聚苯硫醚(PPS)纤维

聚苯硫醚（PPS）纤维,目录,发展和简介,特点与性能,制备,应用,我国对PPS纤维的研究起步于20世纪90年代初，生产PPS纤维的企业主要分布在江苏、浙江、四川、辽宁等省市和地区。国产PPS纤维的品种仍然比较单一，以圆形截面、线密度为2.22.7dtex的PPS短纤维居多。,我国的纤维发展,简介,聚苯硫醚（PPS），全称为聚亚苯基硫醚。PPS的分子结构比较简单，分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予PPS以刚性，大量的硫醚又提供柔顺性，使其分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能好，不吸水。,简介,其国外商品名称赖顿（Ryton），线密度为2.22.7dtex。强度2.653.08CN/dtex、伸长率25%35%，熔点285，极限氧指数值3435，200时强度保持率为60%，断裂伸长无变化；有较好的纺织加工性能。,简介,其纤维具有优异的耐化学性和耐高温的热稳定性以及抗恶劣环境、阻燃、绝缘、防辐射等功能，在高温、化学腐蚀等环境中得到广泛应用。,性能与特点,PPS纤维是一种线型、分子量高、结晶性好高聚物，其具有很高的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性以及良好的加工性能。其优异的综合性能表现在如下几个方面。1热稳定性PPS纤维在高温下有优良的强度、刚性及耐疲劳性，在低于400的空气或氮气中性能较稳定。在204高温空气中2000h后仍有90的强度保持率，,特点与性能,5000h后有70的强度保持率，8000h有近60%的强度保持率。在空气中，当温度达到700时才能发生完全降解。2耐化学腐蚀性PPS纤维具有优异的耐化学腐蚀性，特别是耐非氧化性酸和热碱液的性能突出，能抵抗酸、碱、氯烃、烃类、酮、醇、酯等化学品的侵蚀，在200下不溶于任何化学溶剂，在四氯化碳、氯仿等有机溶剂中一周后仍能保持原有的抗拉强度。,特点与性能,只有浓硫酸和浓硝酸等强氧化剂才能使PPS纤维发生剧烈的降级。因大分子中硫原子容易被氧化，所以PPS纤维对氧化剂比较敏感，耐光性也较差。3阻燃剂PPS纤维加工成德制品很难燃烧，不需添加阻燃剂就可以达到UL-94V-0标准。置于火焰中时虽然会发生燃烧，但不会滴落，且远离火自熄。燃烧时呈橙黄色火焰，并生成微量黑烟灰，发烟率低于卤化聚合物，,特点与性能,燃烧物不脱落，形成残留焦炭，表现出较低的烟密度和良好的延燃性。PPS纤维的介电常数为3.95.1，介电强度为1317KV/mm，在高温、高湿、变频条件下仍能保持良好的绝缘性。4其他性能PPS纤维强度、伸度和弹性等机械性能与聚酯相当，对射线和和中子放射的绝缘性比尼龙和聚酯纤维好。同时还具有良好的纺织加,特点与性能,工性能，可用于在燃煤炉中处理150-200含硫酸性气体以及造纸工业中干燥带、电缆包胶层、复合材料等的制作。日本有公司利用PPS纤维传热系数小的特点，开发保温衣料，其保温性能比常规PRT纤维高30%-40%，且可以减弱穿衣时约16%冷接触感。,注释：PRT是一种聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，它的组分包含PET树脂、玻璃纤维、成核剂和成核促进剂,聚苯硫醚的合成：,Genvresse路线（弗克催化路线）1897年，genvresse用苯和硫在Friedel-crafts催化剂（AlCl3）共热制备得到聚苯硫醚。该法产率较低(仅为5080)，产物分子量低，聚合物分子支化，交联度高，含较多二硫杂蒽。,制备,3）对-卤代苯酚盐熔融或液相自缩聚1959年美国道公司的Lenz和Handtouits用对-卤代苯酚盐缩聚，制备得到了聚苯硫醚。该方法不需要调节单体比例，可得到标准线型聚苯硫醚树脂产品，但单体生产工艺路线长、原料毒性大、价格昂贵、反应易产生环状聚苯硫醚低聚物等缺点导致其不能完成工业化。,制备,4）Phillips路线（硫化钠法）1967年美国phillipspetroleum公司的Edmond和Hill提出用对二氯苯和硫化钠溶解在极性溶剂中，170-350氮气保护下制备聚苯硫醚。该方法由于原料价格低廉易得、工艺路线短、产品质量稳定、得率较高（一般在90以上），最早投入工业化生产。,制备,5）硫磺溶液法1964年，四川大学的陈永荣提出硫磺溶液法，用硫磺和对-二氯苯在常压下进行缩聚反应，制备聚苯硫醚。该方法由于使用硫磺作为硫源，具有原料纯度高和贮存稳定性好的特点，反应周期短、能耗低、溶剂易于回收。是国内最早的工业化生产方法。,制备,制备,线型高分子质量PPS树脂是一种热塑性材料，熔点为285，在200以下几乎不溶于任何溶剂，难以进行湿法纺丝，因此，通常选用熔融纺丝-拉伸定型工艺技术进行生产。其纺丝工艺流程见图。在PPS熔融纺丝过程中，通常选用适合的高温纺丝、徐冷、固化成形、牵伸、定型等技术。在纺丝喷丝板下，实施环吹风丝条渐冷技术，以使熔体丝条进一步拉伸细化，,制备,制备,延长PPS熔体丝条冷却固化时间，由此提高纺丝性能和机械性能。在拉伸后处理工艺技术中，采用在高于PPS玻璃化转变温度条件下，对聚苯硫醚纤维实施高温水/油浴、多级拉伸和多级、多温区加热松弛紧张热定型处理技术，可使PPS大分子链取向趋于完善，并进一步提高聚苯硫醚纤维的结晶度。采用该技术制备的聚苯硫醚短纤维具有拉伸断裂强度高，断裂伸长低，热稳定性好等特点。,应用,由于聚苯硫醚纤维的优异耐热性、耐腐蚀性和阻燃性,因此具有十分广泛的用途,在环境保护、化学工业过滤和军事等领域中的应用尤为突出.例如:用于热电厂的高温袋式除尘、垃圾焚烧炉、水泥厂滤袋、电绝缘材料、阻燃材料、复合材料等;另外,还可用作干燥机用帆布、缝纫线、各种防护布、耐热衣料、电绝缘材料、电解隔膜和摩擦片(刹车用)等.,应用,PPS纤维针刺非织造布或机织物可用于热的腐蚀性试剂的过滤,是较为理想的耐热和耐腐蚀材料.用PPS纤维制成针刺毡带用于造纸工业的烘干机上,同时也可用于制作电子工业的特种用纸.其单丝或复丝织物还可用作除雾材料.,超细化PPS纤维,应用,1火力发电烟道除尘PPS纤维主要用于工业燃煤锅炉袋滤室的过滤织物.工业用炉排放出的废热烟气含有SOx、NOx、HCl及二氧杂环烃类等腐蚀性化学物,一般的材料使用寿命短,过滤效果差.用于工业燃煤锅炉的PPS过滤织物,在湿态酸性环境中,在190以下,使用寿命可达3年左右.国外电厂、钢厂主要采用PPS纤维织成的毡或其它形式的滤布,国内主要依靠进口.,应用,2钢铁工业钢铁工业也是大气污染的主要来源之一,使用袋式除尘器的数量巨大.我国钢产量已超过3亿t,如果按照宝钢应用袋式除尘器的状况计算,总共需要2100万m2滤料,其中大部分是化纤滤料.按照滤袋使用寿命315年计算,每年更换滤袋所需的滤料约700万m2,需要纤维滤毡3850t,也就是说,钢铁工业的袋式除尘器用量还有较大的扩展余地.,应用,3水泥工业近年来,水泥行业新型干法水泥生产线中窑头和窑尾采用袋式除尘器的越来越多.新建的3000t/d、5000t/d、10000t/d生产线的水泥窑大量采用袋式除尘器,PPS纤维滤料也大有用武之地.,应用,4化学品过滤PPS纤维除在环保领域具有广泛而不可缺少的用途外,还能用于那些腐蚀性强、溶液温度较高的化学品的过滤,如各种有机酸和无机酸、各种酚类、各种强极性溶剂等.据从相关行业协会及业内专家预计和我们分析计算,2010年国内PPS纤维需求可能达到8000t,2020年将达到20000t.,应用,聚苯硫醚纤维是一种重要的高性能纤维,力学性能、耐化学性能、热性能好,在环保、化学品过滤等方面具有广泛的用途.由于我国工业高速发展,大量的火力发电厂、水泥厂、垃圾焚烧场等排放出大量污染物,对保护环境迫在眉睫,为了我国环保事业的发展,使地球空气质量更好,蓝天更蓝,加速PPS纤维的发展非常必要.,董