聚苯硫醚纤维
聚苯硫醚纤维的制备及改性技术现状与展望
质量分数及挥发物质量分数在 0. 1% ~ 0. 3% [8] 。
在 PPS 熔融纺丝过程中,在纺丝喷丝板下方
第 3 期 彭梓航等. 聚苯硫醚纤维的制备及改性技术现状与展望
采用环吹风冷却技术,可使熔体冷却、丝条拉伸细
术的研究重点,也是提升 PPS 纤维制备技术、改
善产品性 能 的 关 键。 肖 为 维 等
[14]
研 究 发 现, 随
PPS 熔体在 305 ℃ 下停留时间增长,大分子会发
生交联,挤出细流的黏弹性增大,拉伸性能下降,
可纺性逐渐变差;PPS 树脂熔融真空处理和控制
是采用该技术生产。 在生产过程中,需要注意的
20 世纪 90 年代,主要是针对 PPS 纤维纺丝工艺
PPS 纤维的应用前景。
有限公司成功引进 PPS 短纤维生产的相关专利
备方法、改性技术做了详细的综述,并总结归纳了
和性能开展了系列研究。 2006 年江苏瑞泰科技
技术,并建成了国内首条 4 kt / a PPS 短纤维生产
1 PPS 纤维的发展概况
生物源纤维制造技术国家重点实验室,北京 100025)
摘 要: 简述了国内外聚苯硫醚( PPS) 纤维的发展历史、生产现状及应用情况,详细介绍了 PPS 纤维的制
备方法及改性技术现状,并对今后我国 PPS 纤维的发展及应用趋势进行了展望。 目前,PPS 纤维产品以常
规短纤维为主,日本几乎垄断了 PPS 短纤维的生产技术和全球市场,日本 PPS 短纤维产量占世界总产量的
多温区加热松弛 / 紧张热定型技术,可使 PPS 大
分子链取向趋于完善,提高 PPS 纤维的取向、结
晶度。 P. L. CARR 等
聚苯硫醚(PPS)纤维的定性鉴别方法研究的研究报告
聚苯硫醚（PPS）纤维的定性鉴别方法研究的研究报告摘要：聚苯硫醚（PPS）纤维是一种具有优异耐热性、化学稳定性、耐油性等特性的高性能纤维材料，被广泛应用于航空、汽车、电子、电气等领域。
本文通过对PPS纤维的红外光谱、热重分析和荧光显微镜观察等多种手段进行定性鉴别研究，建立了一套简便、快速、准确的PPS纤维鉴别方法。
关键词：聚苯硫醚纤维；定性鉴别；红外光谱；热重分析；荧光显微镜一、引言聚苯硫醚（PPS）纤维是一种以苯基硫化物为主链、含有钎键的高分子聚合物，具有优异的耐热性、化学稳定性、耐油性、摩擦性等特性，是一种性能优良的高性能纤维材料。
PPS纤维广泛应用于航空、汽车、电子、电气等领域，如无线电元件，微波线、发射终端设备、半导体、火车控制设备等。
PPS纤维的特殊性质使它在许多领域中有广泛的应用，但同时也增加了其被仿冒的风险。
因此，建立PPS纤维的鉴别方法非常重要。
本文通过对PPS纤维的红外光谱、热重分析和荧光显微镜观察等多种手段进行定性鉴别研究，建立了一套简便、快速、准确的PPS纤维鉴别方法。
二、实验2.1 实验材料本实验使用了三种不同类型的PPS纤维样品，其中一种为正品，另外两种为仿冒品。
2.2 实验方法2.2.1 红外光谱法采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行测试，测试条件如下：波数范围4000~400cm-1，分辨率4cm-1，扫描25次。
测试时需先将样品制成KBr片。
2.2.2 热重分析法采用NETZSCH STA 449 F3热重分析仪测试样品，测试条件如下：氮气气氛下，升温速率为10℃/min，测试范围为室温至800℃。
2.2.3 荧光显微镜法采用荧光显微镜对样品进行测试，观察样品下方的荧光情况。
荧光显微镜的激发波长为330nm，荧光观察波长为560nm。
三、结果与分析3.1 红外光谱法如图1所示，三种PPS纤维的红外光谱图谱存在明显差异。
正品PPS纤维的谱图中各峰位清晰，比较典型，主要峰位出现在998cm-1和1028cm-1处，分别为PPS纤维中的苯环对称伸缩振动峰和苯环非对称伸缩振动峰。
聚苯硫醚纤维
聚苯硫醚纤维聚苯硫醚纤维〔Polyphenylene Sulfide Fibre〕是一种新型特种塑料纤维。
国外商品名称赖顿〔Ryton〕。
由聚苯硫醚树脂〔PPS〕采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。
其短纤维性能：强度2.65~3.08厘牛/分特、伸长率25%~35%，熔点285℃，具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指数值34~35，200℃时强度保持率为60%，断裂伸长无变化；耐化学性仅次于聚四氟乙烯〔PTFE〕纤维；有较好的纺织加工性能。
制品主要用于高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以与电缆包胶层和防火织物等，其织布可以制作高级消防服装。
性能与特点PPS纤维是一种线型、高分子质量、结晶性高聚物，具有很高的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性以与良好的加工性能。
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、刚性与耐疲劳性，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，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。
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，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，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。
聚苯硫醚纤维的弯曲模量
聚苯硫醚纤维的弯曲模量在化学纤维中，以聚酯纤维最为常用，其次是尼龙和聚丙烯腈纤维。
这些纤维都具有优良的物理机械性能，有的甚至可达到很高的性能水平，因而成为合成纤维中产量最大的一类。
而我们现在要讲的是聚苯硫醚纤维（ PPS）。
聚苯硫醚纤维的主要特点是具有高强度、高模量、低密度、优良的耐化学性、耐光照性、电绝缘性、优良的耐热性和吸湿排汗性等，已广泛地应用于工业和民用领域，用作工业滤材、过滤介质、电绝缘、增强复合材料、无油润滑轴承、人造血管、电缆料、增塑剂、消防用水带、船舶缆绳等。
聚苯硫醚纤维的优点是耐磨损、易洗涤、色泽艳丽、吸湿性好，在室温下还具有良好的尺寸稳定性，并且回弹性高，因此它具有极佳的耐蠕变性和耐疲劳性。
聚苯硫醚纤维由于具有优异的性能，特别适宜作增强材料，制造工业滤材、过滤介质、电绝缘、增强复合材料、无油润滑轴承、人造血管、电缆料、增塑剂、消防用水带、船舶缆绳等。
聚苯硫醚纤维具有优异的阻燃性能，它能在较宽的温度范围内发生炭化，但纤维素材料的长时间燃烧温度只有650 ℃左右，即便采用多层制造方法，碳化时间也不超过10分钟，比之腈纶、聚丙烯腈纤维，其阻燃性更胜一筹。
PPS具有极高的玻璃转化温度（ Tg），因而与金属相比有更好的耐热性。
在熔点温度（ Tg）和热分解温度（ Tm）方面也表现出优异的性能，因此可以作为高温加热的隔热材料。
聚苯硫醚纤维具有优良的耐气候性能，其在-50 ℃下保持不变形，低温-150 ℃下保持弹性。
此外，还有良好的耐化学腐蚀性能，对化学物品稳定，与一般的强酸、强碱或者是油类接触，都不会受到影响。
聚苯硫醚纤维也可以作为增强材料使用，例如可以提高制品的机械强度、刚度和韧性，也可以改善其电绝缘性能。
目前聚苯硫醚纤维主要用于制造汽车零部件，例如高级刹车垫、底盘衬里、重型卡车前轴、铁道钢轨等。
另外还用作电气绝缘材料、建筑防水材料、包装材料、医疗器械、卫生材料及工业纺织材料等。
总之，聚苯硫醚纤维既可以用作纤维状的过滤材料，又可以用作增强材料来增加制品的强度、硬度、耐磨性、拉伸性和尺寸稳定性。
PPS(聚苯硫醚)性能特点
2、聚苯硫醚( PPS )特性：密度1.38g/cm3，断裂强度5.0g/d，极限氧指数34，是结晶性高性能热塑性工程塑料，具有耐热、耐化学性、阻燃性等特性。
过滤性能：可在190℃的温度下连续使用，瞬时温度可达200℃（每年累计400小时以下）；耐化学性非常好，是抗酸碱性很强的纤维；其缺点是抗氧化性较差，要求O2含量小于15%(V ol)、NO X小于600mg/Nm3，在使用中，含氧量越高，所使用的温度就要越低。
PPS 滤料具有较强的抗腐蚀功能和很好的尺寸稳定性，在集尘和清灰方面具有优良的性能。
典型用途是市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、烧煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上用的脉冲袋滤器。
也可用它来取代别的经不住高温或存在化学品及不耐潮湿的合成纤维。
PPS过滤毡是我厂选用美国、日本等国生产的聚苯硫醚（PPS）纤维，按照其它耐高温过滤毡的生产工艺，生产加工的过滤材料，为耐高温过滤材料的主要品种之一。
PPS针刺滤料在以下场合的应用中性能卓越。
1、燃料中含硫或烟道气中含硫的氧化物，现已证明其是抗酸碱腐蚀、抗化学性很强的纤维。
2、烟道中含湿气的场合。
3、在温度190℃~232℃工矿条件下，气布比高达5:1做线上清灰及气布比6:1作离线清灰时，PPS滤袋具有优异的性能纪录。
PPS纤维具有强度的完整保持性和内在的耐化学性，可以在恶劣的环境中保持良好的过滤性能，并达到理想的使用寿命。
在过滤燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、电厂粉煤灰的集尘处理等脉冲清灰式除尘器中，PPS过滤毡是理想的过滤材料。
注：PPS也称聚苯硫醚纤维，在世界范围内只有少数几家大型化学公司生产，日本东洋（TOYOBO）公司的注册商标为“普抗®”“PROCON”,日本东丽（TORAY）公司的注册商标为特利通®“TORCON”,美国飞利浦（PHILIP）公司的注册商标为“莱顿”也称“莱通”或“赖登”。
聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能
聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能姜细思1，林荣2，吴成燕1，占海华1＊（1.绍兴文理学院，浙江绍兴312000；2.烟台泰和新材料股份有限公司，山东烟台264000）摘要：分别以聚苯硫醚（PPS）、聚醚砜（PES）切片为原料，在一位4头的熔融纺丝实验机上，制备了PPS及PES纤维，并对两者结构与性能的差异进行比较。
结果表明：PPS和PES的初生纤维都具有光滑的表面，PES的流动性能比PPS差，表观黏度也比PPS要大；PPS纤维的玻璃化转变温度为90~ 100℃，结晶温度为130.09℃，熔融温度为279.56℃，初始热分解温度为500℃，半寿温度为625℃；PES纤维的玻璃化转变温度为225℃，初始热分解温度为460℃，半寿温度为600℃，没有结晶温度和熔融温度；PPS纤维为半结晶聚合物，结晶速率为0.045s-1，而PES纤维属于无定形或极低结晶度材料；PES纤维和PPS纤维都具有优异的热稳定性和阻燃性，都非常适合应用在阻燃及耐高温场合。
关键词：聚苯硫醚纤维；聚醚砜纤维；结构与性能中图分类号：TQ342.793文献标志码：A文章编号：1001-7054（2013）11-0033-05随着现代工业的不断发展，高温含尘废热烟气通常直接排放到大气中，这一大气污染对生态环境以及人们的健康造成了严重威胁，而研究如何去除这些高温含尘气体具有很大的现实意义。
耐高温过滤材料也因此成为相关研究中的关键，在现实应用中，对这种材料也提出了越来越高的热性能以及力学性能的要求[1]。
聚苯硫醚（PPS）纤维和近几年来刚刚兴起的聚醚砜（PES）纤维凭借耐热、不易燃、耐腐蚀和较强的力学性能成为该领域中被应用较多的两种高性能纤维。
目前，已有关于PPS和PES纤维作为耐高温过滤材料的相关报道[2]，但对两者的微观结构及性能的研究还较少。
本文采用熔融纺丝法制得PPS、PES初生纤维，通过电子显微镜、热形变实验仪、热失重分析仪、DSC分析仪和结晶速度测量仪进行测试，研究了PPS纤维和PES纤维的形态结构和热性能，整理出相关试验数据，分析比较两种纤维的结构性能，得出这两种纤维的异同点，从而为其在不同领域的应用提供理论依据。
聚苯硫醚(PPS)纤维
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
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
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3 000 t/ d、5 000 t/ d、10 000 t/ 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8 000 t ,2020 年将达到20 000 t .
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.
聚苯硫醚(PPS)纤维
时间
强度保持率
2000h 90%
5000h 70%
8000h 60%
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。 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。
PPS纤维滤袋
由于我国工业高速发展，大量的火力 发电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂等排放大量 污染物，保护环境迫在眉睫，为了环保事 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！
PPS纤维是一种线型、高分子质量、结 晶性高聚物，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稳定。 在204℃高温空气中，一定时间后强度保持 率如下表ห้องสมุดไป่ตู้示：
3、阻燃性 PPS纤维加工成的制品很难燃烧，不需 添加阻燃剂就可以达到标准。置于火焰中 时虽然会发生燃烧，但不会滴落，且远离 火后自熄。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，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。
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γ射线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纤维可提 高30%---40%，且可以减弱穿衣时约16%冷 接触感。
聚苯硫醚纤维的性能综述
聚苯硫 醚纤维是一种 主链上苯 与硫 交替连接的半结 晶 性 高 聚 物 ，图 Ｉ为 聚 苯 硫 醚 的 结 构 单 元 ：
图１ 聚苯硫醚结构 单元 由 上 图 可 以 看 出 聚 苯 硫 醚 主 链 是 由 苯 环 和 硫 原 子 组
成 ，结 构中无亲水 性官能 团，这就导致聚 苯硫 醚纤维 大分 子链 刚性较 强、回潮率较低等特性 。
表１ 聚 苯硫 醚纤维在不 同试 剂中的强度保 持率［
任何一种 工业化生产 的熔 纺纤维 ，能在较 高的温 度下 （如 １８０。Ｃ左 右 ）保 持优 良的强 度 、刚性及耐 疲 劳性 ，耐 热性 能 良好 。在氮 气及空 气 （４００。Ｃ） 中聚 苯硫醚 纤维基 本无 重 量损 失 ：聚苯 硫醚 的失 重在温 度为５００。Ｃ以上 的空 气 中 才开 始 加 剧 ． 当其 质 量 为 其 起 始 质 量 的 ６０％时 ，质 量 又 呈 稳定 态势 ，直 至温度达到 １０００。Ｃ时质量又逐渐 下降。但是 在 １０００。Ｃ的惰性气体 中［７］，仍 能保持 其原有 重量 的４０％。 聚苯 硫醚纤维耐 热性能和 长期使用 的性能远远超 过尼龙 、 聚酯纤维 、芳纶１３１３等其他 化学纤维。
聚苯硫 醚纤维 的性 能综述
Ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｏｆ ＰｏｌｙｐｈｅｎｙＩｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ
文／申 霄 晓
摘 要 ： 聚苯硫 醚纤维是一种 新型的 高性 能纤维，其具有优异 的耐化 学腐蚀性 能、优 良的热稳定性、 自
身阻燃性、 无熔 滴及优 异的物理机械性 能 ，非常适合应 用于纺织服 装等领域 。
５ 聚苯硫 醚纤维 的耐辐 射性能
聚 苯 硫 醚 对 紫 外 线 和 。Ｃｏ射 线 稳 定 尤 其 是 聚 苯 硫 醚 经 过 热 和 化 学 交 联 之 后 可 耐 １０ Ｇｙ （１０。ｒａｄ）剂 量 的辐 射 。
聚苯硫醚(PPS)纤维与其他纤维混纺产品定量分析方法研究
从表 １ 以得 知 ，聚 苯硫醚 纤维 在 以上 试剂 中稳定 性 可 良好 ．质量修 正 系数均 为１０ ．０．可 用于 聚苯硫醚 纤维与 其 他纤维混 纺产 品二组分 和三组分纤维含量分 析。
２６ 定 量 化 学 分 析 方 法 的确 定 ．
１ ０ ）８ ％甲酸 法 ：用８ ％甲酸 溶 液 （ 验 条件 ：每克 ０ 试 试样加 入１ ０ｍＬ 液 ．放置 １ ｎ ０ 溶 ５ｍｉ．并不 时摇 动 ）溶解混
纤 维 具 有 优 异 的 耐 化 学 性 和 热 稳 定 性 以 及 抵 抗 恶 劣 环
索 氏萃 取 器 、恒 温 水 浴 锅 、 分 析 天 平 （ 度 为 精 ０Ｏ ０ ｇ ． ｌ ）、具塞三 角烧瓶 等玻璃器皿 。 ０ ２４试样 的预处理 ． 取 试 样 ５ｇ 右 ，放 在 索 氏萃取 器 中 ，用 乙醚 萃取 左
论 Ｉ Ｐ检验 ． 坛 ■ Ｉｎ
ｎｐ ｓｅ Ｆ ｕ ｏｒ ｍ
聚苯硫醚 （Ｐ ）纤维 与其他 纤维 混纺产 品 Ｐ Ｓ 定 量分析 方法研 究
Ｓｔ ｕｄｙ ｏｎ ｔ ｈｅ Ｑｕａｎｔｔ ｉ ｅ ｉａｔｖ Ａｎａｌ ｓ Ｍ ｅｔ ｙｓｉ ｈｏｄ ｏｆ ＰｏＩ ｙｐｈｅｎｙＩ ｅｎｅ
法— — ２ ％盐 酸 法 ０
根据表１ 中所 得 的聚 苯 硫醚 纤 维 在 不 同溶 剂 或 溶 液
中 的 修 正 系 数 ． 结 合 ＧＢ Ｔ ２ １— ２ ０ 以 及 Ｆ ／ １ ９ — ／ ９ ０ ０ ９ ＺＴ ０ ０ ５
项 目名 称 ： 《高性 能 纤 维 聚 苯 硫 醚 （ Ｐ Ｐ Ｓ）的 定性 定 量 方 法研 究 ， 国 家质 量技 术 监督 检 验检 疫 总局 科 技 立 项 。
５ 中蚓纡检 ２１年 １Ｊ Ｆ ２ ０１ ０ｊ（ ）
新型纺织材料-聚苯硫醚纤维
纤 维 概 况
蒋
臻
大 连 工 业 大 学
纤 维 制 备
聚苯硫醚的合成：
1) 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50％～80％)，产物分子量低， 聚合物分子支化，交联度高，含较多二硫杂蒽。
熔点285℃，极限氧指数值34~35，200℃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。
蒋 臻
大 连 工 业 大 学
纤 维 概 况
具有优异的耐化学腐蚀性、良好的热稳 吸湿性差，染色性能差，易起静电 定性、优越的抗化学腐蚀性和优良的机 械性能及电绝缘性能等特点。
蒋
臻
大 连 工 业 大 学
阔。
蒋 臻
大 连 工 业 大 学
纤 维 应 用
利用PPS 纤维的耐热、耐酸碱腐蚀性和低的含湿率，可 以用PPS 纤维制成针刺非织造布，用于热的化学品过滤。 利用PPS 纤维优异的绝缘阻燃性能及耐磨性能，可以制 成电绝缘材料，用于F 级、H 级电缆和电器绝缘材料。 可以将PPS 纤维用作宇航和核动力站所需的各种织物， 如涂层织物、防辐射织物、防辐射军用帐篷、导弹外壳、 隐形材料等。 利用PPS纤维开发保温衣用材料。日本东丽利用PPS 纤维 的热遮蔽特性，开发出使用PPS复合丝的保温衣用材料。 PPS 纤维与碳纤维、芳纶等混织可作为高性能复合材料 的增强织材料。
蒋 臻
大 连 工 业 大 学
纤 维 发 展
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
PPS纤维在各行业的应用
PPS纤维在各行业的应用由于聚苯硫醚纤维（PPS纤维）的优异耐热性、耐腐蚀性和化工新型材料第35卷阻燃性,因此它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。
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。
其中日本大和纺织公司将PPS纤维开发为工业滤布,用于烟道和化学品过滤领域。
4.1烟道除尘PPs纤维的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、HCI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。
国外电厂、钢厂主要采用PPS纤维所织成的毡或其它形式的滤布,国内主要依靠进口。
PPS纤维织物可长期地暴露在酸性环境之中,可在高温环境中使用,过滤效率较高。
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,其使用寿命可达3年左右。
美国Colorado州的Golden为对付燃煤锅炉450000磅/h的烟尘排放,用PPS 制成的滤袋,在188℃下连续运转32个月,无一破损,经过5年运转,很少替换滤袋;国内丙纶滤袋不耐高温,仅几百小时使用寿命,芳矾纶滤袋使用寿命也仅0.5一1年。
由于GB13223一2o03((火电厂大气污染物排放标准》开始执行,火电这个长期由电除尘器一统天下的行业,采用袋式除尘器的份额逐年增加。
2001年n月内蒙丰泰电厂第1台20万kw机组的袋式除尘器(采用PPS滤料)投人运行,到2005年,燃煤锅炉采用的袋式除尘器总过滤面积达120万mZ,折算相当于1000万kw机组,按滤袋使用5509/m“计算,耗用pPS滤料600t。
聚苯硫醚的用途
聚苯硫醚的用途聚苯硫醚（Polyphenylene sulfide，PPS）是一种高性能的工程塑料，具有优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和电气性能。
它是由苯酚和二硫化碳在氢氯酸存在下聚合而成的。
聚苯硫醚具有许多优越的特性，使其在各个领域都有广泛的应用。
下面将详细介绍聚苯硫醚的主要用途：1. 汽车工业：聚苯硫醚在汽车工业中具有重要地位。
由于其耐热性、耐化学品性和机械强度高的特点，它被广泛应用于汽车发动机部件、燃油系统和底盘部件等高温和高要求的环境中。
例如，聚苯硫醚可以制造汽车排气系统中的催化转换器和燃油喷嘴。
2. 电子和电气行业：聚苯硫醚具有良好的绝缘性能和耐热性，因此被广泛应用于电子和电气设备中。
它可以用于制造电子元件、连接器、绝缘套管、绝缘子和电路板等。
聚苯硫醚还可以作为电线电缆的绝缘材料，提供良好的电气性能和耐火性能。
3. 增强材料：聚苯硫醚可以作为增强材料添加到其他塑料中，以提高其机械性能和耐化学性。
例如，将聚苯硫醚纤维添加到树脂中，可以增加树脂的强度和刚性，应用于制造飞机、船舶和汽车等需要高强度和轻质化的领域。
4. 纺织业：聚苯硫醚纤维具有耐高温、耐磨性和耐化学性等优点，可用于制造防火服装、滤材、织物和绳索等。
聚苯硫醚纤维在火灾情况下能够迅速将燃料断开，并防止火势蔓延。
5. 化工和环保行业：聚苯硫醚在化工和环保行业中有广泛的应用。
其具有耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性，可以用于制造化工管道、容器和阀门等。
聚苯硫醚还可以作为过滤材料和催化剂载体，用于水处理、废气处理和废水处理等环保领域。
6. 其他应用：聚苯硫醚还可以用于制造耐磨件、密封件、液体输送系统、泵、阀门、仪表和光学器件等。
由于其热稳定性和化学稳定性，聚苯硫醚还可用于制造耐高温的工业设备和光学镜片，应用于航空航天、军事、医疗和科研领域等。
总之，聚苯硫醚由于其优良的性能，被广泛应用于汽车工业、电子和电气行业、增强材料、纺织业、化工和环保行业以及其他领域。
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聚苯硫醚纤维
聚苯硫醚纤维（Polyphenylene Sulfide Fibre）是一种新型特种塑料纤维。
国外商品名称赖顿（Ryton）。
由聚苯硫醚树脂（PPS）采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。
其短纤维性能：强度2.65~3.08厘牛/分特、伸长率25%~35%，熔点285℃，具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指数值34~35，200℃时强度保持率为60%，断裂伸长无变化；耐化学性仅次于聚四氟乙烯（PTFE）纤维；有较好的纺织加工性能。
制品主要用于高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶层和防火织物等，其织布可以制作高级消防服装。
性能与特点
PPS纤维是一种线型、高分子质量、结晶性高聚物，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，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。
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，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，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3.9~5.1，及诶单强度为13~17KV/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工性能，可用于在燃烧炉中处理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纤维可提高30-40%，且可以减弱穿衣时约16%冷接触感。
制备
线型高分子质量PPS树脂是一种热塑性塑料，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，其纺丝工艺流程如下图。
在PPS熔融纺丝过程中，通常适合的高温纺丝、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。
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。
图1 PPS纺丝工艺流程图
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、化学工业过滤盒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。
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。
（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SO x、NO x、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，国外电场、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。
（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215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。
（3）水泥工业。
近年来，水泥行业新型干法水泥生产线中窖头和窖尾采用袋式除尘器的越来越多。
新建的3000t/d、5000t/d、10000t/d生产线的水泥窖大量采用袋式除尘器，PPS纤维滤料也大有用武之地。
（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，如各种强极性溶剂等。
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。
现状与发展
我国PPS纤维生产面临的主要问题有：1）对纤维级PPS树脂的技术指标要求认识不足。
长期以来从事PPS树脂研究的科研人员，主攻方向是如何将PPS 树脂用于注塑产品和涂料，树脂中大分子有少量交联对注塑加工无影响，但对纤维级PPS树脂在分子质量、分子质量分布、机械杂质以及聚合时生成的凝胶对纺丝的重要影响认识不足。
PPS树脂的研究和生产已有多年，纤维级PPS树脂的研究开发滞后于其纤维需要的发展，原料问题始终没有解决。
2）合成过程中无法有效控制纤维级PPS结构。
目前合成原料中所用的对二氯苯、硫化钠是普通工业级的，合成前杂质除去不完全，在合成过程中易于交联，形成不带过多支链和交联结构的线性大分子控制技术尚有待进一步研究和提高。
3）纺丝技术和装备问题尚没有从根本解决，由于时间和条件所限，对PPS大分子的结构特点研究尚不深入，有必要根据PPS熔体的性能选择适宜的纺丝设备以及与此相匹配的最佳纺丝工艺参数，才能纺出高品质的纤维。
由上所述，我国PPS纤维在原料方面与国外先进水平有较大差距，但欣慰
的是纤维级PPS树脂现已逐渐认识清楚，研究也始终没有停止。
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2.2~2.7dtex的PPS短纤维居多。
要求结合国内外PPS及新材料的发展动向，在发展新型PPS类材料品种，开发PPS新合成方法的基础上还应当着力抓好新型改性料及专用料的研制开发，积极开发新型PPS复合材料改性品种，尽快建立更大的规模化生产装置等。
其中，尽快建立5000-8000吨/年级的PPS树脂生产线，是中国PPS发展的当务之急。
这是发展中国高性能结构材料所必须的战略举措，对打破国外技术限制和封锁，满足国民经济以及军工各领域对高性能结构材料的需求意义极为重大。