聚苯硫醚纖維

1、聚苯硫瞇纖維聚苯硫醚纖維聚苯硫醚纖維（Polyphenylene Sulfide Fibre）是一種新型特種塑料纖維。國(guó)外商品名稱賴頓（Ryton）。由聚苯硫醚樹脂（PPS）采用常規(guī)的熔融紡絲方法,然后在高溫下進(jìn)行后拉伸、卷曲和切斷制得。其短纖維性能：強(qiáng)度2.653.08 厘牛/分特、伸長(zhǎng)率 25%35%，熔點(diǎn) 285E，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和阻燃性，氧指 數(shù)值3435, 200E時(shí)強(qiáng)度保持率為 60%，斷裂伸長(zhǎng)無變化；耐化學(xué)性僅次于聚 四氟乙烯（PTFE）纖維；有較好的紡織加工性能。制品主要用于高溫?zé)煹罋夂?特殊熱介質(zhì)的過濾，造紙工業(yè)的干燥帶以及電纜包膠層和防火織物等，其織布 可以制作高級(jí)消防

2、服裝。性能與特點(diǎn)PPS 纖維是一種線型、高分子質(zhì)量、結(jié)晶性高聚物，具有很高的熱穩(wěn)定性、 耐化學(xué)腐蝕性、阻燃性以及良好的加工性能。其優(yōu)異的綜合性能表現(xiàn)在如下幾 個(gè)方面。（1）熱穩(wěn)定性。PPS 纖維在高溫下有優(yōu)良的強(qiáng)度、剛性及耐疲勞性，在低 于 400C的空氣或氮?dú)庵行阅茌^穩(wěn)定。在 204C高溫空氣中 2000h 后仍有 90%的 強(qiáng)度保持率，5000h 后有 70%的強(qiáng)度保持率，8000h 有近 60%的強(qiáng)度保持率。 在空氣中，當(dāng)溫度達(dá)到 700E時(shí)才能發(fā)生完全降解。(2) 耐化學(xué)腐蝕性。PPS 纖維具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性，特別是耐非氧化 性酸和熱堿液的性能突出，能抵抗酸、堿、氯烴、烴類、酮、醇

3、、酯等化學(xué)品 的侵蝕，在200C下不溶于任何化學(xué)溶劑，在四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑中一周 后仍能保持原有的抗拉強(qiáng)度。只有濃硫酸和濃硝酸等強(qiáng)氧化劑才能使 PPS 纖維發(fā)生劇烈的降級(jí)。因大分 子中硫原子容易被氧化，所以 PPS 纖維對(duì)氧化劑比較敏感，耐光性也較差。(3) 阻燃劑。PPS 纖維加工成制品很難燃燒，不需添加阻燃劑就可以達(dá)到UL-94V-0 標(biāo)準(zhǔn)。置于火焰中時(shí)雖然會(huì)發(fā)生燃燒，不會(huì)滴落，且遠(yuǎn)離火自熄。燃 燒時(shí)呈橙黃色火焰，并生成微量黑煙灰，發(fā)煙率低于鹵化聚合物，燃燒物不脫落，形成殘留焦炭，表現(xiàn)出較低的煙密度和良好的延燃性。PPS 纖維的介電常數(shù)為 3.95.1,及誒單強(qiáng)度為 13仃 KV/m

4、m，在高溫、高濕、變頻條件下仍能保 持良好的絕緣性。(4) 其他性能。PPS 纖維強(qiáng)度、伸度和彈性等機(jī)械性能與聚酯相當(dāng)，對(duì) 射線和中子放射的絕緣性比尼龍和聚酯纖維好。同時(shí)還具有良好的紡織加工性能，可用于在燃燒爐中處理 150-200C含硫酸性氣體以及造紙工業(yè)中干燥帶、電 纜包膠層、復(fù)合材料等的制作。日本有公司利用PPS 纖維傳熱系數(shù)小的特點(diǎn)，開發(fā)保溫衣料，其保溫性能比常規(guī) PRT 纖維可提高 30-40%，且可以減弱穿衣 時(shí)約16%冷接觸感。制備線型高分子質(zhì)量 PPS 樹脂是一種熱塑性塑料，熔點(diǎn)為 285C，在 200C以下 幾乎不溶于任何溶劑，難以進(jìn)行濕法紡絲，因此，通常選用熔融紡絲 -拉伸

5、定型 工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，其紡絲工藝流程如下圖。在 PPS 熔融紡絲過程中，通常適合的高溫紡絲、徐冷、固化成形、牽伸、 定型等技術(shù)。在紡絲噴絲板下，實(shí)施環(huán)吹風(fēng)絲條漸冷技術(shù)，以使熔體絲條進(jìn)一 步拉伸細(xì)化。延長(zhǎng) PPS 熔體絲條冷卻固化時(shí)間，由此提高紡絲性能和機(jī)械性能。在拉伸 后處理工藝技術(shù)中，采用在高于 PPS 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度條件下，對(duì)聚苯硫醚纖維實(shí)施高溫水/油浴、多級(jí)拉伸和多級(jí)、多溫區(qū)加熱松弛緊張熱定型處理技術(shù)，可 使 PPS大分子鏈取向趨于完善，并進(jìn)一步提高聚苯硫醚纖維的結(jié)晶度。采用該 技術(shù)制備的聚苯硫醚短纖維具有拉伸斷裂強(qiáng)度高，斷裂伸長(zhǎng)低，熱穩(wěn)定性好等 特點(diǎn)。圖 1 PPS 紡絲工藝流程圖應(yīng)

6、用由于聚苯硫醚纖維的優(yōu)異耐熱性、 耐腐蝕性和阻燃性， 因此具有十分廣泛 的用途，在環(huán)境保護(hù)、化學(xué)工業(yè)過濾盒軍事等領(lǐng)域中的應(yīng)用尤為突出。例如： 用于熱電廠的高溫袋式除塵、垃圾焚燒爐、水泥廠濾袋、電絕緣材料、阻燃材 料、復(fù)合材料等；另外，還可用作干燥機(jī)用帆布、縫紉線、各種防護(hù)布、耐熱 衣料、電絕緣材料、電解隔膜和摩擦片（剎車用）等。PPS 纖維針刺非織造布或機(jī)織物可用于熱的腐蝕性試劑的過濾，是較為理 想的耐熱和耐腐蝕材料，用 PPS 纖維制成針刺氈帶用于造紙工業(yè)的烘干機(jī)上， 同時(shí)也可用于制作電子工業(yè)的特種用紙，其單絲或復(fù)絲織物還可用作除霧材料。（1）火力發(fā)電煙道除塵。PPS 纖維主要用于工業(yè)燃煤鍋

7、爐袋濾室的過濾織 物。工業(yè)用爐排放出的廢熱煙氣含有 SOx、NOx、HCI 及二氧雜環(huán)烴類等腐蝕性 化學(xué)物，一般的材料使用壽命短，過濾效果差。用于工業(yè)燃煤鍋爐的PPS 過濾織物，在濕態(tài)酸性環(huán)境中，在 190C以下，使用壽命可達(dá) 3 年左右，國(guó)外電場(chǎng)、 鋼廠主要采用 PPS 纖維織成的氈或其它形式的濾布，國(guó)內(nèi)主要依靠進(jìn)口。憔冷成形一 上油卷疑農(nóng)束一護(hù)引機(jī)機(jī)一彳機(jī)械卷6 宦里i jtwtr I（2 ）鋼鐵工業(yè)。鋼鐵工業(yè)也是大氣污染的主要來源之一，使用袋式除塵器 的數(shù)量巨大。我國(guó)鋼產(chǎn)量已超過 3 億 t，如果按照寶鋼應(yīng)用袋式除塵器的狀況計(jì) 算，總共需要 2100 萬 m2濾料，其中大部分是化纖濾料。

8、按照濾袋使用壽命 215 年計(jì)算，每年更換濾袋所需的濾料約 700 萬 m2，需要纖維濾氈 3850t，也就是 說，鋼鐵工業(yè)的袋式除塵器用量還有較大的擴(kuò)展余地。（3 ）水泥工業(yè)。近年來，水泥行業(yè)新型干法水泥生產(chǎn)線中窖頭和窖尾采用 袋式除塵器的越來越多。新建的 3000t/d、5000t/d、10000t/d 生產(chǎn)線的水泥窖 大量采用袋式除塵器，PPS 纖維濾料也大有用武之地。（4）化學(xué)品過濾。PPS 纖維除在環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛而不可缺少的用途外， 還能用于那些腐蝕性強(qiáng)、溶液溫度較高的化學(xué)品的過濾，如各種強(qiáng)極性溶劑等。聚苯硫醚纖維是一種重要的高性能纖維，力學(xué)性能、耐化學(xué)性能、熱性能 好，在環(huán)保、化

9、學(xué)品過濾等方面具有廣泛的用途。由于我國(guó)工業(yè)高速發(fā)展，大 量的火力發(fā)電廠、水泥廠、垃圾焚燒場(chǎng)等排放出大量污染物，對(duì)保護(hù)環(huán)境迫在 眉睫，為了我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，使地球空氣質(zhì)量更好，藍(lán)天更藍(lán)，加速PPS纖維的發(fā)展非常必要?，F(xiàn)狀與發(fā)展我國(guó) PPS 纖維生產(chǎn)面臨的主要問題有：1 ）對(duì)纖維級(jí) PPS 樹脂的技術(shù)指標(biāo) 要求認(rèn)識(shí)不足。長(zhǎng)期以來從事 PPS 樹脂研究的科研人員，主攻方向是如何將 PPS 樹脂用于注塑產(chǎn)品和涂料，樹脂中大分子有少量交聯(lián)對(duì)注塑加工無影響，但對(duì) 纖維級(jí) PPS樹脂在分子質(zhì)量、分子質(zhì)量分布、機(jī)械雜質(zhì)以及聚合時(shí)生成的凝膠 對(duì)紡絲的重要影響認(rèn)識(shí)不足。PPS 樹脂的研究和生產(chǎn)已有多年， 纖維級(jí)

10、 PPS 樹 脂的研究開發(fā)滯后于其纖維需要的發(fā)展，原料問題始終沒有解決。2 ）合成過程中無法有效控制纖維級(jí) PPS 結(jié)構(gòu)。目前合成原料中所用的對(duì)二氯苯、硫化鈉是 普通工業(yè)級(jí)的，合成前雜質(zhì)除去不完全，在合成過程中易于交聯(lián)，形成不帶過 多支鏈和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的線性大分子控制技術(shù)尚有待進(jìn)一步研究和提高。3）紡絲技術(shù)和裝備問題尚沒有從根本解決，由于時(shí)間和條件所限，對(duì)PPS 大分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究尚不深入，有必要根據(jù) PPS 熔體的性能選擇適宜的紡絲設(shè)備以及與此 相匹配的最佳紡絲工藝參數(shù)，才能紡出高品質(zhì)的纖維。由上所述，我國(guó) PPS 纖維在原料方面與國(guó)外先進(jìn)水平有較大差距，但欣慰的是纖維級(jí) PPS 樹脂現(xiàn)已逐漸認(rèn)識(shí)清楚，研究也始終沒有停止我國(guó)對(duì) PPS 纖維的研究起步于 20 世紀(jì) 90 年代初，生產(chǎn) PPS 纖維的企業(yè) 主要分布在江蘇、浙江、四川、遼寧等省市和地區(qū)。國(guó)產(chǎn) PPS 纖維的品種仍然 比較單一，以圓形截面、線密度為 2.22.7dtex 的 PPS 短纖維居多。要求結(jié)合國(guó)內(nèi)外 PPS 及新材料的發(fā)展動(dòng)向，在發(fā)展新型 PPS 類材料品種, 開發(fā)PPS 新合成方法的基礎(chǔ)上還應(yīng)當(dāng)著力抓好新型改