目前国内聚苯硫醚的需求较高,总需求量达到6.2万吨,但是有58 %的需要国外进口。聚苯硫醚难以工业生产主要有以下几个问题,一是合成工程段主要由经验开展,难以实现对分子量、分子量分布、分子链结构及端基结构实现控制;二是催化剂、溶剂的回收效率低,使得聚苯硫醚生产成本上涨;三是生产过程中的大量高盐有机废水,无法得到有效的处理从而受到环保要求限制。目前聚苯硫醚生产和应用发展在一个高速发展阶段,在航空航天、核工业、电子领域市场潜力巨大。但是与美国、日本相比,我国聚苯硫醚发展起步较晚,需要在生产技术创新,聚苯硫醚改性方面进一步提高。聚苯硫醚纺织纤维:用于特殊工业除尘设备。济南注塑级聚苯硫醚接插件
合成聚苯硫醚由**初的涂料级和注塑级发展到现在的涂料级、注塑级、纤维级、薄膜级和挤出级均得到高速发展 [2],聚苯硫醚目前主要的合成方法主要包括硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法等。硫化钠法:通过对二氯苯和硫化钠在极性溶剂中加热缩聚得到。原料价格低廉易得,工艺简单,产品质量稳定,产率较高,但是原料精度控制制备困难,硫化钠脱水困难,工艺生产流程长。是目前工业生产的**主要的生产方式。硫磺溶液法:在175℃~250℃、六甲基磷酸二胺或N一甲基吡咯烷酮为溶剂的条件下,对二氯苯和硫磺在常压下发生缩聚,原料纯度高,产品质量好,反应周期较短,生产成本低,但是硫磺的提纯技术难度较大,反应需要引入还原剂和助剂,导致副产物增多。山东玻璃纤维聚苯硫醚合成纯聚苯硫醚的弯曲模量可达3.8Gpa,填充改性后可达到12.6Gpa,增大5倍之多。
主要塑料种类的分类和性能示意图见图1。图1主要塑料种类的分类和性能示意图PPS由硫原子和亚苯基环以对位替换模式形成,链规整性强;分子结构中含有高度稳定的化学键,形成一个具有热稳定性的晶体点阵,使其对热降解和化学反应均具有很高的分子稳定性;刚性结构的苯环和柔性结构的硫醚键,使其除具有一般工程塑料的性能外,还兼具某些独特的性能,比如优异的耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性、电性能突出、高刚性、尺寸稳定性、熔融流动性好等。PPS分子结构示意图见图2。图2PPS分子结构示意图根据分子量的高低,PPS树脂可以分为高分子量、中分子量和低分子量树脂。
助催化剂一般是无机酸或有机酸的碱金属盐(磷酸钠、苯甲酸钠、醋酸钠或其混合物)。合成所用的溶剂主要是有机酰胺类极性溶剂,如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-甲基己内酰胺(NMC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、六甲基磷酰三胺(HMPA)等。上述合成方法大部分达不到工业化要求,主要是受单体制备的限制。合成线型高分子量PPS可以采用硫化钠法、硫磺法、硫化氢法等,其中硫化氢法流程长、腐蚀设备,因此目前可以工业化的方法主要是Phillips法、硫磺法。反应压力和所选溶剂有关,国内通常采用常压法,以HMPA为溶剂。聚苯硫醚的机械性能对温度的敏感性能小.
聚苯硫醚综合性能优异,但是也存在脆性大、韧性差、强度低的缺点,因此通常需要和其它材料复合使用以提高性能,最常见的便是加入玻璃纤维和碳纤维。玻璃纤维在聚苯硫醚基体中起成核剂的作用,使得聚苯硫醚分子围绕玻璃纤维结晶,再加入偶联剂改善两者界面的结合性,当复合材料受到外界冲击时可以起到增强作用。碳纤维具有质轻、强度和模量高、导电导热、膨胀系数小等优点,常常与聚苯硫醚复合加工应用在航天航空领域,这种复合材料也被认为是综合性能比较好、相当有潜力的航空热塑性复合材料之一。除此之外,还可以将聚苯硫醚与PTFE共混形成复合材料。PTFE的分子结构中含有高键能的碳氟键,碳链外有氟原子形成的屏蔽效应,使得其具有优异的自润滑性、电绝缘性、化学稳定性、耐高低温、耐老化等优点,与聚苯硫醚结合不仅能够发挥两者的优势,还能够改善聚苯硫醚韧性差、力学强度低、耐磨损性能低的缺点。两者的结合可谓是“天作之合”。聚苯硫醚介电常数很小,表面电阻率和体积电阻率对频率、温度、湿度的变化不敏感,是优良的电绝缘材料。济南注塑级聚苯硫醚接插件
聚苯硫醚的耐辐射性真的很好。济南注塑级聚苯硫醚接插件
无需耐压设备,但是溶剂毒性大且价格昂贵;国外通常采用加压法,以NMP为溶剂,对设备材质要求较高,而NMP相对较便宜。2聚苯硫醚的应用在国际市场上,PPS树脂主要运用在工程塑料、纤维、涂层以及薄膜等若干领域,各个领域在市场上所占的比例如表1所示。表1不同应用领域PPS的消费比例应用领域塑料纤维涂料薄膜市场占比/%801055具有高耐磨和自润滑特性的PPS合金被广用于机械、汽车、航空航天及领域;具有优良抗冲击强度和阻燃性能的PPS合金,主要用于机械行业、电子电气和汽车工业;此外,还有被用于电线电缆等通讯信息行业中。济南注塑级聚苯硫醚接插件