聚苯硫醚

聚苯硫醚英文簡寫為PPS，是一種新型高性能熱塑性樹脂，具有機械強度高、耐高溫、耐化學藥品性、難燃、熱穩定性好、電性能優良等優點。在電子、汽車、機械及化工領域均有廣泛套用。

基本介紹

• 中文名：聚苯硫醚
• 外文名： Polyphenylene sulfide
• 熔點：285-300 ℃
• 性狀：powder
• 縮寫：PPS

簡介

中文名稱： 聚苯硫醚

聚苯硫醚化學式

密度1.36 g/mL at 25 ℃

性質：遵照規定使用和儲存則不會分解。

物理性能	額定值	單位制	測試方法
比重	1.35	g/cm^3;	ASTM D792
拉伸模量 2	2500	MPa	ASTM D638
抗張強度 2 (屈服)	70.0	MPa	ASTM D638
彎曲模量 3 (50.0 mm 跨距)	3300	MPa	ASTM D790
懸壁梁缺口衝擊強度 (23°C)	29	J/m	ASTM D256
熱變形溫度 (1.8 MPa, 未退火, 3.20 mm)	93.0	°C	ASTM D648
表面電阻率	1.0E+4 到 1.0E+6	ohm	ASTM D257

聚苯硫醚全稱為聚苯基硫醚，是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹脂，聚苯硫醚是一種結晶性的聚合物。未經拉伸的纖維具有較大的無定形區（結晶度約為5%），在125℃時發生結晶放熱，玻璃化溫度為150℃；熔點281℃。拉伸纖維在拉伸過程中產生了部分結晶，（增加至30%），如在130-230℃溫度下對拉伸纖維進行熱處理，可使結晶度增加到60-80%。因此，拉伸後的纖維沒有明顯的玻璃化轉變或結晶放熱現象，其熔點為284℃。隨著拉伸熱定形後結晶度的提高，纖維的密度也相應增大，由拉伸前的1.33g/cm³到拉伸後的1.34g/cm³，經熱處理後則可達1.38g/cm³。成型收縮率:0.7% 成型溫度：300-330℃。

PPS是一種綜合性能優異的特種工程塑膠。PPS具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能等特點，被廣泛用作結構性高分子材料，通過填充、改性後廣泛用作特種工程塑膠。同時，還可製成各種功能性的薄膜、塗層和複合材料，在電子電器、航空航天、汽車運輸等領域獲得成功套用。國內企業積極研發，並初步形成了一定的生產能力，改變了以往完全依賴進口的狀況。但是，中國PPS技術還存在產品品種少、高功能產品少、產能急待擴大等問題，這些將是PPS下一步發展的重點。

PPS是美國菲利普斯於1971年首先實現工業化生產的，專利到期後，日本的企業也開始研發和生產。日企比較典型的有日本的東麗，現階段日本的產量已大於美國的產量。其他一些生產廠家也主要集中在美國,日本,歐洲。

特點

PPS的特性如下：

·耐化學性能好。

·蠕變數低。

·吸水率低。

·尺寸穩定性好。

·彈性模量高。

·阻燃。

聚苯硫醚（PPS）與聚醚醚酮（PEEK），聚碸（PSF），聚醯亞胺（PI），聚芳酯（PAR），液晶聚合物（LCP）一起被稱為6大特種工程塑膠。

PPS的突出性能有；良好的耐熱性能，熱變形溫度一般大於260度，可在180~220℃溫度範圍使用，PPS是工程塑膠中耐熱性最好的品種之一；耐腐蝕性接近四氟乙烯，抗化學性僅次於聚四氟乙烯；電性能優異；機械性能優異；阻燃性能好。

聚苯硫醚

PPS不足之處有；價格太高，在耐高溫材料中屬底價，但比通用工程塑膠高許多；韌性差，性脆；中粘度不穩定。

純PPS因性能脆而很少使用，套用的PPS多為其改性能品種。具體有；40%玻璃纖維增強PPS（R-4），無機填充PPS（R-8），碳纖維增強PPS（G-6）等。PPS的發展和快，預計它將成為第六大工程材料。

（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的相對密度為1.3，但改性後會增大。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;與其他塑膠相比,它在塑膠中屬於高阻燃材料(純PVA的氧指數為47%.PSF為30%、PA66為29%、MPPO為28%、PC為25%)。

（2）：機械性能：純PPS的機械性能不高，尤其衝擊強度低。以玻璃纖維增強後會大幅度提高衝擊強度，有27J/m,增大到76J/M，增大3倍：拉伸強度由6Mpa增大到 137Mpa，增大1倍。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，無機填充改性後可到到12.6Gpa，增大5倍之多。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轉時的模量僅為0.04g，填充F4及二硫化鉬後還會進一步得到改善；PPS還具有一定的自潤性。PPS的機械性能對溫度的敏感性能小。

（3）：熱學性能：PPS又有優異的熱性能，短期可耐260℃，並可在200~240℃下長期使用；其耐性與PI相當，僅次於F4塑膠，這是在熱固性塑膠中也不多見。

（4）：電學性能：PPS的電性能十分突出，與其它工程材料相比，其介電常數與介電耗損角成切值都比較低，並且在較大的頻率、溫度及溫度範圍內變化不大；PPS的耐電弧好，可與熱固性塑膠媲美。PPS常用於電器絕緣材料，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，其化學穩定性僅次於F4：

PPS對大多酸。酯、銅、酚、及脂肪經、芳香經、氯代經等穩定，不耐氯代v 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。

生產方法

合成PPS的方法很多，如鹵硫酚鹽的自縮聚，對鹵二苯和硫磺的熔融聚合，硫磺和苯的親電子反應，鹼金屬硫化物與對二鹵苯的溶液縮聚(硫化鈉法)，硫磺和對二氯苯的溶液縮聚(硫磺溶液法)，二苯二硫醚在路易斯酸作用下的聚合等等。目前用於工業生產的為硫化鈉法和硫磺溶液法。

1，硫化鈉法

由硫化鈉和對二氯苯在極性溶劑中經縮聚反應值得。反應式為：

2，硫磺溶液法

採用硫磺溶液法生產PPS樹脂所用的溶劑和硫化鈉法相同，反應條件也大致相同，主要區別為所用的含硫單體為單質(硫磺)而非化合物。硫磺溶液法合成PPS樹脂的反應式為：

套用領域

電子方面：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，F級薄膜等。

汽車工業：適用於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、感測部件等。

機械工業：用作軸承、泵、閥門、活塞、精密齒輪、以及複印機、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：用於製作耐酸鹼的閥門管道、管件、閥門、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。

工程塑膠：製造汽車零部件、防腐塗層、電器絕緣材料等。

環保領域：PPS纖維濾料，套用於冶煉、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。

餐具領域：用於製作筷子，勺子，碗盤等餐具。

生產發展

全球PPS樹脂的生產能力已經超過5萬噸/年，成為特種工程塑膠的第一大品種和繼聚碳、聚酯、聚甲醛、尼龍及聚苯醚等五大工程塑膠之後的第六大工程塑膠品種。其生產格局是：只有美國、日本和中國掌握PPS樹脂的工業化生產製造技術，擁有生產能力和產品。俄羅斯、印度正在積極進行PPS樹脂工業化生產的研發。美國雪佛龍菲利普斯公司和大日本油墨化學工業公司是全球最主要的兩大大PPS樹脂生產商。

在新興的PPS樹脂生產商和產品中，以日本吳羽化學工業公司和其推出的Fortron PPS——第二代線性高分子量PPS樹脂（其複合改性料由日本寶理公司生產、銷售）的發展最引人注目。該樹脂生產工藝先進，產品質量好，性能優，特別是它全面改善了PPS耐衝擊性能差、性脆的致命缺點。此外，Fortron PPS可以直接製造纖維和薄膜，加之樹脂本色淺，可製成各種色澤鮮艷的製品，因而成為PPS樹脂的發展方向並受到廣泛歡迎。其生產能力也迅速擴展，與Ryton PPS一道成為PPS樹脂的兩大主要品牌。

1990年前後，由於國際經濟環境的影響，日本PPS廠家的平均開工率只維持在35%的低水平。到1994年，開工率達額定生產能力的60%左右。進入21世紀後，由於市場需求旺盛，開工率明顯提高。特別是進入2004年後，儘管原油價格持續上漲導致PPS樹脂價格上漲10%，但樹脂仍然供不應求，各家公司更是開足馬力進行樹脂的生產。同時，一些公司紛紛準備擴建生產裝置，如雪佛龍菲利普斯、大日本油墨化學工業公司和出光石油化學工業公司更分別提出建設萬噸級生產裝置的計畫。

國際上PPS複合粒料的生產廠商和產品規格、型號眾多，其中供應中國的主要以雪佛龍菲利普斯（包括東麗-菲利普斯）的Ryton PPS系列、日本寶理公司的Fortron PPS系列、大日本油墨公司的DIC PPS系列以及美國塞拉尼斯旗下的泰科納（Ticona）Fortron PPS系列為主。目前國內的PPS銷售渠道主要為上海聯模化工有限公司等，可幫助工廠提供完善的技術解決方案以及原料供應。

聚苯硫醚（PPS）是六十年代由美國菲利普石油公司投入的一種新型工程塑膠，其後，日本、德國相繼投入生產，中國在六十年代中期，曾經有四個研究所對該產品進行研製，進入八十年代中期又將該產品列入“863”工程，並做重點開發。其後，中國工程院、中國科學院在1999年在寫就的諮詢報告也將此產品列入其中，但強調必須是新材料、新工藝、成本低，並預計在2010年組建年產1500噸的生產線，本專利基本解決了上述所提課題。

為什麼此產品會引起各國政界和科學界的高度重視？因為它不僅僅可以代替一批金屬材料，且在生產過程中，不排放廢氣、無有害物質污染、無氣味、安全性高，不會發生爆炸，生產中的原材料易得。PPS的套用範圍及其廣泛，因其本身耐高溫，可長期在265度穩定下保持原有特性不變。阻燃UL94-0級，體輕、密度僅為1.34g/cm3，絕緣性能好，體積電阻率為1×1016Ω.cm，表面電阻率1×1015Ω.cm，電壓強度>18Kv/mm，耐磨性突出，摩擦係數在0.01—0.02之間，耐酸、耐鹼、耐氧化劑，強度高、吸水性（23度浸泡24小時）0.5%，注塑成型收縮率0.15%。特別是能吸收中子彈、核子彈的輻射，是發現的唯一理想材料。因此，它是核工業中不可或缺的防護材料，由於具備上述特點，所以PPS是機械工業、電子、電器工業、化學工業中理想的防腐塗層。尤其是在航空、航天、核工業更有大顯身手的地方。正因為如此技術擁有國對中國技術上的封鎖，在其出口產品的質量、數量上進行嚴格的控制。

本專利人查閱了日、美、德等國的大量文獻專利一百四十多份，並依據美國史丹福大學的聚合動力學理論及菲利普石油公司的中試進行解析，得出了自己的工藝條件及生產控制手段。

依據美國史丹福大學的聚合動力學理論，生產中僅獲得50%的收率；依據菲利普石油公司的中試得出：溶劑N-甲基吡咯烷酮的易分解，生產中難以控制（是強鹼的初始條件）。這樣就必須找到提高效率的條件，在反應的適當時機添加催化劑，才能得以解決。另外就是找到一種新型溶劑來替代溶劑N-甲基吡咯烷酮。本專利就上述問題都給予了解決，在年產四十噸的生產中得到了驗證（見化驗結果），得到線形、高分子量、結晶度高的聚苯硫醚，收率在90—95%之間。投入硫化鈉如何減少空氣的接觸也是關鍵的一步，為防止氧化，硫化鈉中的多硫化鈉的控制是本產品的一個重要環節，採取適當措施加以控制，即可進行正常生產。

由於本專利採用了四氫噻吩碸為溶劑，與N-甲基吡咯烷酮之比，是N-甲基吡咯烷酮的0.454倍，從而提高了生產設備的原料裝填量，單釜收率也是降低成本的另一體現。本專利解決了上述四大難題。所以生產成本大大降低，具有領先的國際水平，綜上述條件得出下面的結論：

1） 原料成本與國際相比降低了人民幣1.5—1.6萬元/噸；

2） 大生產周期（指溶劑第二次重複使用）縮短了三分之一；

3） 提高了設備的生產原料裝填量及單位時間內的產量；

4） 成本降低近30%。

該專利已於2006年11月29日公告。

國內主要生產基地在四川德陽。

值得欣慰的是該專利已意向簽訂轉讓實施契約，預計2012年將由智慧財產權轉化為生產力。

品種

常見的聚苯硫醚粘合劑主要包括以下品種：

型 號	構 成	外 觀	固化方法	特 點
TE-9229	雙組分	綠豆色糊狀	常溫或加溫	結構性硬質粘接，耐高溫
PPS-010	雙組分	易流動的膠液狀	常溫或加溫	結構性硬質粘接，耐高溫
PPS-2470	雙組分	糊狀	常溫或加溫	結構性硬質粘接，耐高溫
PPS-2471	雙組分	灰黃色糊狀	常溫或加溫	結構性硬質粘接，耐高溫
PPS-2472	雙組分	糊狀，綠豆色	常溫或加溫	結構性硬質粘接，耐高溫
PPS-1090	單組分	易流動的膠液狀	80-90度加溫固化	結構性硬質粘接，耐高溫下堅硬
PPS-1091	單組分	綠豆色糊狀	80-90度加溫固化	結構性硬質粘接，耐高溫下堅硬
PPS-1150	單組分	易流動的膠液狀	150度固化	結構性硬質粘接，耐高溫下堅硬
PPS-1151	單組分	糊狀	150度固化	結構性硬質粘接，耐高溫下堅硬
PPS-1932	單組分	半透明糊狀	常溫固化	非結構性軟質彈性粘接，抗震動耐高低溫
PPS-8602	單組分	透明膠液	常溫固化	數秒鐘粘接

註：以上粘合劑均可以用於常見金屬塑膠玻璃陶瓷木材等絕大多數材質的粘接，其顏色固化速度和粘稠度均可以根據需要專門定製。

結論

在國際市場擁有強大的競爭力。中國有了自主的智慧財產權，並在國際上領先。

國內發展情況及前景預測

中國PPS的研究和生產始於20世紀70年代初期，先後有二十多家企業建立了PPS樹脂合成中試或生產裝置，但是普遍存在技術水平低，工藝不過關的致命弱點。

21世紀以來，國內從事PPS複合材料生產開發的單位較多，如晨光化工研究院、北京市化工研究院、廣州化工研究院等在PPS玻纖增強、碳纖維及無機礦物填充增強PPS的成型加工及套用領域、北京玻璃鋼研究院在連續纖維增強制備PPS複合板材、中山大學在PPS/碳纖維複合材料研究方面取得較大成績。但國內的複合粒料生產廠仍然存在產量小，品種單一的問題，大多以通用品種——玻璃纖維增強料及無機物填充改性品種為主。

2003年以來中國PPS改性與複合粒料的市場總需求量增長很快，年需求增長率高達15%-20%。消費的PPS產品型號仍以通用品種0%-40%玻璃纖維增強料為主，套用以電子電器、精密機械為主，在汽車、摩托以及石油、化工領域的消費也在穩步增長。隨著中國電子電器、汽車行業的高速發展，進入21世紀以來全球PPS生產與需求已趨於緊張，隨著社會的發展，汽車和電子工業對PPS的總需求量還將進一步擴大中國市場正在形成PPS生產的國內外雙重競爭態勢，這將有利於PPS在國內的進一步推廣以及市場和套用領域的擴展，並開拓國際市場。

預計未來5年內，PPS的需求量還將有年均10%以上的增長率。

結合國內外PPS及新材料的發展動向，在發展新型PPS類材料品種，開發PPS新合成方法的基礎上還應當著力抓好新型改性料及專用料的研製開發，積極開發新型PPS複合材料改性品種，儘快建立更大的規模化生產裝置等。其中，儘快建立5000-8000噸/年級的PPS樹脂生產線，是中國PPS發展的當務之急。這是發展中國高性能結構材料所必須的戰略舉措，對打破國外技術限制和封鎖，滿足國民經濟以及軍工各領域對高性能結構材料的需求意義極為重大。

類型

1.Celstran聚苯硫醚型SF6- 01

Celstran聚苯硫醚型SF6- 01是一個6%的長期不鏽鋼纖維聚苯硫化物。賦予這種材料性能優異的動靜dissapative。 Celstran長纖維stailess鋼產品提供了更高水平的導電性遠高於短纖維不鏽鋼材料。

2.Celstran PPS-GF50-01-US

50%的長鏈玻璃纖維增強聚苯硫醚

50% long strand glass fiber reinforced polyphenylene sulfide

聚苯硫醚- hGR20

聚苯硫醚- hGR20是玻璃纖維增強聚苯硫醚

是一個PPS樹脂與玻璃纖維產品的加入。聚苯硫醚的固有特性決定了聚苯硫醚樹脂及它們的化合物，其中包括良好的機械性能，高抗蠕變性，耐高溫，摩擦性，阻燃性，耐化學性，優良的電絕緣性能，耐電弧性，低模收縮效用，易加工良好的尺寸穩定性，耐輻射性。

由於其優異的性能，聚苯硫醚- hGR20被廣泛套用於電子電器，如：連線器，插座，以及文書的若干組成部分。聚苯硫醚可以用來使元素在高強度，高耐溫性，電氣絕緣是在航空最重要的。它也可用於精確的電器插座，高硬度外殼，並在軍事抵抗高溫部分。

聚苯硫醚複合hFR61

聚苯硫醚，聚苯硫醚複合hFR61充滿，這與在聚苯硫醚樹脂基礦物和玻璃纖維填充。具有優良的電絕緣性能，耐電弧，耐高溫，固有阻燃性，耐化學性，高剛性，抗蠕變性，吸水率低，易加工，低模收縮率，良好的尺寸穩定性和耐輻射性。它的顏色是黑色的。

PPS型號及物性

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-02

PPS 美國雪佛龍菲利普 R40B

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-200BL

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-200NA

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-230BL

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-230NA

PPS 美國雪佛龍菲利普 R4-XT

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-7-120

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-7-120NA

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-9-02

PPS 美國雪佛龍菲利普 BR-42C

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-10-7006A

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-02XT

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-220BL

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-280NA

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-7

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-7-02

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-7-120BL

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-9-02 BK

PPS 美國雪佛龍菲利普 BR111

PPS 美國雪佛龍菲利普 BR-111BL

PPS 美國雪佛龍菲利普 BR-42B

PPS 美國雪佛龍菲利普 P-4(粉)

PPS 美國雪佛龍菲利普 P-6(粉)

PPS 美國雪佛龍菲利普 PR06(粉)

PPS 美國雪佛龍菲利普 PR25(粉)

PPS 美國雪佛龍菲利普 PR37(粉)

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-10-5002C

PPS 美國雪佛龍菲利普 R-4-220NA

PPS 美國雪佛龍菲利普 XK2240 BN

PPS 比利時雪佛龍菲利普 BR42B

鑑別標準

1、表面光潔度是衡量各類再生料顆粒品質等級的重要指標。

優質再生料的表面光潔潤滑

2、透明度是衡量中高檔再生料顆粒品質等級的重要指標

有透明度的料，品質都不錯

3、顏色的均勻和一致是衡量有色再生料顆粒品質等級的重要指標

白，乳白，黃，藍，黑色等顏色

4、顆粒密實度是檢驗再生工藝水平的重要方面

塑化不良，顆粒疏鬆

5、看再生顆粒是否浮沉與水用於檢驗PP,PE顆粒的填充料的含量

對再生料而言，不同的再生料不同的用途，因為沒有也很難制定統一的標準，以充分滿足用戶的工藝要求為準！