前国内PPS的销售商有上海联模化工等，到2000年，世界PPS的产量可达到5万t/a。PPS塑胶原料的最大需求为日本占33%，北美占32%，西欧占19%，亚太占16%。

5.2 物料性能

  1、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****耐水性,化学稳定性良好。有优良的阻燃性，为不燃塑料。

  2、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。

5.3 成型性能

  1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。

  2.流动性介于ABS和PC之间，凝固快，收缩小，易分解，选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大，流道应短。

  应用范围一般可应用于制造PPS管、PPS板材等材料，多用于建筑、家居方面

6 特性应用

  特性

  (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。

  (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，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。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在负荷下的耐蠕变性好，硬度高;耐磨性高，其1000转时的磨耗量仅为0.04g，填充F4及二硫化钼后还会进一步得到改善;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，短期可耐260℃，并可在200~240℃下长期使用;其耐热性与PI相当，仅次于F4塑料，这在热固性塑料中也不多见。

  (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，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。

  (6)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%)。

7 应用范围

  (1)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，温控器，灯座，轴承;如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。

  (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。

  (3)机械工业:用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料，具体有泵体、阀门、轴承、轴承支架、活塞环及齿轮等。

  (4)纺织纤维:用于特殊工业除尘设备。

  (5)薄膜/绝缘纸:用于电机绝缘材料。

7.1 加工方法

  加工特性

  树脂厂商提供的PPS工程塑料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。

  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。

7.2 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、耐磨件及密封材料，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: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。还应用于精密仪器: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。

7.3 干燥工艺

  温度:100~105℃

  时间:3hr

  2、注塑成型工艺

  1)模具温度:60-80℃

  2)料筒温度:前段:220~260℃中段:290~310℃后段:300~320℃

  喷嘴:290~300℃

  3)注塑压力:60~70Mpa4)注塑速度:中速

  5)注塑时间:根据制件的大小确定，以制件充满模具，且表面基本冷却定型为佳

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