pps水口料：pps工程塑料合成技术及应用

时间：2015-07-25 作者：91再生 来源：91再生网

 

 pps水口料聚苯硫醚（ Polyphenylene Sulfide，缩写为PPS）是一种以苯环在对位上连接硫原子而形成大分子刚性主链的聚合物。PPS 的结晶度较高， 密度1. 34 g/ cm3 ，熔点285℃， 分解温度大于400℃。PPS 主键上有极其密集的苯环和硫原子，因而是高刚性，高结晶度的热塑性树脂，有较高的强度和模量及良好的制品尺寸稳定性，蠕变小，有极高的耐疲劳性，良好的阻燃性，耐高温性和对玻璃、陶瓷、钢材、铝、镍等金属突出的粘结性能，长期连续使用温度为200~224 ℃；吸湿性小，在高温高湿条件下不变形并能保持优良的电绝缘性；耐溶剂和化学腐蚀性好，在170 ℃以下几乎不溶于任何溶剂，而且抗辐射能力强。可用多种加工方法（注射，挤出和模压） 进行成型加工，并且可精密加工成型。

    由于PPS与无机填料（氧化镁） 、增强纤维（如玻璃纤维、碳纤维）的亲和性以及与其他高分子材料（如聚砜、聚四氟乙烯、尼龙）的相容性好，可制成不同的增强材料及高分子合金，因而在电子、电器、汽车、精密仪器、化工及航天航空等领域得到了广泛的应用。

    近年来PPS 的新产品和新用途仍源源不断的开发与生产。PPS是迄今为止世界上性价比最高的特种工程塑料，所以尽管PPS的发展时间不长，但已成为特种工程塑料第一大品种。由于PPS 的优异性能和广泛用途，目前已成为特种工程塑料的第一大品种，在通用工程塑料的排行中，PPS排在聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、尼龙和聚苯醚之后，其产量居第6 位。

    2、聚苯硫醚的合成方法

    2.1 Friedel-Crafts 法: PPS最早是在1888年由Grenvesse用苯与硫磺在AlCl3 催化下利用Friedel-Crafts反应而合成无定形、不溶性的树脂.

    2.2硫磺溶液法: 1948年Macallum用对二氯苯与S及Na2 CO3 在熔融下反应而合成PPS.在175~250 ℃、HMPA或NMP为溶剂的条件下， 对二氯苯和硫磺在常压下发生缩聚反应生成PPS， 反应收率在85%以上。

    2.3新硫磺溶液法: 在175~250 ℃、HMPA或NMP为溶剂的条件下， 对二氯苯和硫磺在常压下发生缩聚反应生成PPS， 反应收率在85%以上。具体生产工艺为: 将溶剂HMPA、工业片碱、助剂、硫磺加入到反应釜中， 升温反应， 待脱水合格后降温， 加入对二氯苯进行缩聚反应， 8 ~10 h 后停止反应， 回收溶剂， 然后对固相物用水进行洗涤。洗涤后的树脂经干燥后造粒得到PPS。

    2.4非晶质PPS合成法: 该法由日本早稻田大学开发成功。氯化硫和二甲基苯、二苯基硫等芳香族化合物在常温、常压、微量钒化合物作用下直接聚合生成PPS， 收率接近100%。由该法制得的PPS纯度高， 非晶质， 容易加工成薄膜或纤维。制得的PPS具有光电子特性， 可用作光致抗蚀剂、温度传感器、高分子烷基反应试剂和离子交换树脂等。

    2.5对卤代苯硫酚盐熔融或溶液缩聚法:该法由道化学公司开发成功。若在熔融状态下自缩聚， 通常生成不熔物； 如果在比熔融温度低10~20 ℃时反应， 则可制得线性PPS。对卤代苯硫酚盐在溶剂吡啶或二甲基吡啶中反应速度快， 并可制得软化温度为265 ℃ 的线型PPS，被认为是一种很有发展前途的方法。

    2.6硫化氢法: 该法由四川大学开发成功。以硫化氢、硫化钠（或氢氧化钠） 和对二氯苯为原料， 加入一定量磷酸三钠作助剂， 在极性溶剂HMPA 中进行常压缩聚反应得到线型高分子量PPS产品。该法的优点是硫化氢的精制较硫化钠脱水更容易， 缺点是反应流程较长且对设备防腐要求较高。

    2.7苯硫酚法: Hill 利用在浓硫酸存在下苯硫酚的加聚反应而制成了一种奶油色不溶性粉状PPS；

    2.8硫磺溶液法: 1948年Macallum用对二氯苯与S及Na2 CO3 在熔融下反应而合成PPS.在175~250 ℃、HMPA或NMP为溶剂的条件下， 对二氯苯和硫磺在常压下发生缩聚反应生成PPS， 反应收率在85%以上。

    3、PPS的应用

    PPS由于其性能优良，用途十分广泛。主要用于电子电气、汽车、机械等领域。

    3.1电子电气领域的应用

    现在电子产品日趋精细轻巧， 这使表面粘接技术（SMT）更显得重要，不但要经受气相焊接或红外线照射，而且要求尺寸精密，韧性好，避免成品折断。直链型PPS具有非常合适的电性能、热稳定性、尺寸稳定性、可流动性、耐化学腐蚀性，所以适合用作电子电气产品。常用来制造电气接插件，插座，微型保险基座，开关部件，电子手表零件，键盘，电脑磁盘，接触断路器，变压器骨架，高频线圈骨架，接线架，电视机输出变压器，铝电解电容器差板，转换开关及螺管等。

    3.2汽车领域的应用

    PPS具有耐高温且不受汽车燃料中化学组分的腐蚀，比金属轻，价格相对某些合金便宜等优点，非常适合于汽车工业。其主要用来制作动力制动装置和动力导向系统的旋转式真空泵叶片，发动机活塞环，排气循环阀，点火开关零件、电磁线圈轴承、燃料喷射流量计电动窗，汽化器头阀，冷却水管和支撑架等。此外，成功地用于的汽车空调机用塑料皮带轮，它的重量与使用金属相比减轻了20%造价也较低，且报废的皮带轮可以回收重用。与此同时一种具有优良耐冲击性的氟树脂——聚苯硫醚合金可用于制造大型汽车车身底部薄板件。

    3.3机械领域的应用

    主要用于制作叶轮、风机、叶片、离合器、齿轮、偏心轮、过滤器、复印机卡爪、旋转轴承及照相机光圈零件、阀门等。例如适量的三氧化二铝与PPS 组成的复合材料具有优良的耐磨粒磨损性和良好的减粘脱土性，可用于制作农业耕作机械如犁。由于聚苯硫醚可耐200℃温度且能耐含硫气体的侵蚀，因此在油田开采设备中，可用于制造浮箍和浮鞋管线中的阀门。

    3.4其它应用

    PPS涂层具有使用寿命长，施工简单，价格较低，对产品质量无影响等优点，可广泛应用于石油、化工、医药等行业。 利用PPS的耐高温性，与金属的良好附着性，以及聚四氟乙烯的耐热性，不粘性可制成涂层。该涂层具有无毒，不粘，耐温及对金属附着力强等特点。可应用于食品炊具，造纸辊筒，印刷滚筒，模具的脱模涂料。目前：市场上流行的不沾锅，就是利用聚苯硫醚分解温度高不产生有毒物质，对周围环境无侵蚀作用这一特点。

    一般的PPS是用作绝缘材料，但近年来，无论是抗静电还是导电的各种用途的PPS已有所应用，如用化学泵输送易燃易爆流体时，由于堆积负电荷，能够产生火花引起爆炸，用于抗静电的PPS的表面和体积电阻比普通的PPS低得多，吧化学泵接地后，避免了类似爆炸事故的发生。

    4、结束语

    由于PPS合成方法容易产生，低分子物质易挥发、易溶解、易分解，使PPS的力学性能、耐溶剂性能和热失重温度降低。因此今后在如何改良PPS的生产工艺，制备高纯度的PPS上要重点研究。研究新的合成路线，改善生产系统，规范化工艺设计和提高自动化水平以提高生产装置的稳定性。

    如今，PPS的需求量还在上涨，但是大多数的PPS都是从国外进口。而国外的先进生产工艺不转让给我过，这就使得国外对我国PPS的发展起到了一定的制约，因此技术部门应当通力合作，尽快提高我国的生产水平，打破这一限制，以满足国民经济对PPS日益增长的需求