聚苯硫醚的改性.

聚苯硫醚的改性

聚苯硫醚，英文名称：Polyp he nylene sulfide，简称PPS.聚苯硫醚是一种

线型高分子量的聚合物，其综合性能十分优越，是特种工程塑料的第一大品种，

被称为第六大工程塑料，也是“八大”宇航材料之一，是传统产业更新时代和高、精、尖技术发展不可缺少的新材料之一。

PPS的结构单元简单，冈『性的单体使其材料在高温下具有很好的强度、冈度

保留率，有着较强的结晶趋势和较大的结晶度。但主链上大量的苯环，加之结晶度很高，造成材料断裂伸长率低，韧性、抗冲击性也较差，一定程度上限制了它

的应用。因此，对PPS的改性研究非常重要。

图1聚合物改性方法示意图

1聚苯硫醚的结构改性

聚合物的结构改性方法包括共聚、接枝、结构替换。PPS的结构改性主要途

径是在主链和苯环上引入某些集团来改变其性质，从而提高其使用性能。目前

PPS结构改性的主要产品有聚苯硫醚酮【Poly (phenylene sulfide ketone

)，PPSK ,聚苯硫醚砜【Poly(Phenyene sulnde sulfone) ，PPSS】、聚苯硫醚酞胺【PPSN 、聚苯腈硫醚(PPCS)。

图2聚芳族硫醚化学结构式

PPSK 是近几年才迅速发展起来的含硫芳香族化合物，它保留了 PPS 的一些

优良性质，如耐化学腐蚀性、稳定性、耐辐射性、绝缘性等，而且耐高温性得到 了显著提高，熔点可达340r 。但另一方面，热变形温度的提高也对其加工设备 的要求提高了很多，这是不好的一面。

聚苯硫醚砜(PPSS)作为PPS 的结构改性材料，是一种玻璃化转变温度很 高(Tg= 215

r )的非结晶性聚合物，具备了聚苯硫醚的一些优异性能，如优

良的力学、电学性能、尺寸稳定性以及耐化学腐蚀性、耐辐射、阻燃性等

，同时

在分子链中引入了强极性的砜基同时也是一种抗冲击、 抗弯曲性能优异的韧性材 料。

2聚苯硫醚的共混改性

共混是指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成 的宏观上均匀、连续的固体高分子材料，从而来提高材料的一些性能。

(1)玻纤增强聚苯硫醚

玻璃纤维(GF 是一种性能优异的无机非金属增强材料，种类繁多，价格低 廉。具有机械强度高、绝缘性好、抗腐蚀性好、耐热性强等优点。向材料中添加 玻璃纤维能提高材料的力学性能，明显提高其使用性。随着对玻璃纤维改性的研 究和发展，玻纤增强聚苯硫醚复合材料也在传统和普通的基础上有了进一步的发

(1) PPSK (2) PPSS

n

- S

O

S

展，主要表现在玻璃纤维含量的不断提高上，最大含量可超过60%并且仍能保

持注塑加工时较好的加工流动性和制品良好的表面光洁性。

表1纤维含量对PPS/GF复合材强度的影响

纤维含量% 拉伸强度MPa 缺口冲击强度kJ /m2

0 55 3

10 80 4.6

20 110 5.7

30 134 7

40 140 6.8

(2)碳纤维增强聚苯硫醚

碳纤维增强聚苯硫醚复合材料是一种高性能的复合材料，与玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料相比具有咼刚性、咼强度、导电性、咼弹性、耐磨性和更好的摩擦特性等特点，在高强度、高模量、轻质量、耐高温、耐磨、高振动阻尼和防静电等环境下具有广泛的应用空间。碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的加工成型工艺和玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料一

致，容易实现大批量的生产。玻璃纤维可提

应用空间。

CF在PPS结晶过程中,起到异相成核的作用,提高了PPS的结晶度、结晶,

并能提高了PPS的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量。

表2不同CF含量的PPS/CF的力学性能

CF含量拉伸强度断裂伸长率弯曲强度弯曲模量无缺口冲击(wt%) (MPa (% (MPa (MPa 强度(KJ/m2)

0 55.59 429 72.34 1703.93 56.48

3.04 6

4.39 28.5 89.17 1228.4 22.92

3.26 6

4.62 27.59 8

5.96 2583.47 25.79

4.96 74.32 11.22 103.59 3532.95 39.70

8.38 85.24 11.07 112.2 4156.18 49.91

11.89 102.19 9.78 133.80 5578.74 46.05