简述了聚苯硫醚(PPS)国内外主要的合成方法,总结了PPS在工程塑料、纤维、涂料以及薄膜等领域的工程应用现状,随之重点介绍了近年来的热点PPS纤维产品的应用。后分析了国内外PPS的供需情况,同时,对PPS产业的发展如技术开发、项目投资以及产品营销等方面给出了相应的建议。1合成方法简述聚苯硫醚(polyphenylenesulfide,简称PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚,是聚芳硫醚中重要且应用广的一种高结晶度(可达75%)热塑性树脂。PPS素有“塑料黄金”之称,为八大宇航材料之一。应用的PPS多为其改性能品种。具体有:玻璃纤维增强PPS,玻矿纤维增强聚苯硫醚等。大连阻燃PPS涂层
软的PPS合金——PPS与弹性体共混除了与工程塑料共混制备合金,PPS还有用弹性体进行增韧改性,应用于汽车垫圈、管道等部件。比如东丽z近的动态就是利用其专有的纳米合金技术,通过优化使用其创新材料的聚合物结构设计成功开发了高弹性PPS树脂,弹性模量为1200MPa甚至更低。弹性体粒子对于改进PPS的脆性非常有效,当共混物受到冲击时,弹性体粒子作为应力集中中心首先发生形变,形成微孔和空穴以吸收冲击能量,同时引发基体产生剪切屈服或者形成银纹,由脆性断裂向韧性断裂转变,从而达到增韧目的。PPS增韧的弹性体常见的有EGMA(聚乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)、SEBS、马来酸酐接枝SEBS等等。郑州碳纤维增强PPS合成热学性能:PPS具有优异的热性能,短期可耐260℃。
合成PPS由**初的涂料级和注塑级发展到现在的涂料级、注塑级、纤维级、薄膜级和挤出级均得到高速发展 [2],聚苯硫醚目前主要的合成方法主要包括硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法等。硫化钠法:通过对二氯苯和硫化钠在极性溶剂中加热缩聚得到。原料价格低廉易得,工艺简单,产品质量稳定,产率较高,但是原料精度控制制备困难,硫化钠脱水困难,工艺生产流程长。是目前工业生产的**主要的生产方式。硫磺溶液法:在175℃~250℃、六甲基磷酸二胺或N一甲基吡咯烷酮为溶剂的条件下,对二氯苯和硫磺在常压下发生缩聚,原料纯度高,产品质量好,反应周期较短,生产成本低,但是硫磺的提纯技术难度较大,反应需要引入还原剂和助剂,导致副产物增多。
通过查阅文献并收集资料,我们已对特种工程塑料PPS的性质以及其与PEEK的异同有了大致的了解,而结合高分子物理或化学的知识思考,我们可以发现,PPS的大多性能都与其结构相关,苯环与硫元素重复排列,使得分子链结构规**易结晶,刚性较强,且有较强的分子间作用力,使其有优异的机械性能,而硫醚键的稳定性则是其耐腐蚀,化学性质稳定的重要原因,总之,物质的结构与性能总是有着千丝万缕的关系,要沉于思考,而不能*浮于表面,以上只是笔者抛装引玉的简单例子,更深层次的内容,不妨由读者结合了前文问题的答案后自己想出PPS本身的化学结构相当稳定,而且含有阻燃性的元素--硫,因此,PPS具有优异的耐燃性。
PPS材料的综合性能较好, 但是存在脆性大、耐冲击强度低、高温易交联等缺点,往往需要通过改性实现应用。改性PPS在汽车工业、机械、及化工领域具有广泛的应用价值。目前PPS的改性方法主要有共聚改性和共混改性,共混改性主要包括聚合物共混改性制备合金、无机纳米粒子填充和增强纤维填充改性制备复合材料。聚合物的的共混改性又可分为物理共混和化学共混,其中物理共混中的机械共混(又称熔融共混)因工艺简单,易于操作得到广泛应用[3]。应用的PPS多为其改性能品种。具体有:玻璃纤维增强PPS,玻矿纤维增强PPS,碳纤维增强PPS等。洛阳磺化PPS齿轮
PPS用于电子电器工业可占30%。大连阻燃PPS涂层
加工特性树脂厂商提供的PPS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**达到10~20为宜;进行玻璃纤维增强PPS的熔融**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。大连阻燃PPS涂层