聚苯硫醚(PPS)具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、高阻燃、耐化學(xué)藥品性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；具有硬而脆、結(jié)晶度高、難燃、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度較高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。聚苯硫醚PPS是工程塑料中耐熱性最好的品種之一，一般大于260度、抗化學(xué)性僅次于，流動(dòng)性僅次于尼龍。
? ? ? ?
此外，它還具有成型收縮率?。s0.8%），低（約0.02%），防火性好、耐震動(dòng)疲乏性好等優(yōu)點(diǎn)。PPS的發(fā)展成熟，全球產(chǎn)能達(dá)5萬(wàn)噸/年以上，其價(jià)格相對(duì)較低，相比于動(dòng)輒數(shù)百元每公斤的其他特種工程塑料，性價(jià)比高，常作為結(jié)構(gòu)性高分子材料使用，并應(yīng)用于不同領(lǐng)域。
? ? ? ?
PPS的應(yīng)用 ?圖源：浙江新和成
聚苯硫醚（PPS）與聚醚醚酮（PEEK），聚砜（PSF），聚酰亞胺（PI），聚芳酯（PAR），液晶聚合物（LCP）一起被稱為6大特種工程塑料。
PPS的軟化點(diǎn)為277～282℃，Tg為85～93℃。PPS性能優(yōu)良，尤其通過(guò)增強(qiáng)、改性、共混合金化及原位復(fù)合技術(shù)制成了用途廣泛的各種復(fù)合材料。
根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，PPS分為交聯(lián)型與直鏈型兩種。直鏈型有優(yōu)良的韌性和延伸性;交聯(lián)型在氧氣存在的情況下能加熱固化，超過(guò)200℃熱處理時(shí)熔融指數(shù)急劇下降，利用該性能可將聚合終了的低黏度PPS通過(guò)熱處理制造適合注塑、擠出任意黏度的聚合物。
? ? ? ?
日本吳羽直鏈型PPS樹(shù)脂F(xiàn)ortron KPS
但是，PPS具有耐沖擊性能差、性脆的致命缺點(diǎn)。未改性的PPS較脆、熱變形溫度低，影響其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。
為了進(jìn)一步改善PPS的性能，擴(kuò)大適用范圍，須對(duì)其進(jìn)行改性，改性方向主要有:
-
提高強(qiáng)度;
-
提高沖擊性能;
-
提高潤(rùn)滑性;
-
改善電性能以及研制具有特殊性能的共混材料;
-
合金化新型材料
研究表明，PPS添加無(wú)機(jī)填料后仍能與其他聚合物有良好的相容性，這為其合金化和復(fù)合改性創(chuàng)造了有利條件。最早開(kāi)發(fā)成功的是PPS與氟塑料共混合金，此后形成了合金系列。PPS 合金化后拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗沖擊性能、耐熱性能大幅提高，為進(jìn)一步的擠出、吹塑成型工藝的實(shí)施提供了可能。
? ? ? ?
浙江新和成PPS品類
目前，全世界銷售的PPS復(fù)合改性品種多達(dá)200余種，主要有GF增強(qiáng)、碳纖維(CF) 增強(qiáng)、無(wú)機(jī)填料填充、GF和填料共同填充增強(qiáng)等共混改性。
以下8項(xiàng)PPS改性配方實(shí)例和改性研究進(jìn)展，供參考:
1.抗靜電 PPS 。PPS 粉50% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，天然鱗片狀石墨5%，導(dǎo)電性石墨2% ，硫酸鈣二水合物微粉22% ，GF 21% 。測(cè)試結(jié)果表明 : 該配方抗靜電性、成型加工流動(dòng)性、力學(xué) 性能及尺寸穩(wěn)定性均優(yōu)良，可應(yīng)用于錄像機(jī)、電視和電腦的碟片及光驅(qū)，以及要求有抗靜電的光電器 材或電磁器材。
2.纖維填充PPS。PPS 18%～54%，聚苯醚(PPE) 6%～42%，無(wú)機(jī)纖維40%，相容劑適量。測(cè)試結(jié)果表明:該配方耐熱性、尺寸穩(wěn) 定性好，可應(yīng)用于汽車氣缸蓋。
3.無(wú)機(jī)物填充PPS。PPS 29%～91%，白云石(平均粒徑2.5μm) 9%～71%。測(cè)試結(jié)果表明:該配方有優(yōu)良的剛性、尺寸穩(wěn)定性及阻燃性，并有極好的表面光滑性、高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性，可應(yīng)用于電器、機(jī)械的插接件。
4.PPS的潤(rùn)滑及耐磨。聚四氟乙烯(PTFE)20%～60%，PPS40%～80%。測(cè)試結(jié)果表明:該配方兼有PPS的成型加工性和力學(xué)強(qiáng)度，并且具有PTFE極好的潤(rùn)滑性，可應(yīng)用于抗磨及耐磨材料。
5.PPS與工程塑料合金。PPS 40% ～90% ，聚酰亞胺(PI) 5%～55% ，PPE 5% ～55%，相容劑適量。測(cè)試結(jié)果表明:該配方制得的產(chǎn)品易于上漆，具有較高的沖擊性能和尺寸穩(wěn)定性，可應(yīng)用于汽車外裝飾材料。
6.高剛性、高耐熱PPS配方。線性PPS40%，線性不飽和化合物(帶有烴基、羰基、酸酐或環(huán)氧官能團(tuán)的線性不飽和化合物)40%，珠光云母粉8%，有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維12% 。測(cè)試結(jié)果表明: 該配方的耐熱性和剛性優(yōu)異，同時(shí)具有良好的加工性能、耐沖擊和潤(rùn)滑性，可應(yīng)用于電器、電子和精密儀器的鑄封材料。
7.氧化鋅晶須(ZnOw )增強(qiáng)PPS。PPS100份(質(zhì)量份數(shù)下同)，ZnOw 35份，偶聯(lián)劑0.1～1.0份，其他助劑適量。通過(guò)ZnOw改性PPS并輔以GF,可制得拉伸強(qiáng)度高、抗靜電性能好的復(fù)合材料。當(dāng)ZnOw 添加質(zhì)量份數(shù)為30份，GF添加質(zhì)量份數(shù)為30份時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)128.5MPa，表面電阻率達(dá)4.3×109Ω。測(cè)試結(jié)果表明: PPS /ZnOw 抗靜電復(fù)合材料具有優(yōu)良的吸波性能，可應(yīng)用于微波發(fā)熱材料和電波吸收材料，在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
8.納米二氧化硅( Nano-SiO2 )改性PPS。PPS100份，Nano-SiO2 3.0份,偶聯(lián)劑0.1～1.0份，其他助劑適量。測(cè)試結(jié)果表明:Nano-SiO2能顯著提高PPS的力學(xué)性能和綜合性能，充分顯示出無(wú)機(jī)納米粒子在塑料改性中的優(yōu)異特性。
PPS 的應(yīng)用是以其優(yōu)異的耐熱性為中心，兼顧其減摩自潤(rùn)滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、電絕緣性和介電特性及優(yōu)良的力學(xué)性能等，使其在航空航天、核工業(yè)、電子電氣、食品與藥品工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域作為耐高溫、高阻燃、高剛性、高電性能、高黏接性的非金屬材料獲得廣泛應(yīng)用。
PPS被NASA選為專用材料
由于PPS固有的阻燃性，屬于本質(zhì)阻燃材料，使其無(wú)須添加阻燃劑即可達(dá)到高阻燃等級(jí)，因而被美國(guó)航天航空總署(NASA) 認(rèn)為是防火安全性最好的塑料， 并被選為空間技術(shù)八大專用材料之一。
PPS 在民用工業(yè)領(lǐng)域也獲得一席之地，如在化工行業(yè)中，可制作合成、輸送、儲(chǔ)存物料的反應(yīng)罐、管道、閥門(mén)、化工泵等;
? ? ? ?
? ? ? ?
在機(jī)械行業(yè)中，可制作葉輪、葉片、齒輪、偏心輪、軸承、離合器、耐磨零件及傳動(dòng)部件;
在電子電氣方面，可制作變壓器骨架、高頻線圈骨架、插頭、插座、接線架、接觸器轉(zhuǎn)鼓鼓片及各種精密零件等;
發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)
在汽車行業(yè)中，可制作發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)、排氣循環(huán)閥、汽車流量閥等。
除此之外，PPS還可以用于其他諸多領(lǐng)域，如環(huán)保領(lǐng)域：PPS纖維濾料，應(yīng)用于冶煉、化工、建材、火電、燃煤鍋爐等行業(yè)高溫惡劣的工況條件，是一種優(yōu)質(zhì)高效耐高溫濾料；餐具領(lǐng)域：用于制作筷子，勺子，碗盤(pán)等餐具。總之，經(jīng)過(guò)改性后，PPS可以彌補(bǔ)各方面性能不足，性價(jià)比高，可以應(yīng)用到不同領(lǐng)域。
參考資料：PPS 特種工程塑料的性能和應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)資料等。
山東賽恩吉將參加艾邦2022年5月19日在深圳舉辦的第六屆特種工程塑料產(chǎn)業(yè)論壇，并做主題演講，演講題目為《國(guó)產(chǎn)聚苯硫醚（PPS）在汽車、電子電氣領(lǐng)域的進(jìn)口替代方案》，敬請(qǐng)期待。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦高分子）：?特種工程塑料性價(jià)比之王：PPS的改性和應(yīng)用
