一、PPS（聚苯硫醚）基本介紹
聚苯硫醚，全稱(chēng)為聚次苯基硫醚，英文名稱(chēng) polyphenylene Sulfide(簡(jiǎn)稱(chēng)PPS)，是分子主鏈上帶有苯硫基的熱塑性工程塑料。
圖 PPS結(jié)構(gòu)式
PPS是一種白色、結(jié)晶度高的聚合物，密度為1.34，它的分子主鏈由苯環(huán)和硫原子交替排列，鏈規(guī)整性很強(qiáng)。苯環(huán)提供剛性，硫醚鍵提供柔順性，分子主鏈剛?cè)峒鎮(zhèn)洌跃郾搅蛎岩子诮Y(jié)晶，結(jié)晶度可達(dá)75%，熔點(diǎn)285℃。
由于苯環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)和軟性的硫醚鍵連結(jié)起來(lái)，PPS具有優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、耐介質(zhì)性以及與其它無(wú)機(jī)填料的良好親和性。但未改性聚苯硫醚的抗張強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度僅屬中等水平，伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度也較低。
因此，PPS常采用玻璃纖維以及其它無(wú)機(jī)填料增強(qiáng)填充改性，使其在保持耐熱性、阻燃性和耐介質(zhì)性的同時(shí)，進(jìn)一步提高物理機(jī)械性能，被廣泛用于汽車(chē)、電子電氣、機(jī)械行業(yè)、石油化工、制藥業(yè)、輕工業(yè)以及軍工、航空航天等領(lǐng)域。
圖 PPS微顆粒與改性料
今后幾年，PPS在我國(guó)的消費(fèi)年增長(zhǎng)率將一直高于世界平均值，遠(yuǎn)高于歐美地區(qū)，特別是隨著電子電器、汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，PPS市場(chǎng)前景極為廣闊。
二、PPS在電子電器領(lǐng)域的應(yīng)用
PPS具有優(yōu)良的絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性以及尺寸穩(wěn)定性，這使得它被廣泛應(yīng)用于電子電器領(lǐng)域，比如電器領(lǐng)域的電風(fēng)扇、微波爐支架、干衣機(jī)、咖啡煲、烤面包機(jī)、電飯煲、熱風(fēng)筒、燙發(fā)器等等。
圖 PPS筆記本外框
應(yīng)用于電子領(lǐng)域的有微型電子元件封裝、電刷、電刷支架、連接器、接線(xiàn)器、變壓器開(kāi)關(guān)、小型電路板、接線(xiàn)器、高壓接線(xiàn)柱、中波濾波器、插座、燈座、接插件、線(xiàn)圈骨架、微調(diào)電容器、鍋爐傳感器支架、保險(xiǎn)基座、電子馬達(dá)支架、屏蔽罩、微軸承等。
圖 PPS在馬達(dá)線(xiàn)圈上的應(yīng)用
三、PPS的合成工藝對(duì)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(duì)二氯苯和硫化鈉為原料，在極性有機(jī)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(jìn)行溶液聚合制備聚苯硫醚，反應(yīng)副產(chǎn)物為氯化鈉，反應(yīng)式為：
圖 溶液聚合法反應(yīng)式
2、自縮聚法
是以鹵代苯硫酚金屬鹽為原料，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于200～250℃下自縮聚制備聚苯硫醚，反應(yīng)副產(chǎn)物為鹵化金屬鹽，反應(yīng)式為：
圖 自縮聚法反應(yīng)式
其中溶液聚合法是日本、美國(guó)和中國(guó)等企業(yè)采用的主流工藝路線(xiàn)，我們從溶液聚合法反應(yīng)式可以看到，它的反應(yīng)副產(chǎn)物是氯化鈉。而殘留的副產(chǎn)物氯化鈉含量，對(duì)后續(xù)工藝會(huì)有一定的影響，它會(huì)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(yīng)用，由于PPS的金屬親和性強(qiáng)，它可以用在NMT（納米注塑）上，氯化鈉的粒徑很細(xì)，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(jìn)行。人們發(fā)現(xiàn)，PPS在NMT上應(yīng)用的很多問(wèn)題都是由于氯含量過(guò)高引起的。
因此，降低PPS樹(shù)脂的氯含量是可以改善NMT工藝的一些問(wèn)題。然而，與此相矛盾的是，氯含量的降低，會(huì)影響PPS樹(shù)脂的流動(dòng)性。
一般來(lái)說(shuō)高流動(dòng)性的PPS，它的氯含量肯定會(huì)高，因?yàn)楦吡鲃?dòng)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(dòng)性，那在電子電器輕量化、薄壁化的需求上應(yīng)用會(huì)受到阻礙。
所以，怎么兼顧高流動(dòng)性和低氯含量，是一個(gè)很重要的問(wèn)題。
浙江新和成的周貴陽(yáng)總經(jīng)理給大家分享了兩個(gè)思路：
-
一是減少端基氯，通過(guò)置換手段或其他方法來(lái)降低端基氯的含量；
-
二是改變粉末狀的PPS樹(shù)脂孔道結(jié)構(gòu)以及比表面積，減少對(duì)氯化鈉的包裹，通過(guò)高效的純化工藝，來(lái)減少殘留氯化鈉的含量。
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