聚苯硫醚(PPS)纖維

1、聚苯硫醚（PPS）纖維目錄目錄發(fā)展發(fā)展和和簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介特點(diǎn)與性能特點(diǎn)與性能制備制備應(yīng)用應(yīng)用 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。 我國(guó)的纖維發(fā)展我國(guó)的纖維發(fā)展簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介聚苯硫醚（PPS），全稱為聚亞苯基硫醚。PPS的分子結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，分子主鏈由苯環(huán)和硫原子交替排列，大量的苯環(huán)賦予PPS以剛性，大量的硫醚又提供柔順性，使其分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱，易于結(jié)晶，無極性，電性能好，不吸水。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介其國(guó)外商品名稱賴頓（Ryton），線密度為2.22.7

2、dtex。強(qiáng)度2.653.08 CN/dtex、伸長(zhǎng)率25%35%，熔點(diǎn)285，極限氧指數(shù)值3435，200時(shí)強(qiáng)度保持率為60%，斷裂伸長(zhǎng)無變化；有較好的紡織加工性能。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介其纖維具有優(yōu)異的耐化學(xué)性和耐高溫的熱穩(wěn)定性以及抗惡劣環(huán)境、阻燃、絕緣、防輻射等功能，在高溫、化學(xué)腐蝕等環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用。性能與特點(diǎn)性能與特點(diǎn)PPS纖維是一種線型、分子量高、結(jié)晶性好高聚物，其具有很高的熱穩(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400的空氣或氮?dú)庵行阅茌^穩(wěn)定。在204高溫空氣中2000h后仍有90

3、的強(qiáng)度保持率，特點(diǎn)與性能特點(diǎn)與性能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700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、酯等化學(xué)品的侵蝕，在200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。特點(diǎn)與性能特點(diǎn)與性能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纖維加工成德制品很難燃燒，不需添加阻燃劑就可以達(dá)到UL-

4、94V-0標(biāo)準(zhǔn)。置于火焰中時(shí)雖然會(huì)發(fā)生燃燒，但不會(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，特點(diǎn)與性能特點(diǎn)與性能燃燒物不脫落，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，介電強(qiáng)度為1317KV/mm，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特點(diǎn)與性能特點(diǎn)與性能 工性能，可用于在燃煤爐中處理150-200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

5、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纖維高30%-40%，且可以減弱穿衣時(shí)約16%冷接觸感。注釋 ：PRT是一種聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，它的組分包含PET樹脂、玻璃纖維、成核劑和成核促進(jìn)劑 聚苯硫醚的合成：1) Genvresse 路線（弗路線（弗克催化路線）克催化路線） 1897年，genvresse 用苯和硫在Friedel-crafts 催化劑（AlCl3）共熱制備得到聚苯硫醚。 該法產(chǎn)率較低(僅為5080)，產(chǎn)物分子量低，聚合物分子支化，交聯(lián)度高，含較多二硫雜蒽。制備制備3）對(duì)）對(duì)-鹵代苯酚鹽熔融或液相自縮聚鹵代苯酚鹽熔融或液相自縮聚1959年美國(guó)道公司的L

6、enz 和Handtouits 用對(duì)-鹵代苯酚鹽縮聚，制備得到了聚苯硫醚。 該方法不需要調(diào)節(jié)單體比例，可得到標(biāo)準(zhǔn)線型聚苯硫醚樹脂產(chǎn)品，但單體生產(chǎn)工藝路線長(zhǎng)、原料毒性大、價(jià)格昂貴、反應(yīng)易產(chǎn)生環(huán)狀聚苯硫醚低聚物等缺點(diǎn)導(dǎo)致其不能完成工業(yè)化。制備制備4）Phillips 路線（硫化鈉法） 1967年美國(guó)phillips petroleum 公司的Edmond 和Hill提出用對(duì)二氯苯和硫化鈉溶解在極性溶劑中，170-350氮?dú)獗Ｗo(hù)下制備聚苯硫醚。 該方法由于原料價(jià)格低廉易得、工藝路線短、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、得率較高（一般在90以上），最早投入工業(yè)化生產(chǎn)。制備制備5）硫磺溶液法 1964年，四川大學(xué)的陳永榮提

7、出硫磺溶液法，用硫磺和對(duì)-二氯苯在常壓下進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備聚苯硫醚。 該方法由于使用硫磺作為硫源，具有原料純度高和貯存穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，反應(yīng)周期短、能耗低、溶劑易于回收。是國(guó)內(nèi)最早的工業(yè)化生產(chǎn)方法。制備制備制備制備線型高分子質(zhì)量PPS樹脂是一種熱塑性材料，熔點(diǎn)為285，在200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-拉伸定型工藝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。其紡絲工藝流程見圖。在PPS熔融紡絲過程中，通常選用適合的高溫紡絲、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，制備制備制備制備 延長(zhǎng)PPS熔體絲條冷卻固化時(shí)間，由此提高紡絲

8、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)。應(yīng)用應(yīng)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)過濾和軍事等領(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

9、料、電解隔膜和摩擦片 (剎車用) 等.應(yīng)用應(yīng)用 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.超細(xì)化超細(xì)化PPS纖維纖維應(yīng)用應(yīng)用1 火力發(fā)電煙道除塵火力發(fā)電煙道除塵 PPS 纖維主要用于工業(yè)燃煤鍋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 、HCl 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190 以下,使用壽命可達(dá)3 年左右

10、. 國(guó)外電廠、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.應(yīng)用應(yīng)用2 鋼鐵工業(yè)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2 100 萬m2 濾料,其中大部分是化纖濾料. 按照濾袋使用壽命315 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3 850 t ,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.應(yīng)用應(yīng)用3 水泥工業(yè)水泥工業(yè) 近年來,水泥行業(yè)新型干法水泥生產(chǎn)線中窯頭和窯尾采用袋式除塵器的越來越多. 新建的3 000 t/ d、5 000

11、 t/ d、10 000 t/ d 生產(chǎn)線的水泥窯大量采用袋式除塵器,PPS 纖維濾料也大有用武之地.應(yīng)用應(yīng)用4 化學(xué)品過濾化學(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,如各種有機(jī)酸和無機(jī)酸、各種酚類、各種強(qiáng)極性溶劑等. 據(jù)從相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)及業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)和我們分析計(jì)算,2010 年國(guó)內(nèi)PPS 纖維需求可能達(dá)到8 000 t ,2020 年將達(dá)到20 000 t .應(yīng)用應(yīng)用 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