一、PPS(聚苯硫醚)基本介紹
聚苯硫醚,全稱為聚次苯基硫醚,英文名稱 polyphenylene Sulfide(簡稱PPS),是分子主鏈上帶有苯硫基的熱塑性工程塑料。
圖 PPS結構式
PPS是一種白色、結晶度高的聚合物,密度為1.34,它的分子主鏈由苯環和硫原子交替排列,鏈規整性很強。苯環提供剛性,硫醚鍵提供柔順性,分子主鏈剛柔兼備,所以聚苯硫醚易于結晶,結晶度可達75%,熔點285℃。
由于苯環的剛性結構和軟性的硫醚鍵連結起來,PPS具有優良的耐熱性、阻燃性、耐介質性以及與其它無機填料的良好親和性。但未改性聚苯硫醚的抗張強度、抗彎強度僅屬中等水平,伸長率和沖擊強度也較低。
因此,PPS常采用玻璃纖維以及其它無機填料增強填充改性,使其在保持耐熱性、阻燃性和耐介質性的同時,進一步提高物理機械性能,被廣泛用于汽車、電子電氣、機械行業、石油化工、制藥業、輕工業以及軍工、航空航天等領域。
圖 PPS微顆粒與改性料
今后幾年,PPS在我國的消費年增長率將一直高于世界平均值,遠高于歐美地區,特別是隨著電子電器、汽車行業的高速發展,PPS市場前景極為廣闊。
二、PPS在電子電器領域的應用
PPS具有優良的絕緣性、耐化學腐蝕性、耐高溫性以及尺寸穩定性,這使得它被廣泛應用于電子電器領域,比如電器領域的電風扇、微波爐支架、干衣機、咖啡煲、烤面包機、電飯煲、熱風筒、燙發器等等。
圖 PPS筆記本外框
應用于電子領域的有微型電子元件封裝、電刷、電刷支架、連接器、接線器、變壓器開關、小型電路板、接線器、高壓接線柱、中波濾波器、插座、燈座、接插件、線圈骨架、微調電容器、鍋爐傳感器支架、保險基座、電子馬達支架、屏蔽罩、微軸承等。
圖 PPS在馬達線圈上的應用
三、PPS的合成工藝對電子電器的影響
PPS的合成方法主要有溶液聚合法和自縮聚法。
1、溶液聚合法
以對二氯苯和硫化鈉為原料,在極性有機溶劑如六甲基磷酸三胺(HPT)或N-甲基吡洛烷酮(NMP),溫度為175~350℃、常壓下進行溶液聚合制備聚苯硫醚,反應副產物為氯化鈉,反應式為:
圖 溶液聚合法反應式
2、自縮聚法
是以鹵代苯硫酚金屬鹽為原料,在氮氣保護下于200~250℃下自縮聚制備聚苯硫醚,反應副產物為鹵化金屬鹽,反應式為:
圖 自縮聚法反應式
其中溶液聚合法是日本、美國和中國等企業采用的主流工藝路線,我們從溶液聚合法反應式可以看到,它的反應副產物是氯化鈉。而殘留的副產物氯化鈉含量,對后續工藝會有一定的影響,它會腐蝕后面加工工藝中的金屬,比如電極、注塑模具等等。
在電子電器上的應用,由于PPS的金屬親和性強,它可以用在NMT(納米注塑)上,氯化鈉的粒徑很細,在5ppm以下,容易堵塞合金表面凹面,從而影響NMT工藝的順利進行。人們發現,PPS在NMT上應用的很多問題都是由于氯含量過高引起的。
因此,降低PPS樹脂的氯含量是可以改善NMT工藝的一些問題。然而,與此相矛盾的是,氯含量的降低,會影響PPS樹脂的流動性。
一般來說高流動性的PPS,它的氯含量肯定會高,因為高流動性的PPS分子量低,它的端基氯的含量就高。如果單單考慮降低氯含量,不考慮流動性,那在電子電器輕量化、薄壁化的需求上應用會受到阻礙。
所以,怎么兼顧高流動性和低氯含量,是一個很重要的問題。
浙江新和成的周貴陽總經理給大家分享了兩個思路:
一是減少端基氯,通過置換手段或其他方法來降低端基氯的含量;
二是改變粉末狀的PPS樹脂孔道結構以及比表面積,減少對氯化鈉的包裹,通過高效的純化工藝,來減少殘留氯化鈉的含量。
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以上就是關于PPS低氯化與高流動性怎么兼顧的一些嘉賓思路分享,如您有不同意見或有所補充,歡迎進群一起交流探討!
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