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PPS聚苯硫醚的成型與應(yīng)用
日期：2025-10-08 15:32
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摘要：近年來，熱成型樹脂在大型薄壁製件的成型加工方麵顯露出越來越強(qiáng)的競爭力。因此，一些製造商開始紛紛選擇熱成型樹脂用以替代金屬或避免使用成本高昂的注塑成型加工法。
熱成型工藝已經(jīng)成為能夠挑戰(zhàn)傳統(tǒng)注塑成型工藝的新方法。在要求苛刻的加工場合（如生產(chǎn)具有高耐熱性和耐化學(xué)品性能的製件）中具有更大的優(yōu)勢。為更好地滿足熱成型技術(shù)的應(yīng)用要求，加工商不斷尋找高性能的熱成型樹脂，新出現(xiàn)的熱成型級PPS樹脂便以優(yōu)異的綜合性能打開了廣闊的市場空間。
性能**
與大多數(shù)聚合物不同，PPS由於吸水率極低，因此能夠直接進(jìn)行熱成型而無...
近年來，熱成型樹脂在大型薄壁製件的成型加工方麵顯露出越來越強(qiáng)的競爭力。因此，一些製造商開始紛紛選擇熱成型樹脂用以替代金屬或避免使用成本高昂的注塑成型加工法。
熱成型工藝已經(jīng)成為能夠挑戰(zhàn)傳統(tǒng)注塑成型工藝的新方法。在要求苛刻的加工場合（如生產(chǎn)具有高耐熱性和耐化學(xué)品性能的製件）中具有更大的優(yōu)勢。為更好地滿足熱成型技術(shù)的應(yīng)用要求，加工商不斷尋找高性能的熱成型樹脂，新出現(xiàn)的熱成型級PPS樹脂便以優(yōu)異的綜合性能打開了廣闊的市場空間。
性能**
與大多數(shù)聚合物不同，PPS由於吸水率極低，因此能夠直接進(jìn)行熱成型而無需預(yù)乾燥。與其他類似的工程樹脂相比，PPS的密度更小，這意味著其單位體積成本更低。例如含氟聚合物密度達(dá)到1.8～1.9，而純PPS和抗衝擊改性PPS的密度分彆為1.35和1.24。
標(biāo)準(zhǔn)級彆的PPS具有阻燃性，其阻燃級彆為UL94V-0級，通常在燃燒時隻釋放出少量的煙。又由於PPS的抗蠕變性強(qiáng)和熱膨脹係數(shù)低，因此PPS在應(yīng)用過程中具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性。
PPS還具有很強(qiáng)的耐化學(xué)溶劑（包括酸、堿、漂白劑、汽車?yán)鋬鲆旱龋┬院蛢?yōu)良的耐水解性能。例如，經(jīng)過持續(xù)5000h浸漬試驗，表明PPS在不同油料中具有很高的穩(wěn)定性。PPS能夠使用常規(guī)方法進(jìn)行****，可以承受1000℃水蒸氣循環(huán)**和劑量達(dá)到1500kGy的輻射**，比大多數(shù)材料具有更強(qiáng)的耐受力。不同級彆與食物接觸的PPS都符合FDA（美國食品藥品監(jiān)督管理局）的規(guī)定，與水接觸的PPS符合USPClass VI的要求。
熱成型級PPS除具有良好的耐熱性和耐化學(xué)品性能以外，還具有較低的負(fù)荷蠕變性、高強(qiáng)度重量比以及優(yōu)良的耐磨性。該樹脂由線性PPS構(gòu)成，在分子量高的情況下具有較好的熔體彈性。具有支鏈的PPS往往呈脆性，而線性PPS具有更好的染色性、強(qiáng)度、韌性和純度，更容易擠出成型為片材或卷材。從熱量觀點來看，線性PPS也優(yōu)於其他一些相關(guān)的工程樹脂。例如，線性PPS的熔融溫度為285℃，能夠短時間承受270℃的高溫。
應(yīng)用廣泛
目前，PPS已有多種類型可供加工商選擇，片材和卷材級PPS有純淨(jìng)、玻纖增強(qiáng)以及抗衝擊改性幾種類型，其厚度從0.01～0.25in(lin=25.4mm)不等，寬度較高可達(dá)50in。用純PPS能夠製成尺寸更大的製件，如5ft×9ft（1ft=30.48cm）的PPS板已經(jīng)麵世。PPS片材能夠同聚酯複合並用玻纖進(jìn)行增強(qiáng)，如玻纖增強(qiáng)的PPS片材已經(jīng)能夠製成6in深的製件，而且提高了製件質(zhì)量的均一性。另外，運用焊接棒可以將PPS進(jìn)行焊接以製成箱體或其他製件。2004年初，PPS開始被製成片材和卷材，從此打開了在化學(xué)、航空航天、交通和食品等領(lǐng)域的應(yīng)用之門。
PPS對多種化學(xué)品具有良好的惰性，因此能代替含氟聚合物而應(yīng)用於化學(xué)容器的生產(chǎn)。例如，用PPS製作大型鋼儲罐內(nèi)襯已成為市場的一種發(fā)展趨勢，纖維的加入使PPS能夠和鋼殼體內(nèi)表麵更好的結(jié)合，整個PPS襯裡都能夠進(jìn)行熱成型。
在航天領(lǐng)域，PPS可以用於飛機(jī)內(nèi)窗框的製作。如果采用注塑成型工藝，在成型過程中形成的接縫容易導(dǎo)致製件力學(xué)性能的下降。熱成型技術(shù)的應(yīng)用能夠使成型製件更大更薄，並且不會影響製件的力學(xué)性能。在飛機(jī)中的另一項應(yīng)用是采用熱成型級、填充30％玻纖的PPS板材以製造頂端儲藏箱，該裝置的一般尺寸為20in×30in×6in。熱成型控製麵板采用15％玻纖增強(qiáng)的PPS以抵抗在集成裝置中產(chǎn)生的熱量。
火車和汽車製造商也在考慮選用PPS板材製造內(nèi)壁和門。因為在這類應(yīng)用中，要求材料必須具備高耐熱性並具有極低的發(fā)煙量，並且大型、薄壁製品難以通過注塑成型進(jìn)行生產(chǎn)。因此，熱成型級PPS板材便成為此應(yīng)用領(lǐng)域的新選擇。
熱成型級PPS也經(jīng)常代替鋁或不鏽鋼用於製造烤箱的托盤。例如尺寸為20in×30in×1.5in並帶有翻卷邊結(jié)構(gòu)的PPS托盤能夠代替需要定期修整表麵以去除毛邊的不鏽鋼托盤來烘烤食物，並且使用這種PPS托盤不需要再對其表麵進(jìn)行重新修整。
由於能夠承受高強(qiáng)度鹵素光產(chǎn)生的高熱，因此熱成型級PPS還可以用來製造照明設(shè)備的燈罩和配電板。此外，PPS還可以用於潔淨(jìng)室排氣管襯裡和硬盤驅(qū)動器中拋光架的製造。
成型優(yōu)勢
由於PPS具有很高的流動性，因此比其他一些聚合物更容易進(jìn)行精密成型。在加工一些PPS製件時，加工商也可以選擇真空成型或壓力成型。例如在真空成型中，PPS製件能夠設(shè)計比較尖的轉(zhuǎn)角，而不必要求額外增加壓力，儘管加工參數(shù)會隨著設(shè)備和製件而改變，PPS片材仍能在320～329℃的高溫範(fàn)圍內(nèi)被均勻加熱，紅外線加熱則是較好的加熱方式。1/8in厚的PPS板在加工過程中無需冷卻係統(tǒng)，從加熱到冷卻隻需要60～90s的時間，這與PC相當(dāng)，但比ABS或PVC所用的時間短。與ABS和HDPE相比，PPS可賦予製品更好的質(zhì)量均一性和外觀效果。
PPS可采用鋁模具進(jìn)行加工，而鋁模具成本要比傳統(tǒng)注塑成型所使用的不鏽鋼模具的成本低很多。加工PPS的熱成型模具通常要先預(yù)熱至200℃，在幾個循環(huán)周期內(nèi)逐漸達(dá)到操作溫度並使製品完全成型。賓西法尼亞技術(shù)學(xué)院聚合物科學(xué)和塑料工程研究所對在陽模上成型的含30％玻纖增強(qiáng)的1/8in厚的PPS（FortronPPS1130L0）板進(jìn)行了測試，實驗結(jié)果表明，熱成型級PPS在加工過程中能夠保持良好的拉伸、彎曲以及抗衝擊性能。對成型樣品與未成型板材的屈服伸長量進(jìn)行比較後可知，PPS在成型加工時的性能變化並不明顯，比起未成型板材，成型後的PPS板材的彎曲模量僅降低了8％。
熱成型後，PPS製件可由帶硬質(zhì)合金刀頭的普通CNC設(shè)備進(jìn)行修整，並使用加工金屬或木材的刨床、車床、鋸子等進(jìn)行加工。此外，成型後的製品也可以采用各種熱、機(jī)械或粘合法進(jìn)行裝配，例如超聲焊接、鉚接以及用環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯及其他粘合劑進(jìn)行粘接。PPS能夠使用各種傳統(tǒng)方法進(jìn)行印刷，如凹版印刷、柔板印刷、平板印刷、絲網(wǎng)印刷、數(shù)字印刷以及其他一些印刷方法，並且還可以進(jìn)行激光標(biāo)識。
熱成型工藝已經(jīng)成為能夠挑戰(zhàn)傳統(tǒng)注塑成型工藝的新方法。在要求苛刻的加工場合（如生產(chǎn)具有高耐熱性和耐化學(xué)品性能的製件）中具有更大的優(yōu)勢。為更好地滿足熱成型技術(shù)的應(yīng)用要求，加工商不斷尋找高性能的熱成型樹脂，新出現(xiàn)的熱成型級PPS樹脂便以優(yōu)異的綜合性能打開了廣闊的市場空間。
性能**
與大多數(shù)聚合物不同，PPS由於吸水率極低，因此能夠直接進(jìn)行熱成型而無需預(yù)乾燥。與其他類似的工程樹脂相比，PPS的密度更小，這意味著其單位體積成本更低。例如含氟聚合物密度達(dá)到1.8～1.9，而純PPS和抗衝擊改性PPS的密度分彆為1.35和1.24。
標(biāo)準(zhǔn)級彆的PPS具有阻燃性，其阻燃級彆為UL94V-0級，通常在燃燒時隻釋放出少量的煙。又由於PPS的抗蠕變性強(qiáng)和熱膨脹係數(shù)低，因此PPS在應(yīng)用過程中具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性。
PPS還具有很強(qiáng)的耐化學(xué)溶劑（包括酸、堿、漂白劑、汽車?yán)鋬鲆旱龋┬院蛢?yōu)良的耐水解性能。例如，經(jīng)過持續(xù)5000h浸漬試驗，表明PPS在不同油料中具有很高的穩(wěn)定性。PPS能夠使用常規(guī)方法進(jìn)行****，可以承受1000℃水蒸氣循環(huán)**和劑量達(dá)到1500kGy的輻射**，比大多數(shù)材料具有更強(qiáng)的耐受力。不同級彆與食物接觸的PPS都符合FDA（美國食品藥品監(jiān)督管理局）的規(guī)定，與水接觸的PPS符合USPClass VI的要求。
熱成型級PPS除具有良好的耐熱性和耐化學(xué)品性能以外，還具有較低的負(fù)荷蠕變性、高強(qiáng)度重量比以及優(yōu)良的耐磨性。該樹脂由線性PPS構(gòu)成，在分子量高的情況下具有較好的熔體彈性。具有支鏈的PPS往往呈脆性，而線性PPS具有更好的染色性、強(qiáng)度、韌性和純度，更容易擠出成型為片材或卷材。從熱量觀點來看，線性PPS也優(yōu)於其他一些相關(guān)的工程樹脂。例如，線性PPS的熔融溫度為285℃，能夠短時間承受270℃的高溫。
應(yīng)用廣泛
目前，PPS已有多種類型可供加工商選擇，片材和卷材級PPS有純淨(jìng)、玻纖增強(qiáng)以及抗衝擊改性幾種類型，其厚度從0.01～0.25in(lin=25.4mm)不等，寬度較高可達(dá)50in。用純PPS能夠製成尺寸更大的製件，如5ft×9ft（1ft=30.48cm）的PPS板已經(jīng)麵世。PPS片材能夠同聚酯複合並用玻纖進(jìn)行增強(qiáng)，如玻纖增強(qiáng)的PPS片材已經(jīng)能夠製成6in深的製件，而且提高了製件質(zhì)量的均一性。另外，運用焊接棒可以將PPS進(jìn)行焊接以製成箱體或其他製件。2004年初，PPS開始被製成片材和卷材，從此打開了在化學(xué)、航空航天、交通和食品等領(lǐng)域的應(yīng)用之門。
PPS對多種化學(xué)品具有良好的惰性，因此能代替含氟聚合物而應(yīng)用於化學(xué)容器的生產(chǎn)。例如，用PPS製作大型鋼儲罐內(nèi)襯已成為市場的一種發(fā)展趨勢，纖維的加入使PPS能夠和鋼殼體內(nèi)表麵更好的結(jié)合，整個PPS襯裡都能夠進(jìn)行熱成型。
在航天領(lǐng)域，PPS可以用於飛機(jī)內(nèi)窗框的製作。如果采用注塑成型工藝，在成型過程中形成的接縫容易導(dǎo)致製件力學(xué)性能的下降。熱成型技術(shù)的應(yīng)用能夠使成型製件更大更薄，並且不會影響製件的力學(xué)性能。在飛機(jī)中的另一項應(yīng)用是采用熱成型級、填充30％玻纖的PPS板材以製造頂端儲藏箱，該裝置的一般尺寸為20in×30in×6in。熱成型控製麵板采用15％玻纖增強(qiáng)的PPS以抵抗在集成裝置中產(chǎn)生的熱量。
火車和汽車製造商也在考慮選用PPS板材製造內(nèi)壁和門。因為在這類應(yīng)用中，要求材料必須具備高耐熱性並具有極低的發(fā)煙量，並且大型、薄壁製品難以通過注塑成型進(jìn)行生產(chǎn)。因此，熱成型級PPS板材便成為此應(yīng)用領(lǐng)域的新選擇。
熱成型級PPS也經(jīng)常代替鋁或不鏽鋼用於製造烤箱的托盤。例如尺寸為20in×30in×1.5in並帶有翻卷邊結(jié)構(gòu)的PPS托盤能夠代替需要定期修整表麵以去除毛邊的不鏽鋼托盤來烘烤食物，並且使用這種PPS托盤不需要再對其表麵進(jìn)行重新修整。
由於能夠承受高強(qiáng)度鹵素光產(chǎn)生的高熱，因此熱成型級PPS還可以用來製造照明設(shè)備的燈罩和配電板。此外，PPS還可以用於潔淨(jìng)室排氣管襯裡和硬盤驅(qū)動器中拋光架的製造。
成型優(yōu)勢
由於PPS具有很高的流動性，因此比其他一些聚合物更容易進(jìn)行精密成型。在加工一些PPS製件時，加工商也可以選擇真空成型或壓力成型。例如在真空成型中，PPS製件能夠設(shè)計比較尖的轉(zhuǎn)角，而不必要求額外增加壓力，儘管加工參數(shù)會隨著設(shè)備和製件而改變，PPS片材仍能在320～329℃的高溫範(fàn)圍內(nèi)被均勻加熱，紅外線加熱則是較好的加熱方式。1/8in厚的PPS板在加工過程中無需冷卻係統(tǒng)，從加熱到冷卻隻需要60～90s的時間，這與PC相當(dāng)，但比ABS或PVC所用的時間短。與ABS和HDPE相比，PPS可賦予製品更好的質(zhì)量均一性和外觀效果。
PPS可采用鋁模具進(jìn)行加工，而鋁模具成本要比傳統(tǒng)注塑成型所使用的不鏽鋼模具的成本低很多。加工PPS的熱成型模具通常要先預(yù)熱至200℃，在幾個循環(huán)周期內(nèi)逐漸達(dá)到操作溫度並使製品完全成型。賓西法尼亞技術(shù)學(xué)院聚合物科學(xué)和塑料工程研究所對在陽模上成型的含30％玻纖增強(qiáng)的1/8in厚的PPS（FortronPPS1130L0）板進(jìn)行了測試，實驗結(jié)果表明，熱成型級PPS在加工過程中能夠保持良好的拉伸、彎曲以及抗衝擊性能。對成型樣品與未成型板材的屈服伸長量進(jìn)行比較後可知，PPS在成型加工時的性能變化並不明顯，比起未成型板材，成型後的PPS板材的彎曲模量僅降低了8％。
熱成型後，PPS製件可由帶硬質(zhì)合金刀頭的普通CNC設(shè)備進(jìn)行修整，並使用加工金屬或木材的刨床、車床、鋸子等進(jìn)行加工。此外，成型後的製品也可以采用各種熱、機(jī)械或粘合法進(jìn)行裝配，例如超聲焊接、鉚接以及用環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯及其他粘合劑進(jìn)行粘接。PPS能夠使用各種傳統(tǒng)方法進(jìn)行印刷，如凹版印刷、柔板印刷、平板印刷、絲網(wǎng)印刷、數(shù)字印刷以及其他一些印刷方法，並且還可以進(jìn)行激光標(biāo)識。
