聚苯硫醚PPS,全称聚亚苯基硫醚,英文名称Polyphenylene sulfide,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。PPS是一种高结晶性芳基硫聚合物,理论密度1.44g/cm3,熔点250~315℃,分解温度大于480℃,体积电阻率大于1016Ω.cm,氧指数大于43,燃烧性能达到UL94V~0级,具有优良的耐热阻燃性能和电气性能。可用于注射成型各种结构复杂的机械零部件制品,抽丝、拉膜、涂料及IC封装等。PPS树脂经过玻璃纤维、碳纤维、晶须材料、无机填料等增强改性后,其热变形温度高于260℃,可在200℃下长期使用,坚韧耐磨,密度仅为不锈钢的20~25%,广泛用于航空航天、军工、汽车、计算机、电子电器、家电、电力、机械、化工、轻工等各领域。
PPS树脂按结构可分为支化(交联)型PPS树脂和线型PPS树脂,介于两者之间的称为半交联型PPS树脂。
PPS的特性
(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。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。
(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**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。
(6)PPS的耐辐射性好,耐幅射达到Gy 1×108,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**理想的优良材料。
PPS的应用
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。