PPS塑膠

PPS塑膠（聚苯硫醚）是一種綜合性能優異的熱塑性特種工程塑膠，其突出的特點是耐高溫、耐腐蝕和優越的機械性能。

目前國內PPS的銷售商有上海聯模化工等，到2000年，世界PPS的產量可達到5萬噸/年。

基本介紹

• 中文名：PPS塑膠
• 外文名：Polyphenylenesulphide
• 別名：聚苯硫醚
• 比重：1.36克/立方厘米
• 成型收縮率：0.7%
• 成型溫度：300-330℃

產品介紹

PPS塑膠(聚苯硫醚)

英文名稱:Polyphenylenesulphide比重:1.36克/立方厘米成型收縮率:0.7%成型溫度：300-330℃。它是一種綜合性能優異的熱塑性特種工程塑膠，其突出的特點是耐高溫，耐腐蝕和優越的機械性能。PPS是含硫芳香族聚合物，線型PPS在350℃以上交聯後成熱固性塑膠，支鏈型結構PPS為熱塑性塑膠。PPS是美國菲利普斯公司於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公司，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、日本和歐洲。

全球五大PPS生產商為菲利普斯、東麗、泰科納、寶理和日本油墨。我國的天津合成材料研究所、廣州化學試劑二廠、四川自貢化學試劑廠、河北工學院化工系及廣州化工研究所等單位曾有少量小試，但均無法穩定連續生產。目前國內PPS的銷售商有上海聯模化工等，到2000年，世界PPS的產量可達到5萬噸/年。PPS的最大需求為日本占33%，北美占32%，西歐占19%，亞太占16%。

pps為一種白色粉末，平均分子量為0.4-0.5萬，密度為1.3-1.8克每立方厘米，pps有十分優異的熱性能。添加玻璃纖維增強後的熱性能指標更高，在232攝氏度經5000h的熱老化後，如玻璃纖維、碳纖維、填料等來增強其力學性能，改性後的pps能在長期工作負荷和熱負荷的作用下保持高的力學性能和尺寸穩定性，因而可套用於溫度高的受力環境中。
pps的介電常數很小，介電損耗相當低，表面電阻率和體積電阻率對頻率、溫度、濕度的變化不敏感，是優良的電絕緣材料，它的耐電弧時間也較長，pps的化學穩定性相當好，除了受強氧化酸，如濃硫酸、濃硝酸和王水的侵蝕外，它不受絕大多數酸鹼鹽的侵蝕，具有接近於PTFE的化學穩定性。在低於175攝氏度時不溶於任何已知的有機溶劑，pps與一般有機溶劑接觸時不會出現塑件開裂現象。

耐化學性能：目前尚未發現可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶劑，對無機酸、鹼和鹽類的抵抗性極強。不耐氯代聯苯及氧化性酸、氧化劑、王水、過氧化氫及次氯酸鈉等。
PPS的耐輻射性好，耐輻射達到Gy 1×108，是其它工程塑膠無法比擬的新材料，在電子、電氣、機械、儀器、航空、航天、軍事等特別是核子彈、中子彈領域，是作為耐輻射唯一理想的優良材料。
PPS本身的化學結構相當穩定，而且含有阻燃性的元素——硫，因此，PPS具有優異的耐燃性。將試片點燃，調整氧氣與氮氣的流速觀察燃燒情形。而剛好讓試片持續燃燒的氧氣濃度便是極限氧氣指數，其值越高，表示耐燃性越佳。純PPS的極限氧氣指數可高達44，也就具有優良的耐燃性。含填充劑或玻璃纖維的PPS的極限氧氣指數更高，其耐燃性更佳。
純PPS在厚度為0.8mm時便可通過UL-94 V0級。基本上，除了少數等級如超韌系列之外，各種等級PPS的UL94燃燒性都是屬於V-0級，在UL 94燃燒性中已是最佳的等級了。超韌系列PPS含有一些增韌劑，會犧牲一些耐燃性。
純PPS及未添加導電物的PPS等級皆具有優良的電氣絕緣性質。添加碳纖維的PPS等級則有相當低的體積電阻係數。

物理性能

1、電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優良，白色硬而脆，跌落於地上有金屬響聲，透光率僅次於有機玻璃，著色性耐水性，化學穩定性良好。有優良的阻燃性，為不燃塑膠。

2、強度一般，剛性很好，但質脆，易產生應力脆裂；不耐苯、汽油等有機溶劑；長期使用溫度可達260度，在400度的空氣或氮氣中保持穩定。通過添加玻璃纖維或其它增強材料改性後，可以使衝擊強度大為提高，耐熱性和其它機械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收縮率較小到0.15-0.25%，適於製作耐熱件、絕緣件及化學儀器、光學儀器等零件。

成型性能

1、無定形料，吸濕小，但宜乾燥後成型。

2、流動性介於ABS和PC之間，凝固快，收縮小，易分解，選用較高的注射壓力和注射速度。模溫取100-150度。主流道錐度應大，流道應短。

套用範圍一般可套用於製造PPS管、PPS板材等材料，多用於建築、家居方面

原料

pps是分子主鏈上含有苯硫基的熱塑性工程塑膠，屬聚醚類塑膠。它是於1968年在美國進行工業化生產，工業上主要生產方法有溶液聚合法和自縮聚法。pps的分子結構可看出，它是以苯環和硫原子交替排列構成的線性或略帶支鏈的高聚物，分子鏈規整體性強，由剛性苯環與柔性硫[1]醚鏈連線起來的主鍵具有剛柔相濟的特點，因此pps可以結晶，熔點高；其次，由於苯環與硫原子形成共軛。且硫原子尚未處於飽和，經氧化後可使硫醚鍵變成亞碸基，或使相鄰大分子形成氧橋支化或交聯，使得熱、氧穩定性十分突出；第三，由於硫原子的極性被苯環共軛及高結晶度的束縛，使pps呈現非極性或弱極性的特點，因此pps的電絕緣性、介電性、及耐化學介質性也很突出；第四，由於pps與眾多聚合物和添加劑有良好的相容性，可以採用多種手段進行改性，以提高其力學性能和其它性能。
pps塑膠原料的特性
用玻璃纖維增強後的熱性能指標更高，它的最高連續使用溫度達400度，pps的熱穩定性優良，加熱至500度時重量損失不明顯，至700度時才會完全降解，它的力學性能隨溫度的升高下降很少，在232度經5000h的熱老化後，其抗彎強度和抗拉強度還能保持50%以上。pps的抗拉強度、抗彎強度等性能在工程塑膠中屬中等水平，而伸長率和衝擊強度卻很低，因此在受力構件中使用pps通常加入添加劑，如玻纖、碳纖、填料等來增強其力學性能，pps通過這種改性後，主要力學性能，如抗拉性能、抗彎性能、壓縮和衝擊強度均有大幅度提高，伸長率卻有下降，改性後的pps能在長期負荷和熱負荷的作用下保持高的力學性能和尺寸穩定性，在低於175度時不溶於任何已知的有機溶劑，pps與一般有機溶劑接觸時不會出現塑件開裂現象。

pps由於分子鏈是由苯環和硫原子交替排列組成，本身具有阻燃作用，無須加入阻燃劑就可以達到UL-94-VO級水平。它的極限氧指數可達44%-53%，與pvc相近，是一種自熄性塑膠，pps對紫外線、射線等也很穩定，在照射時不會表面發粘或分解的現象。
pps的主要不足是韌性較差，衝擊強度較低，熔體粘度不夠穩定等。

主要用途

pps的套用是以其優異的耐熱性為中心，兼顧它的減摩自潤滑性，化學穩定性、尺寸穩定性，阻燃性和電絕緣性等。在化工行業pps可用作合成、輸送、儲存物料的反應罐、管道、閥門、化工泵等，在機械中心pps可製作葉輪、葉片、齒輪、偏心輪、軸承、離合器及耐磨零件；pps的主要用途還是在電子電器領域，如製作變壓器骨架，高頻線圈骨架、插頭、插座、接線架、接觸器轉鼓鼓片及各種精密零件等。
物料性能
1、電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優良，白色硬而脆，跌落於地上有金屬響聲,透光率僅次於有機玻璃,著****耐水性,化學穩定性良好 。有優良的阻燃性，為不燃塑膠。

2、強度一般剛性很好，但質脆，易產生應力脆裂；不耐苯、汽油等有機溶劑；長期使用溫度可達260度 ；在400度的空氣或氮氣中保持穩定。通過加玻璃纖維或其它增強材料改性後，可以使衝擊強度大為提高耐熱性和其它機械性能。密度增加到1.6-1.9，成型收縮率減小到0.15-0.25% 適於製作耐熱件、絕緣件及化學儀器、光學儀器等零件。

3、 成型性能好，無定形料，吸濕小，但宜乾燥後成型。

4、流動性介於ABS和PC之間。凝固快、收縮小、易分解，套用範圍 一般可套用於製造PPS管、PPS板材等材料，多用於建築、家居方面。

特性套用

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的相對密度為1.3，但改性後會增大。PPS有吸水率極小，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PVC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，尤其衝擊強度比較低。以玻璃纖維增強後會大幅度提高衝擊強度，由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，在工程塑膠中少見。純PPS的彎曲模量可達3.8Gpa，無機填充改性後可達到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轉時的磨耗量僅為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具有優異的熱性能，短期可耐260℃，並可在200~240℃下長期使用；其耐熱性與PI相當，僅次於F4塑膠，這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，與其他工程塑膠相比，其介電常數和介電損耗角正切值都比較低，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，其用量可占30%左右。

（5）環境性能：PPS的最大特點之一為耐化學腐蝕性好，其化學穩定性能僅次於F4；PPS對大多酸、酯、酮、醛、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的耐輻射性好。除此之外，pps具有比尼龍更好的耐熱性能，尺寸穩定性良好，耐油性和耐藥性俱佳。

套用範圍

（1）汽車工業：PPS用於汽車工業占45%左右，主要用於汽車功能件，點火器，加熱器，溫控器，燈座，軸承；如可代替金屬製作排氣筒循環閥及水泵葉輪，氣動信號調解器等。

（2）機械工業：用於殼體、結構件、耐磨件及密封材料，具體有泵體、閥門、軸承、軸承支架、活塞環及齒輪等。

（3）紡織纖維：用於特殊工業除塵設備。

（4）薄膜/絕緣紙：用於電機絕緣材料。

加工方法

加工特性

樹脂廠商提供的PPS為一種相對質量比較低（4000~5000）、結晶度較高（75%）的白色粉末，這種純PPS無法直接塑化成型，只能用於噴塗。用於塑化成型的PPS，必須進行交聯改性處理，使熔體的粘度上升。一般交聯後的熔融指數達到10~20為宜；進行玻璃纖維增強PPS的熔融指數可大一些，但不能大於200。

PPS的交聯方法有熱交聯和化學交聯兩種，以熱交聯為主。熱交聯的交聯溫度為150~350℃，低於150℃不發生交聯，高於350℃發生高度交聯，反而導致加工困難。

化學交聯需要加入交聯促進劑，具體的品種有氧化鋅、氧化鉛、氧化鎂、氧化鈷等以及酚類化合物，六甲氧基甲基三聚氰醯胺、過氧化氫、鹼金屬或鹼土金屬的次氯酸鹽等。

PPS雖有交聯，但流動性下降不多；因此，廢料可重複使用三次；PPS本身具有脫模性，可不必加入脫模劑；PPS經過熱處理可提高結晶度及熱變形溫度，後處理的條件為：溫度204℃，時間30min。

其他方法

（1）注塑：可採用通用注塑機，玻璃纖維增強PPS的熔融指數以50為宜。注塑的工藝條件為：料筒溫度，純PPS為280~330℃，40%GFPPS為300-350℃；噴嘴溫度，純PPS為305℃，40%GFPPS為330℃；模具溫度120-180℃；注塑壓力，50-130MPA。

（2）擠出：採用排氣式擠出機，工藝為：加料段溫度小於200℃；料筒溫度300-340℃，連線體溫度320-340℃，口模溫度300-320℃。

（3）模壓成型：適合大型製品，採用兩次壓縮，先冷卻，後熱壓。熱壓的預熱溫度純PPS為360℃左右15min,GFPPS為380℃左右20min;模壓壓力為10~30Mpa，冷卻到150℃脫模。

（4）噴塗成型：採用懸浮噴塗法和懸浮噴塗與乾粉熱噴混合法，都是將PPS噴塗到金屬表面，再經過塑化、淬火處理而得到塗層；PPS的塗層處理溫度在300℃以上，保溫30min。

PPS的套用：

在機械工業各個領域當使用尼龍（PA）、聚甲醛（POM）、聚對苯二甲酸乙二脂（PET）和聚碸（PSU）都有缺陷式不能達到技術要求，而使用聚醯亞胺（PI）聚醚醚酮（PEEK）和聚醯胺-醯亞胺（PAI）又價格太高，選擇使用PPS應是較理想的工程塑膠。

1、機械工業：機械工業中特別運用於在高濕、強腐蝕的環境下的部件製備。用於殼體、結構件、耐磨件及密封材料，具體有如：泵殼、泵輪、閥、軸承、軸承支架、活塞環及齒輪、滑輪、風扇、流量計部件、法蘭盤、萬向頭、計數器、水準儀等。

2、電子電器：PPS用於電子電器工業可占30%，它適合於環境溫度高於200℃的高溫電器元件；可製造發電機和發動機上的點涮、電涮托架、啟動器線圈、禁止罩及葉片等；在電視機上，可用於高電壓外殼及插座、接線柱及端子板等；在電子工業、製造變壓器、阻流圈及繼電器的骨架和殼體，積體電路載體；利用高頻性能，製造H級繞線架和微調電容器等。微型電子元件封裝、連線器、接線器、插座、線圈骨架、馬達殼、電磁調節盤、電視高頻頭軸、繼電器、微調電容器、保險絲支架、收錄機、磁療器等零部件。還套用於精密儀器：電腦、計時器、轉速器、複印機、照相機、溫度感測器以及各種測量儀表的殼體和部件。

3、汽車工業：PPS用於汽車工業占45%左右，主要用於汽車功能件；點火器、加熱器、汽化器、離合器、變速器、齒輪箱、軸承支架、燈罩、保險槓、風扇、排氣系統以及反光鏡和車燈座的零部件。可代替金屬製作排氣筒循環閥及水泵葉輪，氣動信號調解器等。

4、家用電器：熱風筒、捲髮器、乾發器、燙髮器、微波爐、咖啡煲、乾衣機、電熨斗、電飯煲等的防護塗層和零部件。

5、化學工業：PPS具有優良粘接性和耐蝕性，極宜作化工設備的襯裡。

四、物料乾燥工藝

溫度：100~105℃

時間：3hr

2、注塑成型工藝

1）模具溫度：60-80℃

2）料筒溫度：前段：220~260℃中段：290~310℃後段：300~320℃

噴嘴：290~300℃

3）注塑壓力：60~70Mpa4）注塑速度：中速

5）注塑時間：根據製件的大小確定，以製件充滿模具，且表面基本冷卻定型為佳

物性表

性能項目			試驗條件[狀態]	測試方法	測試數據	數據單位
基本性能	密度			ASTM D-792	1.65	g/10min
	吸水率			ASTM D-570	0.05	%
物理性能	顏色				Black
機械性能	抗拉強度			ASTM D-638	26.0	Ksi
	IZOD衝擊強度	1/8inch有缺		ASTM D-256	1.4	ft.lbf/in
		1/8inch無缺		ASTM D-256	8.0	ft.lbf/in
	抗拉模數			ASTM D-790	2.2	Msi
	抗壓強度			ASTM D-695	32.0	Ksi
	抗折強度			ASTM D-790	37.0	Ksi
	彈性模數			ASTM D-638	2.2	Msi
	伸長率			ASTM D-638	1.5	%
電氣性能	絕緣電阻		90℃,48hrs		1×10	Ω
	體積電阻率			ASTM D-257	1×10	Ω.cm
	電弧蹤跡			UL 746A	5.2	in/min
	介電常質數		1MHz	ASTM D-149	4.1
	介電常質數		1KHz	ASTM D-150	4.1
	損耗因素		1MHz	ASTM D-150	0.004
	CTI蹤跡			UL 746A	130	V
	捐耗因素		1KHz	ASTM D-150	0.002
	耐電弧			ASTM D-495	130	Sec
	絕緣破壞電壓			ASTM D-149	500	V/mil
熱性能	熱變形溫度			ASTM D-648	>260	℃
	燃燒性			UL 94	V-0/5VA
	UL溫度指數			UL	200/220	℃