PPS兩大改性方向

聚苯硫醚（PPS）是以苯環(huán)和硫原子交替排列構(gòu)成的線型高分子化合物，由于苯環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)軟性的硫醚鍵連結(jié)起來，使其具有優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、耐介質(zhì)性以及與其它無機(jī)填料的良好親和性。

圖 PPS結(jié)構(gòu)式

但未改性的PPS具有以下缺點(diǎn)：

• 脆性較大，延伸率低：由PPS的化學(xué)結(jié)構(gòu)可得知，其分子鏈呈剛性，最大結(jié)晶度可達(dá)70％，因而韌性較差，而且其熔接強(qiáng)度也不好，這就限制了其作為耐沖擊部件的使用；

• 成本高：與通用工程塑料相比價(jià)格高出1-2倍左右；

• 涂裝性差：由于PPS具有優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性，所以其涂裝性與著色性不理想；

• 難加工：熔點(diǎn)高，在熔融過程中易與空氣中的氧發(fā)生熱氧化交聯(lián)反應(yīng)而導(dǎo)致流動(dòng)性降低。

因此，自PPS開發(fā)成功后，人們對(duì)它進(jìn)行了較多的改性研制工作，出現(xiàn)了許多改性品種，根據(jù)化學(xué)/物理改性手段可主要?jiǎng)澐譃閮煞N：結(jié)構(gòu)改性PPS、共混改性PPS，其中共混改性PPS可進(jìn)一步分為填充改性PPS和PPS合金。

圖 PPS改性方向

其中填充改性PPS最為常見，常采用玻璃纖維、碳纖維以及其它無機(jī)填料增強(qiáng)填充改性，使其在保持耐熱性、阻燃性和耐介質(zhì)性的同時(shí)，進(jìn)一步提高物理機(jī)械性能，并賦予一些特殊性能，比如導(dǎo)電性、散熱性、磁性等等。

同樣是利用共混原理改性，引入多元樹脂與PPS共混而成的材料被叫做PPS合金，品種有PPS/PPO、PPS/PA66、PPS/LCP等等，將其他低成本樹脂與成本相對(duì)較高的PPS制成合金，可有效降低成本壓力，并取長補(bǔ)短，克服PPS樹脂本身的缺點(diǎn)。

利用物理改性手段改性PPS相對(duì)簡(jiǎn)單，因此在國內(nèi)有著不少的PPS改性企業(yè)，比如普利特、歐瑞達(dá)、蘇州納磐、賽恩吉等。

結(jié)構(gòu)改性是在保持其大體主鏈結(jié)構(gòu)下，在鏈中引入其它基團(tuán)來改進(jìn)樹脂的性能。如流動(dòng)性，結(jié)晶性，韌性等，這種改性都是在合成樹脂時(shí)完成，因此一般由PPS聚合廠進(jìn)行改性，這個(gè)國外做得較多，國內(nèi)PPS的結(jié)構(gòu)改性品種只有新和成開發(fā)了一款高結(jié)晶性規(guī)格PPS樹脂。

因此下面只分別對(duì)纖維改性PPS、PPS合金兩個(gè)方面做進(jìn)一步的闡述以及應(yīng)用舉例。

圖 PPS在輔助電子水泵上的應(yīng)用

一、填充改性PPS

填充改性的目的有很多，比如增強(qiáng)、增韌、導(dǎo)熱、耐磨、抗靜電、低氯化等等，因此可加入的填充物也多種多樣。而增強(qiáng)填充改性PPS最常見的是玻纖增強(qiáng)，除此之外還有玻纖礦物、碳纖維、芳綸纖維等增強(qiáng)填充方式。

由于PPS主鏈上大量的苯環(huán)的存在，增加了材料的剛性，使得未改性的PPS材料脆性比較大，機(jī)械性能比較差，而且耐熱溫度相對(duì)比較低，只有110℃，限制了應(yīng)用。因此采用玻璃纖維或無機(jī)礦物填充料來改性PPS可以提高其機(jī)械性能和耐熱性，熱變形溫度可以達(dá)到260℃。

圖 40%玻纖增強(qiáng)的無鹵PPS

圖 30%玻纖增強(qiáng)PPS顆粒

圖 碳纖增強(qiáng)PPS樹脂

圖 碳纖維增強(qiáng)PPS

圖 芳綸纖維增強(qiáng)PPS在智力玩具上的應(yīng)用

二、PPS合金

合金化是將PPS與其他聚合物按適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行共混，得到PPS無法達(dá)到其性能的PPS合金材料。此方法是實(shí)現(xiàn)PPS高性能化、精細(xì)化、功能化和發(fā)展新品種的重要途徑。合金體系中不但各組分性能互補(bǔ)，還可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，以得到性能優(yōu)異的新材料。

例如，由于聚苯硫醚的抗沖擊性差，采用PBT樹脂與聚苯硫醚共混，既能保持聚苯硫醚原有的優(yōu)異性能，又可以達(dá)到增韌的目的，而聚苯硫醚/PTFE合金則因其高耐磨和自潤滑特性被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車及航空航天和軍事領(lǐng)域。

1、硬的PPS合金——PPS與工程塑料、特種工程塑料共混

這類常見的PPS合金有PPS/PA(聚苯硫醚/尼龍)、PPS/PPO(聚苯硫醚/聚苯醚)以及PPS/PTFE(聚苯硫醚/聚四氟乙烯)等。其中國內(nèi)做PPS/PA較多，但PPS/PA合金體系相容性有一定缺陷，在后續(xù)成型上會(huì)有諸多后遺癥，國外比較少用。

對(duì)于國外PPS大廠，比如東麗、DIC、旭化成，他們都有PPS/PPE合金的正式規(guī)格在售。另外，小編還注意到，DIC跟東麗還有PPS/PTFE合金品種，比如東麗的TORELINAA515、DIC的FZL-4033。

另外還有PPS/LCP，PPS/PEEK等，目前還停留學(xué)術(shù)研究范圍，實(shí)際量產(chǎn)規(guī)格幾乎沒有。

2、軟的PPS合金——PPS與彈性體共混

除了與工程塑料共混制備合金，PPS還有用彈性體進(jìn)行增韌改性，應(yīng)用于汽車墊圈、管道等部件。比如東麗最近的動(dòng)態(tài)就是利用其專有的納米合金技術(shù)，通過優(yōu)化使用其創(chuàng)新材料的聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功開發(fā)了高彈性PPS樹脂，彈性模量為1200MPa甚至更低。

彈性體粒子對(duì)于改進(jìn)PPS的脆性非常有效，當(dāng)共混物受到?jīng)_擊時(shí)，彈性體粒子作為應(yīng)力集中中心首先發(fā)生形變，形成微孔和空穴以吸收沖擊能量，同時(shí)引發(fā)基體產(chǎn)生剪切屈服或者形成銀紋，由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到增韌目的。

PPS增韌的彈性體常見的有EGMA（聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯）、SEBS、馬來酸酐接枝SEBS等等。

圖 PPS在渦輪管路的應(yīng)用

圖 PPS在吹塑管道上的應(yīng)用

以上就是對(duì)PPS改性品種的一些整理，如有錯(cuò)誤或遺漏，歡迎進(jìn)群一起交流探討！

另外，4月24日艾邦將在蘇州舉辦第三屆特種工程塑料論壇，歐瑞達(dá)的副總兼高級(jí)研發(fā)工程師熊軍將為我們進(jìn)行《PPS改性的研究》的演講分享，想了解更多PPS改性干貨知識(shí)嗎？歡迎報(bào)名會(huì)議！邀請(qǐng)函：第三屆特種工程塑料論壇（2019年4月24日蘇州）

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