聚苯硫醚的发展、结构、性能和应用ppt课件

1、聚苯硫醚的合成、构造和性能及运用PPS哈尔滨工业大学硕士研讨生课程.PPS概述聚苯硫醚Poly Phenylene Sulfide是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料，其化学构造式为 PPS的主要合成方法.工程塑料通用塑料附加价值性能市场规模PPS属于高性能的热塑性塑料，是高端定价、低量消费的高分子聚合体美圆/千克吨/年,0001600万1.7亿超越102-101-2PCABSHIPSPEEKPESPA46PEIPSUPPSPMMAPETPA66TPEPBTABS/PAPOMPPPA6PSPVCLLDPEHDPELDPEPC/ABSPPEPC/PET特种工程塑料PPS概述. 聚苯硫醚PPS)

2、是一种新型的高性能热塑性树脂具有优良的耐热性、阻燃性，绝缘性和耐腐蚀性，其热稳定性、机械强度、电性能等综合性能极其优良。长期耐热性高达220，属于特种工程塑料。 聚苯硫醚经过复合改性后，制成不同性能与品级的特种工程塑料来运用，是迄今为止世界上性价比最高的特种 工程塑料，被称为第一大特种工程塑料。 因其产能的添加和本钱的下降，PPS 又被列在了通用工程塑料的排行中，成 为继聚碳酸酯、聚醋、聚甲醛、尼龙和 聚苯醚之后的第六大工程塑料。PPS概述.开展情况 一、国外开展 1、初期阶段 1968年美国菲利普斯胜利研制出了采用对二氯苯和硫化钠为原料，在极性有机溶剂N-甲基吡咯烷酮NMP中进展溶液缩聚合成

3、聚苯硫醚的方法，并恳求专利维护，该公司于1971年初次实现了工业化消费并以商品名“Ryton PPS投放市场。从此，PPS遭到各国的高度注重，针对PPS开展的合成、加工与运用研讨非常活泼。. 1987年前，Phillips Petroleum公司的Ryton PPS树脂占据了全球几乎一切的市场。其主要运用于电子电气和机械工业等领域。由于工艺的限制，当时的PPS树脂分子量还比较低，其重均分子量通常在20,000左右，往往需求经过热氧交联处置，提高树脂分子量、降低树脂流动性后才干挤出造粒，制成复合资料，因此当年的PPS存在着一个大的缺陷就是耐冲击性差、性脆。开展情况. 2、开展阶段 Phillip

4、s Petroleum 公司的专利于1985年维护期满后, PPS迎来了一个大开展期，一系列以美、日为主的公司建立了PPS树脂消费安装消费PPS。 1986年，日本吴羽化学工业公司采用新技术，开发了线性PPS，商品名Fortron PPS第二代线性高分子量PPS树脂。这种线型的PPS纯度高，杂质非常少，白色，综合性能超越之前的交联型PPS。成为了PPS树脂的开展方向，与Ryton PPS 成为PPS树脂的两大著名品牌。 开展情况. Phillips Petroleum 公司与日本东丽工业公司等进展技术协作，使PPS的合成消费技术日趋成熟。 大日本油墨化学公司、日本东曹公司、日本出光兴产株式会社

5、等等公司纷纷建立本人的PPS合成消费线消费PPS树脂。 美国通用电气塑料公司采用日本东曹公司的PPS树脂进展PPS复合资料的消费。开展情况. 日本住友贝克莱特公司采用大日本油墨化学公司的PPS树脂进展玻纤、碳纤、有机物加强或改性进展复合资料的消费。 三菱工程塑料公司采用东丽工业公司的PPS树脂复合资料的消费 日本东洋纺株式会社采用大日本油墨的PPS树脂，经过本人独特的配方，制得比常规PPS更好的物理性能以及优良的热电性能、耐腐蚀性能和自阻燃特性，同时也消费PPS纤维。开展情况. 二、国内开展 1、初始期： 在七十年代初到八十年代初，我国也与美、日一样，广泛开展了PPS的合成研讨，进展中试消费和

6、初步运用开发任务。在这些早期研发中，天津合成资料研讨所、广州市化工研讨院和四川大学的PPS合成工艺道路具有代表性，并分别得到相关部门的支持和经费资助，获得了较好成果。开展情况. 2、开展期 八十年代中期到九十年代中期，四川大学开展了本人开发的硫磺溶液法技术，在自贡市化学试剂厂建立了9t/a的PPS树脂合成扩试安装，其PPS研讨也延续列入“七五、“八五和“九五期间的国家863高技术开展方案中。四川大学和自贡市化学试剂厂建立了国内首套百吨级150t/aPPS工业化实验安装。成为当时国产PPS树脂最主要的供货单位。以此为起始，国外PPS产品也开场大规模进入中国市场。开展情况. 3、产业化开展期： 进

7、入二十一世纪，四川得阳科技股份接受国家计委的高技术产业化示范工程，于2002年底在四川德阳建成了千吨级的PPS产业化安装并试车胜利。于2003年以开场PPS树脂的正式消费和复合资料的销售，成为几乎是独一的国产PPS树脂消费与供应商。如今已开展成为四川得阳化学、四川得阳特种新资料的消费产能已到达30000t/a。开展情况.全球PPS树脂主要消费厂家国别 生产厂家 商品名称 美国 美国菲利普斯（Phillips Petroleum Company） Ryton 泰科纳Ticona Engineering Polymers Fortron日本 东丽工业公司 Torelina 吴羽化学工业公司 For

8、tron 大日本油墨化学公司 DIC 东曹公司 Susteel 日本出光兴产公司 IDEMITSU中国 四川得阳化学、四川得阳特种新材料 Haton 开展情况.PPS全球需求及开展折纯树脂，千吨地区2008200920102011201220132014201510-15年均增速美国10.17.09.09.29.510.112.112.67%欧洲6.55.57.57.88.28.68.99.34.5%日本13.812.312.311.011.912.813.915.04.0%中国29.433.441.250.759.770.992.5103.920.3%其他2.01.01.01.041.081

9、.121.171.224.0%总计61.860.1971.079.790.4103.5128.6142.014.9%开展情况.中国PPS需求及开展折纯树脂，千吨行业2010201120122013201420152010-15年均增速电工电子8.028.669.3510.1010.9111.788%汽车9.7310.9012.2113.6715.3117.1512%机械化工3.453.734.034.354.705,078%过滤袋13.3318.3320.6324.5828.0730.8818%航空航天3.554.265.116.147.378.8420%涂料2.793.213.704.254

10、.895.3814%新产品0.341.574.707.8221.3224.77136%总计41.250.759.741.292.5103.920%开展情况.主要有溶液聚合法和自缩聚法溶液聚合法是以对二氯苯和硫化钠为原料，在极性有机溶剂如六甲基磷酸三胺HPT或N甲基吡洛烷酮NMP，温度为175350、常压下进展溶液聚合制备聚苯硫醚，反响副产物为氯化钠，反响式为PPS的合成.自缩聚法是以卤代苯硫酚金属盐为原料，在氮气维护下于200250下自缩聚制备聚苯硫醚，反响副产物为卤化金属盐，反响式为：式中 X为 Br或Cl；M为 Na，Cu，Li，K。PPS的合成.通常合成出来的PPS是一种平均分子量仅在4

11、000-5000左右而结晶度高达75的白色粉末它的相对密度为1.362，熔点285，熔融指数高达30004000g/10 min343,0.5 MPa负荷、2 mm喷嘴下测试在 170以下不溶于现知的任何有机溶剂，这种低分子量的聚合物力学性能很低，只能作防腐涂层外，无法直接作为塑料运用PPS的合成. 为了使PPS运用于塑料工业，必需对其热处置以适当提高分子量并降低熔融指数PPS的合成 经过对不同温度下聚苯硫醚原粉热处置后的红外光谱分析，发现热处置后聚苯硫醚分子构造中存在以下三种构造方式.可见热处置后均在线性分子链上出现了1，2，4三取代苯或二苯醚的景象，和构造是使聚苯硫醚链增长或支化，而构造是

12、使聚苯硫醚交联，三种构造均使它的分子量增大，熔融指数下降。三种构造与处置条件关系亲密，在150350之间处置得到和的构造超越350的热处置睬出现型的交联构造 PPS的合成在氮气维护下即使温度高于350也不会得到上式三种构造中的任何一种构造，可见热处置后的构造除与温度有关外还与氧有关较适宜的处置条件是在285300的空气中进展，此时既不会构成处置过度，出现的不熔不溶的交联构造，又会使聚苯硫醚的分子量添加，处置时间由所需的熔融指数确定 .1. 聚苯硫醚的构造 从聚苯硫醚的大分子链的构造可以看出1它是以苯环和硫原子交替陈列构成的线性或略带支链的聚合物，分子链规整性强。由刚性苯环与柔性硫醚键衔接起来的

13、主链具有刚柔兼备的特点，因此聚苯硫醚可以结晶其原粉结晶度高达75，熔点高达285PPS的构造与性能2由于主链上苯环与硫原子构成了共轭，且硫原子尚未处于饱和，经氧化可使硫醚键变为亚砜基和砜基或者是苯环和相邻大分子构成氧桥支化或交联，但并没使主链断裂，因此热氧稳定性突出，最高延续运用温度可达260，热分解温度可达522。.3 由于硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度的束缚，整个聚合物呈现出非极性或弱极性的特点，因此电绝缘性和介电性以及耐化学介质性也很突出。4由于聚苯硫醚与许多的聚合物和添加剂有良好的相容性，因此可以经过共混、加强、合金化等手段改性，以提高其物理力学性能。PPS的构造与性能1. 聚苯硫醚

14、的构造.物理力学性能聚苯硫醚的拉伸强度、弯曲强度等在工程塑料中属中等程度，而伸长率和冲击强度却比较低，在坚持其耐热性、阻燃性和化学稳定性突出的特点下，在聚苯硫醚中添加玻璃纤维、碳纤维及无机填料来提高力学性能。2. 聚苯硫醚的性能PPS的构造与性能聚苯硫醚本身的硬度较高，可与聚四氟乙烯、二硫化钼、碳纤维等复合后可以制出摩擦因数和摩耗量很小、耐高温的自光滑资料。.未改性聚苯硫醚为R640玻纤加强聚苯硫醚为R425玻纤、 30碳酸钙填充聚苯硫醚为R8PPS的物理力学性能.耐热性能优良熔点高于280 ，热变形温度超越260；长期运用温度为220-240；在空气中于700降解；在1000惰性气体仍坚持4

15、0%的分量PPS的性能.聚苯硫醚的介电常数很小，介电损耗相当低，外表电阻和体积电阻对频率、温度、湿度的变化不敏感，是优良的电绝缘资料，它的耐电弧时间也较长。即使在高温、高湿、高频率条件下仍具有优良的电性能。电绝缘性能好电性能优良PPS的构造与性能本身具有阻燃性；阻燃性可到达UL94V-0级；在制造阻燃产品时不需参与任何阻燃剂，坚持了资料本身的高机械性能。阻 燃.化学性能优良PPS的构造与性能聚苯硫醚除了受强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸和王水影响外，不受大多数酸、碱、盐的侵蚀，具有接近于聚四氯乙烯的化学稳定性。在低于175以下不溶于现知的任何有机溶剂，只需在175以上时才溶于氯代萘中。聚苯硫醚与普通

16、有机溶剂如苯、冰醋酸、油类、酯类物质接触时不会出现制品开裂。 计量达1108Gy，是其它工程塑料无法比较的，广泛用于电子、军工、航天耐幅照性能好.废品尺寸稳定性好成型收缩率很小；吸水率低，线性热膨胀系数小；在高温或高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性PPS的构造与性能 树脂复合资料性佳PPS树脂的熔体黏度非常低，流动性良好；极易与玻璃纤维润湿接触，同时与各种填料极易 润湿；用其制备的玻纤或无机填料加强注塑级粒料，具有极高抗伸性，抗冲击性，抗弯曲及延展性 粘接性能特异PPS树脂对玻璃、铝、不锈钢等非常高的黏结强度，对玻璃的黏结强度甚至大于玻璃；超声波焊接是其佳的粘接方式. PPS的构造与性能聚苯硫

17、醚和改性聚苯硫醚的性能.聚苯硫醚通常采用注射、挤出、压制、喷涂等方法进展成型加工PPS的成型加工方法用于注射成型的聚苯硫醚，其熔融指数普通为10100 gmin343，0.5 MPa下测出，而且多为加人纤维加强或填料填充改性的品级所用注射机普通应选用螺杆式注射机，要求加热温度能到达 350，注射压力能到达 150 MPa。喷嘴宜选用自锁式，以防止流涎景象注射成型模具要加热：在低模温95以下中得到的注射制品结晶度低15以下，高模温120200中会得到高结晶度5055的制品常用的注射工艺条件为：料筒温度300340，注射压力70140MPa，模具温度 120200，保压时间 30120 s，成型收

18、缩率 0.20.8 .PPS的成型加工方法模压成型时需先将树脂粉末熔融指数为200以下于250预烘 2h，然后再按比例与填料均匀混合，再加人到模具中，在370下恒温 3040 min模压成型取出后置于冷压机上加压成型，压力为 10 MPa左右，自然冷却至 150后进展脱模200250下后处置，后处置时间依制品厚度而定 喷涂成型聚苯硫醚的喷涂以静电粉末喷涂为主喷涂前需将金属工件进展除油、喷沙、化学处置，以提高工件与聚苯硫醚的粘附力在 370400下预热处置 1020 min，用喷枪将PPS粉末喷到工件外表，待流平、固化后得到平整而有光泽的涂层 . PPS的用途非常广泛，主要运用于： 汽车、电子电气、机械行业、石油化工、制药业、轻工业以及军工、航空航天等特殊领域。 PPS树脂还被制成了高性能的特种纤维和薄膜等产品，使其在环保运用领域和清洁能源领域有了更加广泛的运用。 PPS的运用.电子电气家电以及温馨类电气销量的增长，电路板微型化以及自动化的更多运用，要求更高的温度和更为恶劣的任务环境，因此对于PPS树脂的需求更高适宜于外表贴装流程零件不断添加的需求以及对由铝或者热固性树脂制造零件替代品的开展趋势微型电子元件封装、电刷、电刷支架、衔接器、变压器开关、小型电路板、接线器、高压接线柱、中波滤波器、插座、灯座、接插件、线圈骨架、微调电容器、锅炉传感