聚苯硫醚概况

聚苯硫醚概况

1.1 聚苯硫醚概况

化学名称：聚苯硫醚；聚亚苯基硫醚；

别名：聚硫醚，聚苯撑硫；

英文名称：Polyphenylene Sulfide；

简称：PPS（以下称聚苯硫醚或称PPS）；

结构式：

图1.1 聚苯硫醚结构式

聚苯硫醚是一种性能优异的特种工程塑料，同时又是一种新型高性能结晶性热塑性树脂。

聚苯硫醚是一种高结晶性聚合物，在美国称之为高性能塑料(Highperformance Plastics)，日本则称之为超级工程塑料(Super Eng plastics)。由于聚苯硫醚的优异性能和广泛用途，预计将成为特种工程塑料的第一大品种，目前在通用工程塑料中产量排行第六位。

聚苯硫醚具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料，在电子电器、航空航天、军工、汽车、计算机、电子电器、家电、电力、机械、化工、轻工、汽车运输等领域获得成功应用。

近年来，国内企业积极研发，并形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。但是，中国聚苯硫醚技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是PPS下一步发展的重点。

1.2 聚苯硫醚性能

聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5%)，在125℃时发生结晶放热，玻璃化温度为93℃；熔点281℃。拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶(增加至30%)，如在130～230℃温度下对拉伸纤维进行热处理，可使结晶度增加到60～80％。因此，拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象，其熔点为284℃。随着拉伸热定形后结晶度的提高，纤维的密度也相应增大，由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34 g/cm3，经热处理后则可达1.38 g/cm3。

聚苯硫醚是结晶型（结晶度55%～65%）的高刚性白色粉末聚合物，聚苯硫醚树脂是一种兼具热固性树脂特性的白色或微黄色高结晶度聚合物，相对密度为1.36g/cm2，结晶熔点287℃。玻璃化温度150℃，分解温度大于400℃。可耐硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化氢等侵蚀。但不耐硝酸。不溶于一般有机溶剂。有优良的耐热性和自熄性。有极好的粘合性能，能粘合玻璃、陶瓷、钢材、铝、银、镀铬和镀镍制品等。与各种无机填料有良好的亲和性。增强改性后可提高其物理机械机械性能和耐热性（热变形温度）。若与玻璃纤维（增强材料有玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、金属纤维等，以玻璃纤维为主）、无机填料（无机填充料有滑石、高岭土、碳酸钙、二氧化硅、二硫化钼等）和其他高分子材料复合，可制成各种性能优异的工程塑料及共合金。聚苯硫醚工程塑料的综合性能相当好，耐高温、耐腐蚀、耐辐射、不燃烧、无毒无味，机械性能和电性能十分优异，制品的尺寸稳定性突出；可采用几乎所有的塑料加工方法进行加工，包括喷涂、注塑、压塑、挤出、吹制和灌封等，亦可对制品进行二次加工，故用途极其广泛。

聚苯硫醚具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点；具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、耐腐蚀性、电性能优良等优点。此外，它还具有成型收缩率小（约0.08%），吸水率低（约0.02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。使得其在汽车制造、电子电气、机械制造、化工仪器仪表和航天工业等方面具有广泛的应用，被誉为第六大工程塑料，开发

利用前景十分广阔。

由于聚苯硫醚是由苯撑硫单元结构组成的线型结晶性聚合物，独特的结构使其具有许多独特的性能。主要表现在：

1.2.1 耐热性能…

1.2.2 耐化学性能…

1.2.3 电性能

聚苯硫醚的介电常数和介电损耗角正切值都比较低，且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大；耐电弧性好，可与热固性塑料媲美。聚苯硫醚树脂的介电常数为3.9～5.1，介电强度(击穿电压强度)为13～17kV/mm，在高温、高湿、高频率的环境中，具有很高的体积电阻率、表面电阻率、击穿电压，低的介电常数及介电损耗角正切，是优良的绝缘材料，在很宽的频率范围内介电性能稳定。经改性处理，也能制成具良好导电性能的高强材料。聚苯硫醚的耐电弧好，可与热固性塑料媲美。聚苯硫醚常用于电器绝缘材料，其用量可占30%左右。1.2.4 机械性能…

1.2.5 耐侯性能…

1.2.6 加工性能…

1.2.7 耐磨性能…

1.2.8 阻燃性能

聚苯硫醚电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，白色硬而脆，跌落于地上有金属响声，透光率仅次于有机玻璃，着色性耐水性，化学稳定性良好。有优良的阻燃

性，为不燃塑料。

聚苯硫醚树脂的氧指数为46～53，在火焰上能燃烧，但不会滴落，且离火自熄，自身具有自熄性，发烟率低于卤化聚合物，阻燃性能好。与其他塑料相比，它在塑料中属于高阻燃材料（纯PVC的氧指数为47%、PSF为30%、PA66为29%、MPPO为28%，PC为255）。

1.2.9 耐水性能

聚苯硫醚吸水率极低，能够直接进行热成型而无需预干燥。聚苯硫醚树脂的吸水性比环氧树脂低1/2。

1.2.10 密封性能

聚苯硫醚可代替环氧树脂封装料。

表1.1 聚苯硫醚的基本性能表

1.3 聚苯硫醚类型与牌号

聚苯硫醚树脂按结构可分为支化（交联）型PPS树脂和线型PPS树脂，介于两者之间的称为半交联型PPS树脂。

目前市场聚苯硫醚主要有2种类型：交联型和线型产品。交联型聚苯硫醚具有高硬度和在高温下低蠕变变型性能；与之相比，线型聚苯硫醚产品虽然硬度较低但却有更好的韧性和拉伸性能。后者还具有高聚合物纯度以及低吸湿性。因此，即便在高温下和潮湿的环境中，线型聚苯硫醚也很少会出现尺寸的改变和电子绝缘能的降低。

表1.2 中国市场主要聚苯硫醚牌号表

吹塑级聚苯硫醚是一种新型聚苯硫醚混合料，可以吹塑成各种部件，如汽车燃料管道和进口支管。吹塑法主要的设计上的优点是能够经济有效地制造复杂形