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聚苯硫醚英文名称Poly phenylene sulfide，简称PPS，是一种新型的工程塑料，在美国于1973年才开始工业化生产。近年发展得很快，已成为继尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、热塑性聚酯（PET和PBT）及聚苯醚（PPO）之后的第六大工程塑料和第一大特种工程塑料。 产品分为两类：一类是支链型热塑性聚合物，粘度较高。另一类是热固性聚合物，固化前具有线性分子结构，固化后加热充分也软化到一定程度。下面主要介绍热塑性PPS。 PPS是分子主链上具有苯硫基的高聚物，由于其结构为苯环与硫交替连接，分子链具有很大的刚性及规整性，因而PPS为结晶性聚合物，具有很多优异性能，如耐热性、刚性、阻燃性及电绝缘性。硫原子上的孤对电子使得PPS与玻璃纤维、无机填料及金属具有良好的亲和性，易于制成各种增强复合物及合金材料。 1、物理力学性能 PPS是一种白色、结晶度高的聚合物，密度为1.34。其力学性能优良、拉伸强度和弯曲强度优于PA、PC、PBT等，具有极高的刚性和抗蠕变性，但其脆性较大，缺口冲击强度较低，低于PA、PC、PBT高于POM。加入玻璃纤维增强后其力学性能更优。PPS属惰性物质，无毒。 2、热性能 由于PPS为结晶性聚合物，最高结晶度可达65%，其结晶温度为127℃，熔点为286℃，热变形温度260℃，在空气中430-460℃以上才分解，热稳定性远超出PA、PBT、POM等工程塑料，长期使用温度在热塑性塑料最高，可达220-240℃。PPS还是具有良好的绝热性和阻燃性，其临界氧指数与PVC相当，可达47%，无需加入阻燃剂，PPS可达到UL94-V0级水平。 3、电性能 PPS的分子结构对称，无极性，吸水性低，故其电绝缘性十分优良，与其他工程塑料相比，其介电常数小，耐电弧性相当于热固性塑料，在高温、高湿、变频等条件下，PPS还能保持优良的电绝缘性。加入导电填料，可制得导电性PPS复合材料，用于防静电及电磁屏蔽。 4、耐化学性 由于PPS具有较高的结晶度，故其具有优良的耐化学药品性，在200℃以下不溶于任何有机溶剂，除强氧化性酸外，可经受各类酸、碱、盐的侵蚀，在高温下经各种化学药品长期浸泡后，还保持较高的强度，仅次于聚四氟乙烯。PPS还具有良好的耐候性和耐射性。 5、加工性能 1）吸水性 PPS的吸水性较低，只有0.02%。 2）流动性 PPS的流动性较好，可加工薄壁制品，其流动性根据PPS的品种、规格而不同，线性PPS比支化交联PPS的流动性高，随温度升高，物料的流动性增加，但温度过高或物料在机筒内停留时间过长，物料会发生部分交联，导致流动降低。 3）结晶性 PPS为结晶性聚合物，其结晶度随成型时的冷却温度及速率而变，冷却速度越快，其结晶度越低。而结晶度大小又对其强度、耐热性、耐候性、尺寸稳定性都有较大影响。随结晶度增加，制品的热变温度提高，刚性、表面光洁度、表面硬收缩率等增加，尺寸稳定性也增加。 4）热稳定性 PPS 在高温下时间长会发生部分氧化交联反应，导致物料的流动性降低，色泽变深，影响制品的质量和性能。此外，PPS对金属有较强的粘附性，要防止物料在机筒内固化。 5）收缩性 对于结晶性塑料，在成型加工时，结晶度随模具温度增加而增大，而结晶度增大，收缩率也增加，故收缩率随模具温度而增大。通常PPS的收缩率都较小，但与流动方向垂直的收缩率大于流动方向的2-4倍。产品厚度、形状、注射速度也会对收缩率须影响。 6）二次加工 PPS制品可以切削、攻丝等机械加工和超声波焊接、粘合剂接等加工。 传统的注塑机均可用于PPS成型，推荐使用适合于玻璃纤维/矿物质填充材料的，具有一定耐磨损性能的料筒，螺杆，模具。 一般情况下可以使用开式喷嘴，为了成型高精密的部件，也可以使用闭式喷嘴。 预备干燥，虽然PPS在潮湿环境下吸收水分非常少，但是要得到高品质的产品，预备干燥是必需的。请参考以下的干燥条件： 120℃：4～6小时 130℃：3～5小时 140℃：2～3小时 干燥温度过高，或者时间过长，可能导致原料颜色改变，或者流动性的变化。 标准的成型条件如附图。相对来说，较低的射出压力和较高的料筒温度可以减少毛边
料筒温度 PPS的熔点是280℃，因此对于大多数的应用来说，300-340℃的料筒温度最常见 模具温度 模具温度从室温到150℃以上都是可以选择的。但是，为了获得最优的性能，应该采取措施，使材料的结晶程度最大化。这就需要模具表面温度至少不应该低于120℃。通常推荐使用130-150℃。较高的模具温度，可以确保获得高的结晶化程度，光滑的产品表面，减少成型后的收缩。如果在特殊情况下，需要使用较低的模具温度，应该尽量避免在80-100℃之间，这是PPS的玻璃化温度范围，容易引起脱模困难。 射出速度 根据不同的牌号，DIC·PPS具有从高到非常高的结晶速度，可以使成型周期大大缩短。为了防止在射出过程中熔体冷却/固化，较高的成型速度是必需的。通常在合适的速度下可以得到最好的产品的外观。射出填充时间通常为0.5-1.5秒。但是过高的速度可能导致翘曲和烧焦。 射出压力 因为推荐使用较高的射出速度，因此经常用到较高的射出压力，保持压力在50Mpa或者更高。 螺杆转速和背压 塑化过程需要使用低到中等螺杆转速，40-150rpm, 通常较低的背压1-2Mpa就可以，如果背压不稳定，可以使用3-4Mpa.如果转速和背压都过高，会破坏玻璃纤维，降低最终产品的物理性能。 洗机 使用高分子量的高密度聚乙烯，可以得到很好的清洗效果。 回料 对于材料的回收利用，有三个重要的标准。首先新料的使用过程正常。第二，回料必须经过仔细的筛选。然后粉碎成小于2mm的颗粒。注意如果存在大量的粉末，对于最终产品的性能有很大的损害。第三，去除回料中可能混入的金属碎片，以免影响在电子/电器产品方面的应用。 |
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