2019-04-16 聚苯硫醚PPS合成与用途：低氯化与高流动性要相协调

聚苯硫醚（Poly Phenylene Sulfide，简称PPS）又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料，已成功地应用在电子、电器、汽车、航空航天等领域。化学结构如下：

                                聚苯硫醚PPS结构式

PPS的合成主要有溶液聚合法和自缩聚法。

    1、溶液聚合法：是以对二氯苯和硫化钠为原料：
    2、自缩聚法：以卤代苯硫酚金属盐为原料，在氮气保护下自缩聚

PPS结构与性质关系：

    1、苯环和硫原子交替排列构成的线性聚合物，分子链规整性强，因此结晶很高。
    2、由刚性苯环与柔性硫醚键连接起来的主链具有刚柔兼备的特点
    3、苯环与硫原子共轭，且硫原子尚未饱和，经氧化可使硫醚键变为亚砜基和砜基，或者苯环和相邻大分子形成氧桥而交联，并没使主链断裂，因此热氧稳定性突出，最高连续使用温度可达260℃，热分解温度可达522℃。
    4、硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度束缚，整个聚合物呈现出非极性或弱极性的特点，因此电绝缘性和耐化学介质性很突出。
    5、由于聚苯硫醚与许多的聚合物和添加剂有良好的相容性，因此可以通过共混、增强、合金化等手段改性，以提高其物理力学性能。

PPS可以通过注塑和挤出成型加工成塑料制品，也可经过双向拉伸制成薄膜和纺丝制成纤维，还可通过填充增强制成复合材料。

PPS的主要特性如下：

（1）力学性能：聚苯硫醚的拉伸强度、弯曲强度等在工程塑料中属中等水平，伸长率和冲击强度比较低；在保持其耐热性、阻燃性和化学稳定性的特点下，添加玻璃纤维、碳纤维及无机填料来提高力学性能。

（2）具有优异的耐热稳定性，其热变形温度在260℃以上，在空气中于700℃降解，可在200～240℃下连续使用，在低于400。C的空气或氮气中较稳定，基本无质量损失，在1 OOo℃惰性气体中仍能保持40％的质量，且机械性能在高温下不降低；

（3）耐化学腐蚀性能好：与聚四氟乙烯(PTFE)相近，能抵抗酸、碱、烃、酮、醇、酯、氯烃等化学品的侵蚀，低于175℃以下不溶于现已知的任何有机溶剂，只有在175℃以上时才溶于氯代萘中。

（4）电气性质相当稳定：聚苯硫醚的介电常数很小，介电损耗相当低，表面电阻和体积电阻对频率、温度、湿度的变化不敏感，是优良的电绝缘材料，它的耐电弧时间也较长。即使在高温、高湿、高频率条件下仍具有优良的电性能。

（5）阻燃性能好：氧指数为46％～53％，在火焰上能燃烧，但不会滴落，且离火自熄，发烟率低于卤化聚合物，不需添加阻燃剂就可达到uL一94 V—o标准；

（6）尺寸稳定性好：其成型收缩率及线性膨胀系数较小，成型收缩率为0.15％～0.30％，最低可达0.01％，吸水率低，长期暴露在水中其尺寸的改变量几乎可以忽略，在有机物中尺寸的改变量也相当有限；在高温或高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。

（7）粘结性能好：PPS树脂对玻璃、铝、不锈钢等有非常高的黏结强度，对玻璃的黏结强度甚至大于玻璃的内聚力，超声波焊接是极佳的粘接方式。

（8）加工性能良好：尽管PPS的熔融温度较高，但粘度低，流动性好，结晶速度快，成型周期短。

（9）耐辐照性能好：计量达1×108Gy，是其它工程塑料无法比拟的，广泛用于电子、军工、航天。

（9）复合材料性能：PPS树脂的熔体黏度非常低，流动性良好，极易与各种填料润湿；用玻纤或无机填料增强的树脂，具有极高的抗冲击性，抗弯曲及延展性。

PPS的短板：由于PPS的相对分子质量低，数均平均相对分子质量为5500，再加上PPS主链上大量的苯环增加了高分子链的刚性，使其脆性、冲击韧性不高，从而在一定程度上限制其应用。解决方法是对PPS进行改性：依据其性能（反应性、柔软性），阿科玛AX8900塑料增韧剂是一种适用于工程塑料如：PPS、聚酯（PBT.PET）、PC/PBT或PC/ABS合金等冲击强度的增韧剂，同时可用作聚酯聚烯烃混合的增韧相容剂以及复合材料的黏合剂。

AX8900可直接与物料混合注塑成型使用，无须干燥处理，经双螺杆挤出机造粒效果更佳。丙烯酸酯共聚单体的热稳定性可以满足聚酯（PBT、PET）及PPS的加工温度，这些是可用AX8900进行抗冲改性的主要材料，然而为了尽量减少凝胶体的产生，建议在加工后立即清理设备以避开AX8900可以完成交联的时间和温度。

PPS的主要用途：

PPS的用途十分广泛，主要应用于汽车、电子电气、机械行业、石油化工、制药业、轻工业以及军工、航空航天等特殊领域。部分例子如下：

1、电子电器：微型电子元件封装、变压器开关、小型电路板、高压接线柱、中波滤波器、插座、灯座、微调电容器、锅炉传感器支架、保险基座、电子马达支架、屏蔽罩、电池箱体等。

2、机械石油化工产业：PPS相比不锈钢更为耐用，在极端环境下成本效益更高。油泵组件、油田下坠球、阀座及阀门、压缩机活塞环、计量仪表、各种齿轮偏心轮、喷嘴、机械密封垫、外罩及支架等各种机械设备。

3、汽车交通：温度传感器、汽化器、进气管、暖风口支架、调温器支架外壳、叶轮、泵体指针环、循环水泵外壳、刹车制动器支架、 传动装置、制动锁、流量泵、汽油泵、点火器。轨道交通：扣件、垫片、绝缘子。

4、航天航空军事：航天飞机：接插件、气动信号调节柱、传感器外罩、自润滑推力轴承、发动机齿轮。导弹：外壳的燃烧层、垂直尾翼部份。核潜艇：耐核幅照的零部件

5、PPS纤维：PPS树脂还被制成了高性能的特种纤维和薄膜等产品，使其在环保应用领域和清洁能源领域有了更加广泛的应用。PPS纤维的主要应用：用于生产除尘袋，以减少燃煤电站中灰尘的排放量，是PPS具有较高附加值的应用之一。

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