PPS的8种改性方式和应用

聚苯硫醚(PPS)具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点；具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。聚苯硫醚PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，一般大于260度，其流动性仅次于尼龙。PPS分子结构此外，它还具有成型收缩率小（约0.8%），防火性好，耐震动疲乏性好等优点。PPS的发展成熟，全球产能达5万吨/年以上，其价格相对较低，相比于动辄数百元每公斤的其他特种工程塑料，性价比高，常作为结构性高分子材料使用，并应用于不同领域。聚苯硫醚（PPS）与聚醚醚酮（PEEK），聚砜（PSF），聚酰亚胺（PI），聚芳酯（PAR），液晶聚合物（LCP）一起被称为6大特种工程塑料。PPS的软化点为277～282℃，Tg为85～93℃。PPS性能优良，尤其通过增强、改性、共混合金化及原位复合技术制成了用途广泛的各种复合材料。PPS改性和应用实例根据结构不同，PPS分为交联型与直链型两种。直链型有优良的韧性和延伸性;交联型在氧气存在的情况下能加热固化，超过200℃热处理时熔融指数急剧下降，利用该性能可将聚合终了的低黏度PPS通过热处理制造适合注塑、挤出任意黏度的聚合物。但是，PPS具有耐冲击性能差、性脆的致命缺点。未改性的PPS较脆、热变形温度低，影响其应用领域和范围。为了进一步改善PPS的性能，扩大适用范围，须对其进行改性，改性方向主要有:提高强度;提高冲击性能;提高润滑性;改善电性能以及研制具有特殊性能的共混材料;合金化新型材料。研究表明，PPS添加无机填料后仍能与其他聚合物有良好的相容性，这为其合金化和复合改性创造了有利条件。最早开发成功的是PPS与氟塑料共混合金，此后形成了合金系列。PPS合金化后拉伸强度、弯曲强度、抗冲击性能、耐热性能大幅提高，为进一步的挤出、吹塑成型工艺的实施提供了可能。目前，全世界销售的PPS复合改性品种多达200余种，主要有玻纤GF增强、碳纤维CF增强、无机填料填充、GF和填料共同填充增强等共混改性。以下8项PPS改性配方实例和改性研究进展，供参考:1抗静电PPSPPS50%(质量分数，下同)，天然鳞片状石墨5%，导电性石墨2%，硫酸钙二水合物微粉22%，GF21%。测试结果表明：该配方抗静电性、成型加工流动性、力学性能及尺寸稳定性均优良，可应用于录像机、电视和电脑的碟片及光驱，以及要求有抗静电的光电器材或电磁器材。2纤维填充PPSPPS18%～54%，聚苯醚(PPE)6%～42%，无机纤维40%，相容剂适量。测试结果表明：该配方耐热性、尺寸稳定性好，可应用于汽车气缸盖。3无机物填充PPSPPS29%～91%，白云石(平均粒径2.5μm)9%～71%。测试结果表明：该配方有优良的刚性、尺寸稳定性及阻燃性，并有极好的表面光滑性、高强度、热稳定性，可应用于电器、机械的插接件。4PPS的润滑及耐磨聚四氟乙烯(PTFE)20%～60%，PPS40%～80%。测试结果表明：该配方兼有PPS的成型加工性和力学强度，并且具有PTFE极好的润滑性，可应用于抗磨及耐磨材料。5PPS与工程塑料合金PPS40%～90%，聚酰亚胺(PI)5%～55%，PPE5%～55%，相容剂适量。测试结果表明：该配方制得的产品易于上漆，具有较高的冲击性能和尺寸稳定性，可应用于汽车外装饰材料。6高刚性、高耐热PPS配方线性PPS40%，线性不饱和化合物(带有烃基、羰基、酸酐或环氧官能团的线性不饱和化合物)40%，珠光云母粉8%，有机或无机纤维12%。测试结果表明：该配方的耐热性和刚性优异，同时具有良好的加工性能、耐冲击和润滑性，可应用于电器、电子和精密仪器的铸封材料。7氧化锌晶须(ZnOw)增强PPSPPS100份(质量份数下同)，ZnOw35份，偶联剂0.1～1.0份，其他助剂适量。通过ZnOw改性PPS并辅以GF,可制得拉伸强度高、抗静电性能好的复合材料。当ZnOw添加质量份数为30份，GF添加质量份数为30份时，拉伸强度达128.5MPa，表面电阻率达4.3×109Ω。测试结果表明：PPS/ZnOw抗静电复合材料具有优良的吸波性能，可应用于微波发热材料和电波吸收材料，在诸多领域具有广泛的应用前景。8纳米二氧化硅(Nano-SiO2)改性PPSPPS100份，Nano-SiO2

3.0份,偶联剂0.1～1.0份，其他助剂适量。测试结果表明：Nano-SiO2能显著提高PPS的力学性能和综合性能，充分显示出无机纳米粒子在塑料改性中的优异特性。PPS高端应用领域PPS的应用是以其优异的耐热性为中心，兼顾其减摩自润滑性、化学稳定性、尺寸稳定性、阻燃性、电绝缘性和介电特性及优良的力学性能等，使其在航空航天、核工业、电子电气、食品与药品工业等高新技术领域作为耐高温、高阻燃、高刚性、高电性能、高黏接性的非金属材料获得广泛应用。PPS被NASA选为专用材料由于PPS固有的阻燃性，属于本质阻燃材料，使其无须添加阻燃剂即可达到高阻燃等级，因而被美国航天航空总署(NASA)认为是防火安全性最好的塑料，并被选为空间技术八大专用材料之一。PPS在民用工业领域也获得一席之地，如在化工行业中，可制作合成、输送、储存物料的反应罐、管道、阀门、化工泵等；在机械行业中，可制作叶轮、叶片、齿轮、偏心轮、轴承、离合器、耐磨零件及传动部件；PPS用于电子连接器在电子电气方面，可制作变压器骨架、高频线圈骨架、插头、插座、接线架、接触器转鼓鼓片及各种精密零件等；发动机活塞环在汽车行业中，可制作发动机活塞环、排气循环阀、汽车流量阀等。除此之外，PPS还可以用于其他诸