聚苯硫醚介紹

汽車用聚苯硫醚材料摘要：聚苯硫醚25%用于汽車工業(yè)，主要技術(shù)指標(biāo)是剛性、韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度材料，可精密成型的高流動性材料和耐磨性，耐冷熱急變性、耐溶劑性好的特種材料。關(guān)鍵詞：聚苯硫醚汽車工業(yè)聚苯硫醚英文名稱Poly(PhenyloneSulfide),簡稱PPS，是一種高結(jié)晶性聚合物，在美國稱之為高性能塑料(Highperformanceplastics),日本則稱之為超級工程塑料(SuperEng-plaotics)。聚苯硫醚具有剛?cè)嵯酀?jì)的分子結(jié)構(gòu)，200°C下不溶于已知有機(jī)溶劑。能在200—240°C高溫下長期使用。聚苯硫醚具有優(yōu)異的耐高溫性、耐腐蝕性和耐溶劑性，是高分子聚合物的嬌嬌者。聚苯硫醚樹脂經(jīng)過改性增強(qiáng)，具有很高的剛性和強(qiáng)度，成型加工性好，收縮率極低，尺寸穩(wěn)定。聚苯硫醚氧指數(shù)大于43，無需添加任何阻燃劑，其燃燒性可達(dá)到V-0級。聚苯硫醚熱分解溫度高，5%失重高于480C,50%失重高于700C，分解物毒性極低，屬綠色環(huán)保型材料。聚苯硫醚樹脂及改性增強(qiáng)材料于上世紀(jì)七十年代初期由菲利浦石油公司(PhillipsPetroleumInternationalInc.,率先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。聚本硫醚材料在高性能工程塑料中具有最優(yōu)的信價比值，三十年來，聚苯硫醚已被航天、航空、軍工、電子、家電、機(jī)械、化工、石油、汽車等等行業(yè)普遍采用，目前已成為工程塑料中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的新型材料。聚苯硫醚材料比強(qiáng)度很高，綜合性能優(yōu)異，是汽車輕量化的理想材料。國外用于汽車零部件已有二十余年歷史。國外名牌車，無一未使用聚苯硫醚材料，從外飾件到功能部件多達(dá)數(shù)百種，高檔車的用量已超過26千克，整車重量由此減輕120千克以上。據(jù)最新資料，2003年國外聚苯硫醚材料在汽車行業(yè)的用量已達(dá)到2萬噸，約占總產(chǎn)量的25%。汽車用聚苯硫醚材料，隨部件功能各一，要求具有高強(qiáng)度、高剛性、高韌性、耐磨耗、耐腐蝕、耐溶劑性，抗冷熱急變性、抗熱水蠕變性，易加工性和尺寸穩(wěn)定性。樂天塑料開發(fā)的結(jié)構(gòu)材料、耐磨材料、耐腐蝕材料、耐熱急變材料，耐溶劑材料和精密成型材料能滿足汽車工業(yè)日益增長的材料需求。1． 結(jié)構(gòu)材料汽車受力結(jié)構(gòu)件如保險杠、護(hù)板、踏板、手柄、坐椅骨架等，非受力部件如前后箱蓋、排氣管、水箱、后視鏡殼、燈罩等，都要求較高的機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度。既要求高的剛性，還要求高的抗沖擊強(qiáng)度。樂天塑料SGPPS-ZC104A系列晶須增強(qiáng)材料，改善了通用40%玻纖增強(qiáng)聚苯硫醚存在韌性差，機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度不足等方面的問題，見表1。今后有可能獲得更廣泛的應(yīng)用。表1牌號單位SGPPS-ZC104A高剛性、高韌性SGPPS-ZC1011通用、GF40%增強(qiáng)SGPPS-ZC103240%GF+CF密度g/cm31.591.701.65拉伸強(qiáng)度Mpa205140180斷裂伸長率%2.31.21.6彎曲強(qiáng)度Mpa270240280彎曲模量GPa16.810.215.5有缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m212.58.010.0無缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m255.032.546.2

熔融指數(shù)g853255按國標(biāo)方法檢測2．耐磨材料汽車變速齒輪、軸承、軸套、電刷、萬向節(jié)球頭等部件，要求高溫下摩擦系數(shù)低，自潤滑性好。樂天塑料SGPPS-ZW304A系列材料是PPS/PEEK/PTFE合金材料，較通用30%玻纖無機(jī)物混合增強(qiáng)材料，顯著提高了耐摩擦性，23°CPV值可達(dá)到1900,表2,表3。隨著技術(shù)進(jìn)步，不用潤滑油的汽車將有可能實(shí)現(xiàn)。表2牌號單位SGPPS-ZW304A高自潤滑性SGPPS-ZW302220%GF、無機(jī)物增強(qiáng)PTFE30%CF增強(qiáng)密度g/cm31.561.651.58抗伸強(qiáng)度Mpa65165180斷裂伸長度%4.20.81.1彎曲強(qiáng)度Mpa110240270彎曲模量Gpa4.412.618.0有缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m27.210.25.0無缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m250.155.025.5熱變形溫度(+1.82MPa)C160260265按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)檢測表3磨耗量(g)⑵23C85C150CSGPPS-ZW304A1.14X10-41.90X10-42.00X10-4SGPPS-ZW30226.2X10-411.4X10-412.5X10-4PPS/40%GF190X10-4260X10-4270X10-4PTFE/30%CF6.10X10-47.90X10-412.61X10-4按樂天塑料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法檢測3．耐腐蝕材料超輕量級節(jié)能汽車已成為汽車工業(yè)追求的重要目標(biāo)之一。某大公司正在開發(fā)中的節(jié)能車型，設(shè)計(jì)100km油耗僅為900毫升，此款車大量采用了A1/Mg合金材料°A1/Mg合金材料此強(qiáng)度高，但耐磨耗、耐腐蝕性差，難以抵抗大氣中粉塵、酸性物質(zhì)，鹽基性物質(zhì)的磨耗和腐蝕。樂天塑料SGPPS-TC系列涂飾材料有優(yōu)異的耐磨擦抗腐蝕性能，附著力達(dá)到0級，沖擊強(qiáng)度高于5Mpa,硬度達(dá)到HRA80,鹽霧試驗(yàn)超過300小時，中溫涂飾，施工簡便，涂層光亮。4． 抗冷熱急變材料汽車是交通工具，必須能適應(yīng)各種惡劣氣候環(huán)境，盛夏午間行車，嚴(yán)冬深夜室外停放，溫差達(dá)80°C以上，對汽車用非金屬材料提出了很高的要求，特別是嵌入金屬端子的電極、傳導(dǎo)器、支架、密封盒等發(fā)動機(jī)周邊部件所用的材料，必須能抗-40C至100C溫差急變，否則由于金屬嵌件與PPS線脹系數(shù)差一，將導(dǎo)致PPS護(hù)層破裂。樂天塑料SGPPS-ZC104B系列材料，具有優(yōu)異的抗冷熱急變性，較以前通用的40%玻纖增強(qiáng)材料，綜合技術(shù)指標(biāo)顯著提高，見表4。表4牌 號(1)單位SGPPS-ZC104BTDE無機(jī)物增強(qiáng)SGPPS-ZC1021高韌性PPS/30%GF通用級密度g/cm3抗伸強(qiáng)度Mpa155160170伸長度%1.81.42.2彎曲強(qiáng)度Mpa200260215彎曲模量Gpa11.614.210.0有缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m28.59.010.0無缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m24242.652.3熔融指數(shù)G265341抗冷熱急變（2）次2208040（1）按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測（2）參照國外方法：-40C—180C，每次循環(huán)4小時，升（降）溫過程30分鐘5． 耐溶劑材料隨著高標(biāo)號汽油普及使用，對汽車相關(guān)部件如油箱、油泵、電磁閥、油管等部件耐溶劑性提出了更苛刻的要求。歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求油箱泄漏量W2g/24hr。目前竟相開發(fā)的加油自動計(jì)量裝置，要求計(jì)量誤差W0.2%，其核心部件是一對橢圓柱齒輪，隨油流入微小動力驅(qū)動計(jì)量，齒輪、腔體精密配合，只有其相對誤差小于20pm，才能保證其計(jì)量粒度。這類材料除高剛性、低磨耗外，吸油量應(yīng)低于0.01%，若吸油量過高，材質(zhì)表面溶脹超過1Mm，將嚴(yán)重影響其計(jì)量的準(zhǔn)確度，失去使用價值。樂天塑料SGPPS-ZC103B系列納米炭素改性材料，吸油量v0.1mg/（cm2?24hr）,熔脹層v1pm/（80C?24hr）。優(yōu)異的耐油性完全可以滿足上述汽車部件耐溶劑性要求。耐熱水蠕變性是汽車水（冷凍液）箱、水管、熱水電磁閥、泵殼、葉輪對高分子材料的另一項(xiàng)苛刻要求。目前泵殼、葉輪已形成幾十個規(guī)格，尺寸最大130mm（康明斯發(fā)動機(jī)），最小6mm（微型車發(fā)動機(jī)）。樂天塑料SGPPS-ZC102C系材料，在80-120C熱水中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗蠕變性，較ZC102基本材料提高3倍以上。據(jù)強(qiáng)化試驗(yàn)數(shù)據(jù)推測，其使用壽命可達(dá)到12500小時。此類高性能材料2005年3季度可投放市場。6． 精密成型材料隨著汽車高能化和輕量化，通用工程塑料如PBT、PA、PPE、ABS等已不能滿足多嵌件一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合部件所必須的高絕緣性、耐熱性、蔽光性、超薄結(jié)構(gòu)技術(shù)和工藝要求。樂天塑料SGPPS-ZE204B系列納米三氧化二鋁(|Jm-Al2O3)增強(qiáng)材料，在0.2mm超薄成型方面取得新的突破。成型物表面撓曲度低于1%，平滑光澤，能滿足高級電器部件殼體尺寸精度要求，見表5。較通用40%GF增強(qiáng)PPS材料具有更好的尺寸穩(wěn)定性，脫模性和優(yōu)良的成型工藝指標(biāo)。表5牌 號(1)單位SGPPS-ZE204BA12O3/GF30%增強(qiáng)SGPPS-ZE202130%GF增強(qiáng)PPS-140%GF增強(qiáng)PPS-1140%GF增強(qiáng)密度g/cm31.621.601.671.66拉伸強(qiáng)度Mpa210185121196斷裂伸長率%2.61.41.32.2有缺口沖擊強(qiáng)度KJ/m212.512.07.010.0熔融指數(shù)g125685162流動長度(2)mm8.24.03.14.2撓曲變形(3)mm1.01.657.305.10(1)按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)檢測。⑵樂天塑料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測：50mmX20mmX0.2mm型腔，CT310°C、MT145°C、50Mpa⑶樂天塑料企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測Q100X1mm型腔，T310°C、MT145C、80MPa隨著節(jié)能、環(huán)保方面要求的不斷提高，作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)