PPS简单概述

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，PPS的分子结构比较简单,分子主链由苯环和硫原子交替排列,大量的苯环赋予PPS 以刚性,大量的硫醚键又提供柔顺性，被誉为继聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET）、聚甲醛（POM）、尼龙（PA）、聚苯醚（PPO）之后的第六大通用工程材料，也是八大宇航材料之一。
PPS是一种重要的结晶度较高的耐高温、高强度热塑性材料，其结构式：PPS的Tg约为 85℃，Tm 约为285℃，具有优良的耐热稳定性。
在空气中于700℃发生降解，可在 200～240℃下连续使用，在低于400℃的空气或氮气中较稳定，基本上无质量损失，在1000℃惰性气体中仍然保持40%的质量，短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优于目前所有的工程塑料。
随着高分子材料科学的发展，聚合物的发展方向向着功能性材料发展。
聚苯硫醚（PPS）作为通用工程塑料高性能化、特种工程塑料低成本化的材料品种之一，其耐热材料、阻燃材料、摩擦材料和聚合物合金等领域有着广泛的应用而逐渐成为国内外研究热点。

PPS  合成技术：

PPS的合成方法主要有硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚缩聚法、非结晶质PPS合成法和硫化氢法等。
其一，硫化钠法又名Phillips法，1967年由美国Phillips公司研发成功，1973 年实现工业化生产。
该法是以无水硫化钠和对二氯苯为原料，碱金属盐作为助剂，在强极性质子溶剂中反应缩聚制备PPS。
硫化钠法制备PPS 的技术优点是原料资源丰富，产品质量稳定，生产重复性较好，产率高。
目前硫化钠法制备PPS的技术瓶颈主要是原料纯化、溶剂聚合和纯化洗涤三方面。
其二，对卤代苯硫酚缩聚法★对卤代苯硫酚缩聚法是1959 年由美国道化学公司开始研发，并进行了工业化探索。
该法采用对卤代苯硫酚为原料，在熔融状态下自缩聚制得线型PPS 树脂。
对卤代苯硫酚缩聚法不需要调节单体的比例，即可制得线型PPS 产品，副产物较少。
但是单体的制备工艺较为复杂，造价昂贵，而且部分单体毒性较大，副反应容易生成环状PPS 阻碍相对分子质量的增长。

 PPS的特性

PPS耐化学性能：

       ★目前尚未发现可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶剂，对无机酸、碱和盐类的抵抗性极强。
不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。

        ★PPS的耐辐射性好，耐辐射达到Gy 1×108，是其它工程塑料无法比拟的新材料，在电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等特别是原子弹、中子弹领域，是作为耐辐射理想的优良材料。

        ★PPS本身的化学结构相当稳定，而且含有阻燃性的元素——硫，因此，PPS具有优异的耐燃性。
将试片点燃，调整氧气与氮气的流速观察燃烧情形。
而刚好让试片持续燃烧的氧气浓度便是极限氧气指数，其值越高，表示耐燃性越佳。
纯PPS的极限氧气指数可高达44，也就具有优良的耐燃性。
含填充剂或玻璃纤维的PPS的极限氧气指数更高，其耐燃性更佳。

       ★纯PPS在厚度为0.8mm时便可通过UL-94 V0级。
基本上，除了少数等级如超韧系列之外，各种等级PPS的UL94燃烧性都是属于V-0级，在UL 94燃烧性中已是的等级了。
超韧系列PPS含有一些增韧剂，会牺牲一些耐燃性。
  

       ★纯PPS及未添加导电物的PPS等级皆具有优良的电气绝缘性质。
添加碳纤维的PPS等级则有相当低的体积电阻系数。

   PPS物理性能：

      ★电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，白色硬而脆，跌落于地上有金属响声，透光率仅次于有机玻璃，着色性耐水性，化学稳定性良好。
有优良的阻燃性，为不燃塑料。

      ★强度一般，刚性很好，但质脆，易产生应力脆裂；不耐苯、汽油等有机溶剂；长期使用温度可达260度，在400度的空气或氮气中保持稳定。

      ★通过添加玻璃纤维或其它增强材料改性后，可以使冲击强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收缩率较小到0.15-0.25%，适于制作耐热件、绝缘件及化学仪器、光学仪器等零件。

   PPS特性：

      ★一般性能：PPS为一种外观白色、高结晶度、硬而脆的聚合物，纯PPS的相对密度为1.3，但改性后会增大。
PPS有吸水率极小，一般只有0.03%左右。
PPS的阻燃性好，其氧指数高达44%以上；与其他塑料相比，它在塑料中属于高阻燃材料（纯PVC的氧指数为47%、PSF为30%、PA66为29%、MPPO为28%，PC为25%）。

      ★机械性能：纯PPS的机械性能不高，尤其冲击强度比较低。
以玻璃纤维增强后会大幅度提高冲击强度，由27J/m增大到76J/m，增大3倍；拉伸强度由6Mpa增大到137Mpa，增大1倍。
PPS的刚性很高，在工程塑料中少见。
纯PPS的弯曲模量可达3.8Gpa，无机填充改性后可达到12.6Gpa,增大5倍之多。
而以刚性著称的PPO仅为2.55Gpa，PC仅为2.1Gpa。

      ★电学性能：PPS的电性能十分突出，与其他工程塑料相比，其介电常数和介电损耗角正切值都比较低，并且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大；PPS的耐电弧好，可与热固性塑料媲美。
PPS常用于电器绝缘材料，其用量可占30%左右。

      ★环境性能：PPS的特点之一为耐化学腐蚀性好，其化学稳定性能仅次于F4；PPS对大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定，不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、浓硫酸、浓硝酸、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。
PPS的耐辐射性好。
除此之外，pps具有比尼龙更好的耐热性能，尺寸稳定性良好，耐油性和耐药性俱佳。

聚硫苯醚(PPS)的成型加工

1．加工特性树脂厂商提供的PPS为一种相对质量比较低（4000~5000）、结晶度较高（75％）的白色粉末，这种纯PPS无法直接塑化成型，只能用于喷涂。
用于塑化成型的PPS，必须进行交联改性处理，使熔体的粘度上升。
一般交联后的熔融指数达到10~20为宜；进行玻璃纤维增强PPS的熔融指数可大一些，但不能大于200。
PPS的交联方法有热交联和化学交联两种，目前以热交联为主。
热交联的交联温度为150~350℃，低于150℃不发生交联，高于350℃发生高度交联，反而导致加工困难。
 化学交联需要加入交联促进剂，具体的品种有氧化锌、氧化铅、氧化镁、氧化钴等以及酚类化合物，六甲氧基甲基三聚氰酰胺、过氧化氢、碱金属或碱土金属的次氯酸盐等。
PPS虽有交联，但流动性下降不多；因此，废料可重复使用三次；PPS本身具有脱模性，可不必加入脱模剂；PPS经过热处理可提高结晶度及热变形温度，后处理的条件为：温度204℃，时间30min。

2．加工方法

（1）注塑：可采用通用注塑机，玻璃纤维增强PPS的熔融指数以50为宜。
注塑的工艺条件为：料筒温度，纯PPS为280~330℃，40％GFPPS

为300-350℃；喷嘴温度，纯PPS为305℃，40％GFPPS为330℃；模具温度120-180℃；注塑压力，50-130 MPA。

（2）挤出：采用排气式挤出机，工艺为：加料段温度小于200℃；料筒温度300-340℃，连接体温度320-340℃，口模温度300-320℃。

（3）模压成型：适合大型制品，采用两次压缩，先冷却，后热压。
热压的预热温度纯PPS为360℃左右15min,GFPPS为380℃左右20min;模压压力为10~30Mpa，冷却到150℃脱模。

（4）喷涂成型：采用悬浮喷涂法和悬浮喷涂与干粉热喷混合法，都是将PPS喷涂到金属表面，再经过塑化、淬火处理而得到涂层；PPS的涂层处理温度在300℃以上，保温30min。

三、PPS的应用

在机械工业各个领域当使用尼龙（PA）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸乙二脂（PET）和聚砜（PSU）都有缺陷式不能达到技术要求，而使用聚酰亚胺（PI）聚醚醚酮（PEEK）和聚酰胺-酰亚胺（PAI）又价格太高，选择使用PPS应是较理想的工程塑料。

1、机械工业：机械工业中特别运用于在高湿、强腐蚀的环境下的部件制备。
用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料，具体有如：泵壳、泵轮、阀、

轴承、轴承支架、活塞环及齿轮、滑轮、风扇、流量计部件、法兰盘、万向头、计数器、水准仪等。

2、电子电器：PPS用于电子电器工业可占30％，它适合于环境温度高于200℃的高温电器元件；可制造发电机和发动机上的点涮、电涮托架、启动器线圈、屏蔽罩及叶片等；在电视机上，可用于高电压外壳及插座、接线柱及端子板等；在电子工业、制造变压器、阻流圈及继电器的骨架和壳体，集成电路载体；利用高频性能，制造H级绕线架和微调电容器等。
微型电子元件封装、连接器、接线器、插座、线圈骨架、马达壳、电磁调节盘、电视高频头轴、继电器、微调电容器、保险丝支架、收录机、磁疗器等零部件。
还应用于精密仪器：电脑、计时器、转速器、复印机、照相机、温度传感器以及各种测量仪表的壳体和部件。

3、汽车工业：PPS用于汽车工业占45％左右，主要用于汽车功能件；点火器、加热器、汽化器、离合器、变速器、齿轮箱、轴承支架、灯罩、保险杠、风扇、排气系统以及反光镜和车灯座的零部件。
可代替金属制作排气筒循环阀及水泵叶轮，气动信号调解器等。

4、家用电器：热风筒、卷发器、干发器、烫发器、微波炉、咖啡煲、干衣机、电熨斗、电饭煲等的防护涂层和零部件。

5、化学工业：PPS具有优良粘接性和耐蚀性，极宜作化工设备的衬里。