聚苯硫醚(PPS)全稱為聚苯基硫醚,是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹脂,是一種綜合性能優異的特種工程塑料,被廣泛應用在電子電氣、機械、航天航空、化工等領域。
PPS的特性
1 一般性能
PPS為一種外觀白色,高結晶度、硬而脆的聚合物。純PPS的密度為1.35g/cm3,但改性后會增大。PPS吸水率極小,一般只有0.03%左右。PPS的阻燃性好,其氧指數高達44%以上,屬于高阻燃材料。
2 力學性能
純PPS的力學性能不高,尤其沖擊強度低。以40%玻璃纖維增強后會大幅度提高沖擊強度,由27J/m增大到76J/m:拉伸強度由6MPa增大到 137MPa。PPS的剛性很高,在工程材料少見,純PPS的彎曲模量可達到3.8GPa,無機填充改性后可到到12.6GPa。而以剛性著稱的PPO僅為2.55GPa,PC僅為2.1GPa。PPS在負荷下的耐蠕變性好;硬度高;耐磨性高,其1000轉時的磨損量僅為0.04g,填充PTFE及二硫化鉬后還會進一步得到改善;PPS還具有一定的自潤性。PPS的力學性能對溫度的敏感性小。
3 熱學性能
PPS有優異的熱性能,短期可耐260℃,并可在200~240℃下長期使用;其耐熱性與PI相當。
4 電學性能
PPS電性能十分突出,與其它工程材料相比,其介電常數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;其用量占30%左右。
5 環境性能
PPS最大的特點之一為耐化學腐蝕性好,其化學穩定性僅次于PTFE:PPS對大多酸、酯、酮、酚及脂肪烴、芳香烴、氯代烴等穩定,不耐氯代聯苯及氧化性酸、氧化劑、濃硫酸、濃硝酸、王水、過氧化氫及次氯酸鈉等。PPS耐輻射性好。
PPS的改性
PPS綜合性能優異,但是也存在脆性大、韌性差、強度低的缺點,因此通常需要和其它材料復合使用以提高性能,最常見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晶,再加入偶聯劑改善兩者界面的結合性,當復合材料受到外界沖擊時可以起到增強作用。
碳纖維具有質輕、強度和模量高、導電導熱、膨脹系數小等優點,常常與PPS復合加工應用在航天航空領域,這種復合材料也被認為是綜合性能最好、最具潛力的航空熱塑性復合材料之一。
除此之外,還可以將PPS與PTFE共混形成復合材料。PTFE的分子結構中含有高鍵能的碳氟鍵,碳鏈外有氟原子形成的屏蔽效應,使得其具有優異的自潤滑性、電絕緣性、化學穩定性、耐高低溫、耐老化等優點,與PPS結合不僅能夠發揮兩者的優勢,還能夠改善PPS韌性差、力學強度低、耐磨損性能低的缺點。兩者的結合可謂是“天作之合”。
應用領域
電子電氣:電視機、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線柱,電動機的起動線圈、葉片,電刷托架及轉子絕緣部件,接觸開關,繼電器,電熨斗,吹風機,燈頭,暖風機等。
汽車工業:適用于排氣再循環閥及水泵葉輪,及汽化器、排氣裝置、排氣調節閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。
機械工業:用作軸承、泵、閥門、活塞、精密齒輪、以及復印機、照相機、計算機零部件,導管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。
化工領域:用于制作耐酸堿的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。
環保領域:PPS纖維濾料,應用于冶煉、化工、建材、火電、垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐等行業高溫惡劣的工況條件,是一種優質高效耐高溫濾料。