聚苯硫醚

聚苯硫醚是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料，其化学结构式为，英文名称为Polyphenylene Sulfile,简称PPS。

聚苯硫醚因具有突出的耐热性和近似于聚四氟乙烯的化学稳定性而在工程塑料中占有重要的地位。其次还具有自阻燃性，与各种填料、增强材料及其它塑料良好的兼容性，使其牌号、品种繁多。它还具有一般工程塑料的加工工艺性，避免了耐热塑料难加工的缺点。自出现初期，就被誉为“喷气时代的新型塑料”。

聚苯硫醚是由美国菲利浦石油公司于1967年研制出来的，1968年以Ryton牌号投入工业化生产，此后日本、英国、西欧及中国均有许多公司和厂家投入了生产，目前该品种仍以较快的速度发展。

聚苯硫醚的结构与性能

       从聚苯硫醚的大分子链的结构可以看出，它是以苯环和硫原子交替排列构成的线性或略带支链的高分子化合物，分子链规整性强。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，因此聚苯硫醚可以结晶，其原粉结晶度高达75%，熔点高达285℃。其次由于主链上苯环与硫原子形成了共轭，且硫原子尚未处于饱和，经氧化后可使硫醚键变为亚砜基和砜基或者使相邻大分子形成氧桥支化或交联，但并未使主链断裂，因此热氧稳定性十分突出，最高连续使用温度可达260℃，热分解温度可达522℃。第三，由于硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度的束缚，整个聚合物呈现出非极性或弱极性的特点，因此电绝缘性和介电性以及耐化学介质性也很突出。第四，由于聚苯硫醚与众多的聚合物和添加剂有良好的兼容性，因此可以通过共混、增强、合金化等手段进行改性以提高其物理力学性能。

聚苯硫醚的性能

一、物理力学性能

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，而伸长率和冲击强度却比较低，因此在保持其耐热性、阻燃性和化学稳定性突出的特色下，在受力结构件中使用的聚苯硫醚通常依靠添加玻璃纤维、碳纤维及无机填料来提高力学性能。

聚苯硫醚经增强改性后主要力学性能如拉伸、弯曲、压缩和冲击强度均有大幅度提高，而伸长率却降低，加有碳酸钙填充的聚苯硫醚较未改性的聚苯硫醚有所提髙。经改性后的聚苯硫醚能在长期负荷和热负荷作用下保持高的力学性能和尺寸稳定性，因而能应用于温度高的受力环境中。此外，由于聚苯硫醚本身的硬度较高，与聚四氟乙烯、二硫化钼、碳纤维等复合后可以制出摩擦因数和摩耗量很小、耐高温的自润滑材料，己作为优异的耐磨材料在工业上使用。

二、热性能

热性能突出是聚苯硫醚最受人关注的性能，用玻璃纤维增强后热性能指标更高。

聚苯硫醚的热稳定性很好，热失重分析表明在500℃以下的空气或氮气中加热没有明显的重量损失，只有在700℃空气中才会完全降解。而在惰性气体中，即使在1000℃的高温下，仍能保持其原重量的40%。此外，它的力学性能随温度升高下降很少，在232℃经5000 h的热老化后弯曲强度和拉伸强度均能保持在50%以上。

三、电性能

聚苯硫醚的介电常数很小，介电损耗相当低，表面电阻率和体积电阻率对频率、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。

四、化学性能

聚苯硫醚除了受强氧化性酸（如浓硫酸、浓硝酸和王水）外，不受大多数酸、碱、盐的侵蚀,具有接近于聚四氟乙烯的化学稳定性。在低于175℃以下不溶于现已知的任何有机溶剂中，只有在175℃以上时才溶于氯代萘中。聚苯硫醚与一般有机溶剂如苯、冰醋酸、油类、脂类物质接触时不会出现制品开裂。此外它对紫外线、射线也很稳定，不会出现表面发粘或分解的现象。

五、燃烧性能

聚苯硫醚由于分子链由苯环和硫原子交替排列组成，本身具有阻燃作用，无须加入阻燃剂就可以达到UL-94-V0级，它的极限氧指数可以达到44%〜53%，与聚氯乙烯相近，高于PSU,PA66,PPO,PC等工程塑料，是一种自熄性工程塑料。

聚苯硫醚的成型加工

聚苯硫醚通常采用注射、挤出、压制、喷涂等方法进行成型加工。

一、注射成型

用于注射成型的聚苯硫醚，其熔融指数一般为10〜100g/min(343℃，0.5 MPa下测出），而且多为加入纤维增强或填料填充改性的品级。所用注射机一般应选用螺杆式注射机，要求加热温度能达到350℃,注射压力能达到150MPa。喷嘴宜选用自锁式，以防止流涎现象。模具应能加热，在低模温（95℃以下）中得到的注射制品结晶度低（10%〜15%以下），需经后处理(204℃处理30min)以提高结晶度从而使制品性能提高。而在高模温（120〜200℃)中会得到高结晶度（50%〜55%)的制品。常用的注射工艺条件为：料筒温度300〜340℃,注射压力70〜140MPa,模具温度120〜200保压时间30〜120s,成型收缩率0.2%〜0.8%。

二、模压成型

模压成型时需先将树脂粉末（熔融指数为200以下）于250℃预烘2h，然后再按比例与填料均匀混合，再加入到模具中，在370℃下恒温30〜40min。取出后置于冷压机上加压成型，压力为10MPa左右，自然冷却至150℃后进行脱模。再将制品于200〜250℃下后处理，后处理时间依制品厚度而定。

三、喷涂成型

聚苯硫醚的喷涂以静电粉末喷涂为主，喷涂前需将金属工件进行除油、喷沙、化学处理，以提高工件与聚苯硫醚的粘附力。然后将工件在370〜400℃下预热处理10〜20min。用喷枪将PPS粉末（依要求可在粉末中混入少量TiO₂，CrO₃，PTFE，石墨等）喷到工件表面，每次喷涂不宜过厚，反复操作3〜4次，待流平、固化后得到平整而有光泽的涂层，涂层总厚度应不超过0.5mm。

聚苯硫醚的应用

聚苯硫醚的应用是以其耐热性为中心，兼顾它的耐化学介质性、尺寸稳定性、阻燃性和电 绝缘性。

在电子电器领域，主要选用玻纤增强的聚苯硫醚制作H级绝缘材料和精密零件，如变压器骨架、高频线圈骨架、插头、插座、开关、接线架、电视机输出变压器，铝电解电容器差板，接触器转鼓鼓片等。

在机械领域作为叶轮、风机、叶片、离合器、齿轮、偏心轮、过滤器、复印机卡爪、旋转轴承及照相机光圈零件等。

在化工领域用作合成、输送、储存原料的反应釜、管道、罐的涂层，以及化工泵、燃烧泵、阀门等零件。