PPS樹脂

PPS是具有硬而脆、結晶度高、難燃、熱穩定性好、機械強度較高、電性能優良等優點，具有優異的熱穩定性、耐磨性、抗蠕變性、在寬範圍（溫度、濕度、頻率）內有極佳的機械性能和電性能，介電量數小、介電損耗低的樹脂。

基本介紹

• 中文名：PPS樹脂
• 外文名：Polyphenylene sulfide
• 全稱：為聚亞苯基硫醚
• 特點：熱穩定性、耐磨性、抗蠕變性
• 分子構成：主鏈由苯環和硫原子交替排列
• 物理性質：高剛性白色粉末聚合物

定義

聚苯硫醚，全稱為聚亞苯基硫醚，英文名稱為Polyphenylene sulfide,簡稱PPS。PPS的分子結構比較簡單，分子主鏈由苯環和硫原子交替排列，大量的苯環賦予PPS以剛性，大量的硫醚鍵又提供柔順性。它具有硬而脆、結晶度高、難燃、熱穩定性好、機械強度較高、電性能優良等優點。

PPS是結晶型(結晶度55%-65%)的高剛性白色粉末聚合物，耐熱性高（連續使用溫度達240度）、機械強度、剛性、難燃性、耐化學藥品性，電氣特性、尺寸穩定性都優良的樹脂，耐磨、抗蠕變性優，阻燃性優（達UL94V-0），高溫、高濕下仍保持良好的電性能。流動性好，易成型，成型時幾乎沒有縮孔凹斑。與各種無機填料有良好的親和性。若提高其物理機械性能和耐熱性，增強材料有玻璃纖維、碳纖維、聚芳醯胺纖維、金屬纖維等，以玻璃纖維為主。無機填充料有滑石粉、高嶺土、碳酸鈣、二氧化矽、二硫化鉬等。

PPS/PTFE,PPS/PA,PPS/PPO,等合金已商品化，PPS/PTFE合金改進了PPS的脆性，潤滑性和耐腐蝕性，PPS/PA合金為高韌性合金。

玻纖增強PPS具有優異的熱穩定性、耐磨性、抗蠕變性、在寬範圍（溫度、濕度、頻率）內有極佳的機械性能和電性能，介電量數小、介電損耗低。

樹脂物性表

性能項目		試驗條件[狀態]	測試方法	測試數據	數據單位
物理性能	密度		ISO 1183	1.34	g/cm3;
	收縮率	橫向流量: 3.00 mm	Internal Method	1.9	%
		流量: 3.00 mm	Internal Method	1.4	%
	吸水率	23℃, 24 hr	ISO 62	0.020	%
	Flow Length	320℃, 1.00 mm		200	mm
機械性能	拉伸應力	屈服, 23℃	ISO 527-2	85.0	MPa
	拉伸應變	斷裂, 23℃	ISO 527-2	8.0	%
	彎曲模量	23℃	ISO 178	3900	MPa
	彎曲強度	23℃	ISO 178	140	MPa
	簡支梁缺口衝擊強度	23℃	ISO 179	4.0	kJ/m2;
	簡支梁缺口衝擊強度	23℃	ISO 179	50	kJ/m2;
熱性能	熱變形溫度	1.8 MPa, 未退火	ISO 75-2/A	105	℃
	熔融溫度		ISO 11357-3	278	℃
	線形膨脹係數	流動	ISO 11359-2	0.000062	cm/cm/℃
		橫向	ISO 11359-2	0.000066	cm/cm/℃
	UL 阻燃等級		UL 94	V-0
電氣性能	體積電阻率		IEC 60093	1.0E+16	ohm·cm
	相對電容率	1 MHz	IEC 60250	3.50
	耗散因數	1 MHz	IEC 60250	0.0010
	耐電強度		IEC 60243-1	30	kV/mm

世界樹脂生產

世界PPS樹脂的生產量為6萬噸/年，生產量與需求量基本平衡，且年需求量以20%～30%的速度遞增。美國PPS樹脂的生產量為1.6萬噸/年，約占世界總產量的40%，年消費量約為1.4萬噸，占世界總消費量的38%。日本PPS樹脂的生產量約為1.8萬噸/年，約占世界總產量的45%，年消費量約為1.2萬噸，占世界總消費量的30%。預計2005年，世界PPS樹脂的總消費量約為7萬噸。

我國樹脂生產

我國PPS樹脂的總生產能力約為1000噸/年，實際生產量約為500噸/年。生產單位主要有天津合成材料工業研究所、四川長壽化工總廠、廣州市化工研究所、廣州化學試劑廠、河北工學院、四川特種工程塑膠廠、四川廣漢新材料開發公司、甘肅化機廠、北京化工研究院、上海聯模化工、四川內江高分子材料廠、自貢市化學試劑廠等，規模大的每年近百噸，小的只有幾噸。目前，國內PPS樹脂的年需求量約為2000噸，主要依賴進口。隨著國民經濟的發展，尤其是電子、汽車及機械等產業的進步，我國PPS樹脂的消費量必將迅速增長。預計到2010年，國內PPS樹脂的需求量將達到1.3萬噸，前景十分樂觀。

聚苯硫醚性能

性能卓越

與大多數聚合物不同，PPS由於吸水率極低，因此能夠直接進行熱成型而無需預乾燥。與其他類似的工程樹脂相比，PPS的密度更小，這意味著其單位體積成本更低。例如含氟聚合物密度達到1.8～1.9，而純PPS和抗衝擊改性PPS的密度分別為1.35和1.24。

標準級別的PPS具有阻燃性，其阻燃級別為UL94V-0級，通常在燃燒時只釋放出少量的煙。又由於PPS的抗蠕變性強和熱膨脹係數低，因此PPS在套用過程中具有優良的尺寸穩定性。

PPS還具有很強的耐化學溶劑（包括酸、鹼、漂白劑、汽車冷凍液等）性和優良的耐水解性能。例如，經過持續5000h浸漬試驗，表明PPS在不同油料中具有很高的穩定性。PPS能夠使用常規方法進行殺菌消毒，可以承受1000℃水蒸氣循環消毒和劑量達到1500kGy的輻射消毒，比大多數材料具有更強的耐受力。不同級別與食物接觸的PPS都符合FDA（美國食品**監督管理局）的規定，與水接觸的PPS符合USPClass VI的要求。

熱成型級PPS除具有良好的耐熱性和耐化學品性能以外，還具有較低的負荷蠕變性、高強度重量比以及優良的耐磨性。該樹脂由線性PPS構成，在分子量高的情況下具有較好的熔體彈性。具有支鏈的PPS往往呈脆性，而線性PPS具有更好的染色性、強度、韌性和純度，更容易擠出成型為片材或卷材。從熱量觀點來看，線性PPS也優於其他一些相關的工程樹脂。例如，線性PPS的熔融溫度為285℃，能夠短時間承受270℃的高溫。

套用廣泛

目前，PPS已有多種類型可供加工商選擇，片材和卷材級PPS有純淨、玻纖增強以及抗衝擊改性幾種類型，其厚度從0.01～0.25in(lin=25.4mm)不等，寬度最高可達50in。用純PPS能夠製成尺寸更大的製件，如5ft×9ft（1ft=30.48cm）的PPS板已經面世。PPS片材能夠同聚酯複合並用玻纖進行增強，如玻纖增強的PPS片材已經能夠製成6in深的製件，而且提高了製件質量的均一性。另外，運用焊接棒可以將PPS進行焊接以製成箱體或其他製件。2004年初，PPS開始被製成片材和卷材，從此打開了在化學、航空航天、交通和食品等領域的套用之門。

PPS對多種化學品具有良好的惰性，因此能代替含氟聚合物而套用於化學容器的生產。例如，用PPS製作大型鋼儲罐內襯已成為市場的一種發展趨勢，纖維的加入使PPS能夠和鋼殼體內表面更好的結合，整個PPS襯裡都能夠進行熱成型。

在航天領域，PPS可以用於飛機內窗框的製作。如果採用注塑成型工藝，在成型過程中形成的接縫容易導致製件力學性能的下降。熱成型技術的套用能夠使成型製件更大更薄，並且不會影響製件的力學性能。在飛機中的另一項套用是採用熱成型級、填充30%玻纖的PPS板材以製造頂端儲藏箱，該裝置的一般尺寸為20in×30in×6in。熱成型控制臺採用15%玻纖增強的PPS以抵抗在集成裝置中產生的熱量。

火車和汽車製造商也在考慮選用PPS板材製造內壁和門。因為在這類套用中，要求材料必須具備高耐熱性並具有極低的發煙量，並且大型、薄壁製品難以通過注塑成型進行生產。因此，熱成型級PPS板材便成為此套用領域的新選擇。

熱成型級PPS也經常代替鋁或不鏽鋼用於製造烤箱的托盤。例如尺寸為20in×30in×1.5in並帶有翻卷邊結構的PPS托盤能夠代替需要定期修整表面以去除毛邊的不鏽鋼托盤來烘烤食物，並且使用這種PPS托盤不需要再對其表面進行重新修整。

幾種加工方法

（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，50-130 MPA。

（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。