聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用

1、聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用聚苯硫醚具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機(jī)械性能 和極好的尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)良的電性能等特點(diǎn)，被廣泛用作結(jié)構(gòu)性高分子材料， 通過填充、改性后廣泛用作特種工程塑料。同時(shí)，還可制成各種功能性的薄膜、 涂層和復(fù)合材料，廣泛地應(yīng)用在航空航天、軍事領(lǐng)域、電子電器 . 、石油化工、 機(jī)械、儀表儀器、家用電器、食品醫(yī)藥、汽車燈具、接插件、傳感器、紡織機(jī)械 配件、防腐設(shè)備等。1、聚苯硫醚結(jié)構(gòu)聚苯硫醚結(jié)構(gòu)式： n聚苯硫醚的化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而又巧妙每一個(gè)芳香環(huán)和一個(gè)對(duì)應(yīng)的硫原子交互 變化，兩個(gè)以單鍵隔開的相鄰雙鍵之問， 發(fā)生兀電子的部分交疊， 使能量進(jìn)一步 降低，從而形成穩(wěn)定

2、的共軛結(jié)構(gòu)。 共軛的兀電子云具有較強(qiáng)的非局域和極化特性， 從而使它在電、磁、光等方面成為一種重要的材料。PPS 結(jié)晶度的測(cè)定方面 ,X 光衍射法測(cè)得的 PPS原粉的結(jié)晶度約為 75%,熔融比焓 法測(cè)定PPS的結(jié)晶度達(dá) 70.8%（100%PP結(jié)s 晶熔融熱焓為 80.45 J/mol）, 復(fù)合材料級(jí) PPS樹脂結(jié)晶速度快 , 而且在擠拉工藝過程中即可達(dá)到 40%50%的結(jié)晶。 PPS結(jié)晶 結(jié)構(gòu)如下：聚苯硫醚是一種結(jié)晶性的聚合物。 未經(jīng)拉伸的纖維具有較大的無定形區(qū) （結(jié)晶度 約為 5%），拉伸纖維在拉伸過程中產(chǎn)生了部分結(jié)晶，（增加至 30%），如在 130230溫度下對(duì)拉伸纖維進(jìn)行熱處理，可使結(jié)

3、晶度增加到60 80%。2、聚苯硫醚的基本特性 PPS是一種由苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成的線型高分子半結(jié)晶化合物。苯環(huán) 的剛性結(jié)構(gòu)由柔性的硫醚鍵連接起來 , 賦予了其優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、耐化學(xué) 藥品性以及與無機(jī)填料的良好親合性 , 此外還具備較佳的流動(dòng)性。基本性能見表1:表 1 PPS 的基本性能項(xiàng)目斷裂強(qiáng)度 斷裂伸長(zhǎng)( cN/ dt ex)( %)抗張模量 ( cN/ dt ex)密度( g/ cm3)熔點(diǎn)( )PPS3. 8 4. 625404004851. 34285項(xiàng)目回潮率極限氧指數(shù)介電常數(shù)介電強(qiáng)度( %)( %)( kW/ m m)PPS0. 2 0. 3383. 9 5. 113

4、17(1) 優(yōu)良的耐熱穩(wěn)定性PPS在 260以上開始表現(xiàn)變形 , 在空氣中于降解溫度為 700，經(jīng)美國 U L 認(rèn)證可在 200240下連續(xù)使用，在高荷重下熱變形溫度高達(dá) 2 6 0以上，同 時(shí)具有極佳的焊錫耐熱性。 PPS在低于 400的空氣或氮?dú)庵谢旧蠠o重量損失， 表現(xiàn)出良好的耐熱性，即使在 1000惰性氣體中仍能保 40%的重量, 這些都肯定 了其短期耐熱性和長(zhǎng)期連續(xù)使用的熱穩(wěn)定性均優(yōu)。(2) 優(yōu)異的耐腐蝕性能PPS 樹脂的耐腐蝕性能與聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene， PTFE)相近, 能抵抗酸、堿、氯代烴、烷烴、酮、醇、酯等化學(xué)品的侵蝕 , 在 200以

5、下 幾乎不溶于任何化學(xué)溶劑。其對(duì)部分化學(xué)品的耐腐蝕性能見下表。表 2 PPS 的耐化學(xué)腐蝕性項(xiàng)目強(qiáng)度保持率 /%48%硫酸10010%鹽酸100濃鹽酸100濃磷酸95醋酸100甲酸10010%氫氧化鈉100230%氫氧化鈉100四氯化碳100三氯甲烷100甲苯759010%硝酸75濃硝酸0濃硫酸10（3）優(yōu)異的阻燃性能PPS樹脂的氧指數(shù)為 4653，在火焰上能燃燒，但不會(huì)滴落，且離火自熄， 不需添加阻燃劑就可以達(dá)到 UL9 4 V 0 阻燃標(biāo)準(zhǔn) 。此外研究證明， PPS燃燒 安全性高，阻燃時(shí)間、續(xù)然時(shí)間及損毀長(zhǎng)度都達(dá)到 GB 8965一 1998及 GA 10一 2002標(biāo)準(zhǔn)要求。（4）優(yōu)異的

6、絕緣性PPS樹脂的介電常數(shù)為 3.9 一5.1, 介電強(qiáng)度 （擊穿電壓強(qiáng)度 ）為 1 3一17 k v/m m, 電導(dǎo)率在 10-1810-15S/cm區(qū)間，若在高真空（ 1.33 ×10-3 P a）條件下可以低 達(dá) 10-20S/cm，在高溫、高濕、變頻等條件下仍能保持良好的絕緣性 , 所以 PPS作 為性能優(yōu)異的絕緣材料而被廣泛使用。（5）良好的加工成型性PPS熔融溫度較高 ,但熔體粘度低 , 流動(dòng)性好 , 易于成型加工。 可以用擠出、注 射、壓制等許多方法進(jìn)行成型加工。 在高溫下 , 機(jī)械性能下降少 , 具有卓越的耐蠕 變性能和耐疲勞性。3、聚苯硫醚的應(yīng)用PPS由于具有優(yōu)良熱

7、穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性、阻燃性、良好的絕緣性等綜合 性能, 故被廣泛應(yīng)用各個(gè)不同領(lǐng)域，下面就 PPS在幾個(gè)重要領(lǐng)域的應(yīng)用做簡(jiǎn)單介 紹。（1）電子電氣行業(yè) 電子電氣工業(yè)是我國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，并已成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。 我國正逐步取代日本成為全球電子電器的加工制造基地。電子電氣工業(yè)是 PPS 應(yīng)用最早，目前也是用量最大的一個(gè)領(lǐng)域。 PPS在電子電氣領(lǐng)域的用量約占 PPS 總消費(fèi)量的 40%左右，尤其是美國聚苯硫醚消費(fèi)量的一半都集中在電子電氣應(yīng)用 上，聚苯硫醚在電子電氣領(lǐng)域使用總量的 60%一 65%被用于制作工業(yè)電器設(shè)備元 件上，它可用于制備線圈骨架、連接器、接線器、接插件、電磁調(diào)節(jié)盤、電視高

8、 頻頭軸、繼電器、微調(diào)電容器、 電解電容器、 接觸斷路器、保險(xiǎn)絲支架、 線圈管、 開關(guān)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)筒、電容器護(hù)罩、刷柄、磁傳感器感應(yīng)頭、收錄機(jī)、磁療器、半 導(dǎo)體及 I C 元件、熔斷器、變壓器、電子馬達(dá)、電阻器、電磁調(diào)節(jié)閥、電熨斗、 電飯煲、熔絲支持件、印刷基板、電路片支持物、電子零件、 V T R 零件、熨斗 零件、調(diào)理器零件、電鍋零件、電子零件洗凈處理具、熱敏電阻等零部件及封裝 材料。（2）汽車工業(yè)汽車工業(yè)是 PPS用量增長(zhǎng)最快的一個(gè)領(lǐng)域。 PPS的熱穩(wěn)定性以及耐化學(xué)腐蝕 性決定了其材料不會(huì)受汽車燃料中化學(xué)成分的腐蝕， 另外其強(qiáng)度高， 相對(duì)金屬材 料具有質(zhì)量輕，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)， 為它在汽車行業(yè)

9、中得到廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 PPS 常用于制備點(diǎn)火器、加熱器、化油器、離合器、變速器、齒輪箱等，隨著聚苯硫 醚復(fù)合材料的發(fā)展， 現(xiàn)在， 還被用來制造汽車底盤等， 相信在未來 PPS材料還會(huì) 在汽車行業(yè)中有更為廣闊的應(yīng)用空間。（3）機(jī)械行業(yè) PPS具有的高強(qiáng)度、高模量的特性使之在機(jī)械行業(yè)有廣泛的用途。泵殼、泵 輪、閥、齒輪、滑輪、風(fēng)扇、機(jī)械密封及外罩材料儀器儀表零件等都可采用 PPS 樹脂，并特別適合于制備用于高熱、強(qiáng)腐蝕環(huán)境下油井深處作業(yè)的機(jī)械部件。（4）化工行業(yè) PPS在該行業(yè)中的應(yīng)用主要依賴于它的耐化學(xué)腐蝕性，如化工設(shè)備中的反應(yīng) 釜、試劑儲(chǔ)備裝置、 管道等都不可避免要與化學(xué)物質(zhì)直接接觸， 故要求其有較好 的耐化學(xué)腐蝕性，而 PPS正具備這種特性，故在該領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。（5）電力行業(yè) 電力設(shè)備高壓輸電絕緣子、變壓器材料等。另外，聚苯硫醚樹脂還可以加工 成纖維和薄膜。 由于具備優(yōu)良的絕緣性和熱穩(wěn)定性，用 PPS纖維制成的過濾袋 對(duì)含有化學(xué)腐蝕性的煙氣粉塵特別適應(yīng)， 使用壽命長(zhǎng)，除塵效果優(yōu)， 已成為電廠 燃煤鍋爐煙氣除塵的首選濾料， 該應(yīng)用目前還處于推廣階段， 總之，聚苯硫醚新 型濾料在袋式除塵行業(yè)具有相當(dāng)?shù)那熬?。?）國防和航空領(lǐng)域PPS復(fù)合材料質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，一再國防和航空領(lǐng)域有了大量應(yīng)用。軍事上 用于導(dǎo)彈和戰(zhàn)機(jī)的材料， 大大提高了其性能， 美