PPS 的特性聚苯硫醚(PPS),全称为聚苯基硫醚。它是一种综合性能优异 ...

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PPS的特性聚苯硫醚(PPS),全称为聚苯基硫醚。

它是一
种综合性能优异的热塑性特种工程塑料,其突出的特点是耐高温,
耐腐蚀和优越的机械性能。

PPS是含硫芳香族聚合物,线型PPS
在350℃以上交联后成热固性塑料,支链型结构PPS為热塑性塑料。

本身具有阻燃性,阻燃性可达到 UL94V-0 级。

在制作阻燃产品时
不需加入任何阻燃剂,保持了材料本身的高机械性能。

(一) PPS的性能
(1) PPS为塑性结晶性树脂,其结晶度约为65%,外观为或琥珀色。

纯PPS的密度為1.3~1.35g/cm3,但很少单独使用,应用的PPS多为改性品级,如玻璃纤维增强、无机填充和碳纤维增强度,改性后的密度增大为1.60~1.68 g/cm3.
(2) PPS具有高强度、高刚性和尺寸稳定性,在高湿条件下刚性也良好,并具有突出的耐疲劳性能和抗蠕变性能:吸水性、吸油性、成型收缩性及线膨胀系数均很小。

(3) PPS的结构中含有硫原子,其含氧指数為46%~53%,在火焰上能燃烧,但不滴落,且离火自熄,有优异的阻燃性能。

(4) PPS的耐热性能优秀,熔点275~291 ℃,PPS Resin热变形温度为135℃(PPS resin ),经玻璃纤维增强后可达到260℃,分解温度为400℃
(5) PPS具有良好的高电阻率和低介电常数,其电绝缘性随温度变化较小,即使在高温、高湿下仍保持良好的电绝缘性能。

(6) PPS具有优异的耐化学稳定性,除了强氧化性酸,如浓硫酸、硝酸和“王水”外,能耐其他酸、碱、塩的腐蚀,且在200℃以下不溶於任何有机溶剂,其耐腐蚀性能几乎与聚四氟乙烯相当。

(7) PPS为惰性物质,口服无毒,但在加工时,若温度超过370℃,PPS会发生少量热分解,产生微量的SO 、COS、CO 、CS 等有害气体。

(二) PPS的模具设计要点
(1). 钢材的选择及处理
PPS是玻纤增强树脂,因此与其它玻纤增强工程塑料一样需要考虑磨损的问题。

此外PPS大部分在高温下成型,故模具的材质应以模温140-150°C为基准,考虑模具应大量生产时的寿命问题,选用诸如SK、SKS、SKD、SKH(AISI D-2、A2、420;ASSAB XW-41、XW-10、STAVAX-136)等材料为宜。

模具的热硬化处理希望用HRC-60-65整体热硬化处理。

表面光泽度在10S以下时对模具的磨损降低有好处。

此外,电镀处理可以提高使用寿命,以NYE CARB(镍、硅、碳化物)及无电解镀加工为宜。

2.流道(SPRUE-RUNNER) 流道形状
以圆形、梯形为宜,流道锥度为2°-3°,在流道的下部要设有冷料井(COLD SLUG WELL)。

3.浇口设计(GATE DESIGN)
1)针形(PIN POINT):最小直径为0.6φ。

2)圆盘形(DISK):小型圆状物成型
3)薄片形(TAB)
4)输辐状(SPOKE):大型圆状物成型
5)侧入口(SIDE)
6)直接形(DIRECT):大型成型
7)潜伏式(SUBMARINE):以PPS树脂的刚性及伸长率来看,潜伏式浇口并不太宜,但在高循环成形(FAST CYCLE)成形时仍有使用,但进入角应大些,浇口直径也应大些。

PPS成型材料有很多品种,一般以玻纤增强(有些以玻纤及无机材料填充强化),因此一定要注意,因方向性引起的尺寸变化及强度变化,以及因结合线(WELD LINE)所造成的强度降低,而必须在模具设计时考虑到浇口形状及位置。

沿树脂流动方向及其垂直方向其强度不同,因此,在设计时也应充分考虑及此。

(垂直方向的强度大约為流动方向的50-60%)。

对於难免发生结合线的製品,在模具的结合线发生处设置溢流区(FLOW TAB),藉著改变树脂的流动方向改善结合线的强度。

在成型时,其结晶度随模具温度而变化,因此收缩率就随模具温度而变化。

成形条件因成型品的形状不同而有所不同,成型收缩率就随之变化。

模槽(CAVITY)的深度越深脱模锥度(TAPER)应越大(1°-3°)。

结晶化导致的最大影响为:因残留应力所造成凹陷的岫、翘曲,应力开裂及强度下降等问题。

在设计时,除厚壁成型用品种之外,其它各种的最大壁厚应不超出7-10mm,并厚度均匀为宜。

至於壁厚时,请使用A-100, A -200。

5.排气孔(GAS VENT) 如果在PPS树脂的製品内有气泡将使其特性明显地下降,而且由於排气不良所导致的烧焦关系,使成型品发生部分变色和表面粗糙,因此为了得到良好的產品必须设有排气孔。

PPS成型时的排气孔尺寸通常为高0.015-0.02mm,宽2mm以上。

利用脱模面及脱鞘作排气孔也可以,而為了得到更好的製品也可使用真空排气孔。

6.脱模鞘(EJECTOR PIN) 必须注意脱模鞘的位置及其均衡,均衡性不佳的脱模鞘位置将使產品发生局部残留应力,以致引起成品裂纹、尺寸精度不一等问题。

因此在设计时必须使脱模时抗力均衡,考虑脱模鞘的直径、数目及位置。

特别是较深物品的成型时,因接触面大,其成型品底部的脱模鞘位置更是关键所在。

7.模具温度的控製试产用模具或可使用带式加热器(BAND HEATER)控製模温,但大量生產用的正式模具,通常都用油式加热器或电热棒式加热器(CARTRIDGE HEATER)。

一般而言,最常用的是电热棒式加热器。

採用电热棒式加热器时,较大间隔地装置较大热能量的电热棒(注:电热棒数就少),还不如装置较小热能量但较多支的电热棒(注:间隔就较细密),以期较均匀有效的模具加温,而且模具的固定侧及可动侧两边都需均匀装配,以便因成型品构造关系难免发生翘曲现象时,有需在模具的固定侧及可动侧造成模温差距以改善之,对此若使用电棒式加热器就较為方便。

为防止模具散热损失,建议在模具外侧(挂接於成型机处)加装石棉板等隔热板。

成型收缩率CM/CM 流动方向低温 1/1000-3/1000 垂直於流动方向。

低温4/1000-8/1000注射速度不同,表面光泽就不同,注射速度高,表面就较光亮。

PPS的注塑成型要点通常大件成型时,每一循环的时间变长,在机筒内树脂的滞留时间也随着增长,而在高温中滞留过久者,树脂的颜色会呈较黑色及流动性略降现象,但对树脂的特性没有太长的影响。

通常对於大件的成型,机筒应採用较低的温度,而小件的成型别採用较高的机筒温度。

為防成型品的重量每次变动不一,
加上若乾背压(5kgs/cm°左右)对於获得品质稳定的成型品有所助益。

但是,如果在机筒内长期放置树脂时,有可能在机筒内硬化,一定要避免这种现象发生,又成型终了后一定要把树脂清洗出来。

8.喷嘴(NOZZLE) 使用开放型喷嘴可进行成型,但为了防止喷嘴溢流建议使用对闭式喷嘴,而喷嘴的加热器(HEATER)则以能单独控制者对於成型更為方便。

喷嘴先端的口部用2-3°的倒锥,直径為3-6φ为宜。

防止溢流喷嘴阀(VALVE)的清洗很不易,必须拆开加以清除树脂,故建议使用专用喷嘴。

9.干燥建议的乾燥温度为150-160°C,為期2-3小时。

若使用热风干燥机,置於盘中之原料高度不应高於50mm。

若使用除湿乾燥机,其入口温度为-40°C露点。

注射速度不同,產品的表面光泽度就不一样,注射速度越快,表面光泽越好,但容易发生产品翘曲,烧焦,对此必须注意。

一般使用中等注射速度,较高注射压力条件成型。

由於PPS树脂是结晶性树脂,在厚壁成型时,通常为提高结晶度,必须拉长冷却时间,而在薄壁成型时,即使一次成型个数很多,每一循环10-30秒就已足够。

成型时的螺杆转速一般为
40-100RPM,而高循环成型时属可採用200RPM以上,但此时树脂易发热,必须将机筒温度设定较低些。

机筒、螺杆的损耗机筒、螺杆的损耗可分化学性及物理性。

PPS并不存在化学性之腐蚀。

物理性方面,因其内含之玻纤(与其它含玻纤之工程塑料一样)对普通机筒及螺杆造成损耗,故此须采用成型机厂家推荐之耐磨损机筒及螺杆,而该种机筒及螺杆是专门為加工玻纤工程料而设计的。

又料斗下的机筒温度过低者,。

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