聚苯硫醚的结构、性能和应用.

聚苯硫醚的结构、性能和应用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，广泛地应用在航空航天、军事领域、电子电器.、石油化工、机械、仪表仪器、家用电器、食品医药、汽车灯具、接插件、传感器、纺织机械配件、防腐设备等。1、聚苯硫醚结构聚苯硫醚结构式：ns聚苯硫醚的化学结构简单而又巧妙每一个芳香环和一个对应的硫原子交互变化，两个以单键隔开的相邻双键之问，发生兀电子的部分交叠，使能量进一步降低，从而形成稳定的共轭结构。共轭的兀电子云具有较强的非局域和极化特性，从而使它在电、磁、光等方面成为一种重要的材料。PPS结晶度的测定方面,X光衍射法测得的PPS原粉的结晶度约为75%,熔融比焓法测定PPS的结晶度达70.8%(100%PPs结晶熔融热焓为80.45J/mol),复合材料级PPS树脂结晶速度快,而且在挤拉工艺过程中即可达到40%～50%的结晶。PPS结晶结构如下：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%），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%。2、聚苯硫醚的基本特性PPS是一种由苯环和硫原子交替排列构成的线型高分子半结晶化合物。苯环的刚性结构由柔性的硫醚键连接起来,赋予了其优良的耐热性、阻燃性、耐化学药品性以及与无机填料的良好亲合性,此外还具备较佳的流动性。基本性能见表1:2表1PPS的基本性能项目断裂强度(cN/dtex)断裂伸长(%)抗张模量(cN/dtex)密度(g/cm3)熔点(℃)PPS3.8～4.625～40400～4851.34285项目回潮率(%)极限氧指数(%)介电常数介电强度(kW/mm)PPS0.2～0.3383.9～5.113～17（1）优良的耐热稳定性PPS在260℃以上开始表现变形,在空气中于降解温度为700℃，经美国UL认证可在200—240℃下连续使用，在高荷重下热变形温度高达260℃以上，同时具有极佳的焊锡耐热性。PPS在低于400℃的空气或氮气中基本上无重量损失，表现出良好的耐热性，即使在1000℃惰性气体中仍能保40%的重量,这些都肯定了其短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优。(2)优异的耐腐蚀性能PPS树脂的耐腐蚀性能与聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)相近,能抵抗酸、碱、氯代烃、烷烃、酮、醇、酯等化学品的侵蚀,在200℃以下几乎不溶于任何化学溶剂。其对部分化学品的耐腐蚀性能见下表。表2PPS的耐化学腐蚀性项目强度保持率/%48%硫酸10%盐酸浓盐酸浓磷酸醋酸甲酸10%氢氧化钠10010010095100100100330%氢氧化钠四氯化碳三氯甲烷甲苯10%硝酸浓硝酸浓硫酸10010010075～9075010（3）优异的阻燃性能PPS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，不需添加阻燃剂就可以达到UL—94V—0阻燃标准]。此外研究证明，PPS燃烧安全性高，阻燃时间、续然时间及损毁长度都达到GB8965一1998及GA10一2002标准要求。(4)优异的绝缘性PPS树脂的介电常数为3.9一5.1,介电强度(击穿电压强度)为13一17kv/mm,电导率在10-18～10-15S/cm区间，若在高真空（1.33×10-3Pa）条件下可以低达10-20S/cm，在高温、高湿、变频等条件下仍能保持良好的绝缘性,所以PPS作为性能优异的绝缘材料而被广泛使用。（5）良好的加工成型性PPS熔融温度较高,但熔体粘度低,流动性好,易于成型加工。可以用挤出、注射、压制等许多方法进行成型加工。在高温下,机械性能下降少,具有卓越的耐蠕变性能和耐疲劳性。3、聚苯硫醚的应用PPS由于具有优良热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性、良好的绝缘性等综合性能,故被广泛应用各个不同领域，下面就PPS在几个重要领域的应用做简单介绍。（1）电子电气行业电子电气工业是我国发展最快的产业之一，并已成为国民经济的支柱产业。我国正逐步取代日本成为全球电子电器的加工制造基地。电子电气工业是PPS应用最早，目前也是用量最大的一个领域。PPS在电子电气领域的用量约占PPS4总消费量的40%左右，尤其是美国聚苯硫醚消费量的一半都集中在电子电气应用上，聚苯硫醚在电子电气领域使用总量的60%一65%被用于制作工业电器设备元件上，它可用于制备线圈骨架、连接器、接线器、接插件、电磁调节盘、电视高频头轴、继电器、微调电容器、电解电容器、接触断路器、保险丝支架、线圈管、开关、电动机转筒、电容器护罩、刷柄、磁传感器感应头、收录机、磁疗器、半导体及IC元件、熔断器、变压器、电子马达、电阻器、电磁调节阀、电熨斗、电饭煲、熔丝支持件、印刷基板、电路片支持物、电子零件、VTR零件、熨斗零件、调理器零件、电锅零件、电子零件洗净处理具、热敏电阻等零部件及封装材料。（2）汽车工业汽车工业是PPS用量增长最快的一个领域。PPS的热稳定性以及耐化学腐蚀性决定了其材料不会受汽车燃料中化学成分的腐蚀，另外其强度高，相对金属材料具有质量轻，价格低等优点，为它在汽车行业中得到广泛应用奠定了基础。PPS常用于制备点火器、加热器、化油器、离合器、变速器、齿轮箱等，随着聚苯硫醚复合材料的发展，现在，还被用来制造汽车底盘等，相信在未来PPS材料还会在汽车行业中有更为广阔的应用空间。（3）机械行业PPS具有的高强度、高模量的特性使之在机械行业有广泛的用途。泵壳、泵轮、阀、齿轮、滑轮、风扇、机械密封及外罩材料仪器仪表零件等都可采用PPS树脂，并特别适合于制备用于高热、强腐蚀环境下油井深处作业的机械部件。（4）化工行业PPS在该行业中的应用主要依赖于它的耐化学腐蚀性，如化工设备中的反应釜、试剂储备装置、管道等都不可避免要与化学物质直接接触，故要求其有较好的耐化学腐蚀性，而PPS正具备这种特性，故在该领域有较为广泛的应用。（5）电力行业电力设备高压输电绝缘子、变压器材料等。另外，聚苯硫醚树脂还可以加工成纤维和薄膜。由于具备优良的绝缘性和热稳定性，用PPS纤维制成的过滤袋对含有化学腐蚀性的烟气粉尘特别适应，使用寿命长，除尘效果优，已成为电厂5燃煤锅炉烟气除尘的首选滤料，该应用目前还处于推广阶段，总之，聚苯硫醚新型滤料在袋式除尘行业具有相当的前景。（6）国防和航空领域PPS复合材料质量轻，强度高，一再国防和航空领域有了大量应用。军事上用于导弹和战机的材料，大大提高了其性能，美国在歼击机和战斗机上大量使用复合材料F－22的结构质量系数为27.8％先进复合材料的用量已达到25％以上，军用直升机用量达到50％以上。在航空领域，PPS材料用于大型客机的涡轮发动机涂层，飞机行李架、座椅骨架、机仓护墙、机翼等，如空客A340/A380飞机机翼前缘应用碳纤维增强的聚苯硫醚复合材料。