聚苯硫醚

聚苯硫醚是美國(guó)菲利普公司于1971年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的，其次為日本的東麗公司，其他一些生產(chǎn)廠家也主要集中在美國(guó)和日本，西歐各國(guó)現(xiàn)在均不生產(chǎn)聚苯硫醚。我國(guó)的天津合成材料研究所、廣州化學(xué)試劑二廠、四川自貢化學(xué)試劑廠、河北工學(xué)院化工系及廣州化工研究所等單位曾有少量生產(chǎn)，目前只有自貢和成都的廠家生產(chǎn)，到2000年，世界聚苯硫醚的產(chǎn)量可達(dá)到5萬(wàn)t/a。聚苯硫醚的最大需求為日本占33％，北美占32％，西歐占19％，亞太占16％。

聚苯硫醚的突出性能有：良好的耐熱性能，可在180~220℃溫度范圍內(nèi)使用；耐腐蝕性接近聚四氟乙烯；電性能優(yōu)異；機(jī)械性能優(yōu)異；阻燃性能好。

聚苯硫醚的不足之處有：價(jià)格太高，在耐高溫塑料中屬于低價(jià)位，但比通用工程塑料高許多；韌性差，性脆；中粘度不穩(wěn)定。純聚苯硫醚因性能脆而很少單獨(dú)使用，應(yīng)用的聚苯硫醚多為其改性能品種。具體有：40％玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚（R-4），無(wú)機(jī)填充聚苯硫醚（R-8），碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚（G-6）等。聚苯硫醚的發(fā)展速度很快，預(yù)計(jì)它將成為第六大工程塑料。

聚苯硫醚的特性與應(yīng)用

一 、特性

（1）一般性能： 聚苯硫醚為一種外觀白色、高結(jié)晶度、硬而脆的聚合物，純聚苯硫醚的相對(duì)密度為1.3，但改性后會(huì)增大。聚苯硫醚有吸水率極小，一般只有0.03％左右。聚苯硫醚的阻燃性好，其氧指數(shù)高達(dá)44％以上；與其他塑料相比，它在塑料中屬于高阻燃材料（純PVC的氧指數(shù)為47％、PSF為30％、PA66為29％、MPPO 為28％，PC為25％）。

（2）機(jī)械性能： 純聚苯硫醚的機(jī)械性能不高，尤其沖擊強(qiáng)度比較低。以玻璃纖維增強(qiáng)后會(huì)大幅度提高沖擊強(qiáng)度，由27J/m增大到76J/m，增大3倍；拉伸強(qiáng)度由6Mpa增大到137Mpa，增大1倍。聚苯硫醚的剛性很高，在工程塑料中少見。純聚苯硫醚的彎曲模量可達(dá)3.8Gpa，無(wú)機(jī)填充改性后可達(dá)到12.6Gpa，增大5倍之多。而以剛性著稱的PPO僅為2.55Gpa，PC僅為2.1Gpa。

聚苯硫醚在負(fù)荷下的耐蠕變性好，硬度高；耐磨性高，其1000轉(zhuǎn)時(shí)的磨耗量?jī)H為0.04g，填充F4及二硫化鉬后還會(huì)進(jìn)一步得到改善；聚苯硫醚還具有一定的自潤(rùn)性。聚苯硫醚的機(jī)械性能對(duì)溫度的敏感性能�。�3）熱學(xué)性能： 聚苯硫醚具有優(yōu)異的熱性能，短期可耐260℃，并可在200~240℃下長(zhǎng)期使用；其耐熱性與PI相當(dāng)，僅次于F4塑料，這在熱固性塑料中也不多見。

（4）電學(xué)性能：聚苯硫醚的電性能十分突出，與其他工程塑料相比，其介電常數(shù)和介電損耗角正切值都比較低，并且在較大的頻率、溫度及溫度范圍內(nèi)變化不大；聚苯硫醚的耐電弧好，可與熱固性塑料媲美。聚苯硫醚常用于電器絕緣材料，其用量可占30％左右。

（5）環(huán)境性能：聚苯硫醚的最大特點(diǎn)之一為耐化學(xué)腐蝕性好，其化學(xué)穩(wěn)定性能僅次于F4；聚苯硫醚的耐輻射性好。

二、應(yīng)用范圍

（1）汽車工業(yè)：聚苯硫醚用于汽車工業(yè)占45％左右，主要用于汽車功能件；如可代替金屬制作排氣筒循環(huán)閥及水泵葉輪，氣動(dòng)信號(hào)調(diào)解器等。油箱傳感器一般也用聚苯硫醚制作。

（2）電子電器：聚苯硫醚用于電子電器工業(yè)可占30％，它適合于環(huán)境溫度高于200℃的高溫電器元件；可制造發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上的點(diǎn)涮、電涮托架、啟動(dòng)器線圈、屏蔽罩及葉片等；在電視機(jī)上，可用于高電壓外殼及插座、接線柱及端子板等；在電子工業(yè)、制造變壓器、阻流圈及繼電器的骨架和殼體，集成電路載體；利用高頻性能，制造H級(jí)繞線架和微調(diào)電容器等。

（3）機(jī)械工業(yè)：用于殼體、結(jié)構(gòu)件、耐磨件及密封材料，具體有泵體、閥門、軸承、軸承支架、活塞環(huán)及齒輪等。

(4) 家電：微波爐三腳架，電吹風(fēng)葉片等。

聚苯硫醚的成型加工

一．加工特性

樹脂廠商提供的聚苯硫醚為一種相對(duì)質(zhì)量比較低（4000~5000）、結(jié)晶度較高（75％）的白色粉末，這種純聚苯硫醚無(wú)法直接塑化成型，只能用于噴涂。用于塑化成型的聚苯硫醚，必須進(jìn)行交聯(lián)改性處理，使熔體的粘度上升。一般交聯(lián)后的熔融指數(shù)達(dá)到10~20為宜；進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚的熔融指數(shù)可大一些，但不能大于200。

聚苯硫醚的交聯(lián)方法有熱交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)兩種，目前以熱交聯(lián)為主。熱交聯(lián)的交聯(lián)溫度為150~350℃，低于150℃不發(fā)生交聯(lián)，高于350℃發(fā)生高度交聯(lián)，反而導(dǎo)致加工困難。

化學(xué)交聯(lián)需要加入交聯(lián)促進(jìn)劑，具體的品種有氧化鋅、氧化鉛、氧化鎂、氧化鈷等以及酚類化合物，六甲氧基甲基三聚氰酰胺、過氧化氫、堿金屬或堿土金屬的次氯酸鹽等。

聚苯硫醚雖有交聯(lián)，但流動(dòng)性下降不多；因此，廢料可重復(fù)使用三次；聚苯硫醚本身具有脫模性，可不必加入脫模劑；聚苯硫醚經(jīng)過熱處理可提高結(jié)晶度及熱變形溫度，后處理的條件為：溫度204℃，時(shí)間30min。

二．加工方法

（1）注塑：可采用通用注塑機(jī)，玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚的熔融指數(shù)以50為宜。注塑的工藝條件為：料筒溫度，純聚苯硫醚為280~330℃，40％GF聚苯硫醚為300 -350℃；噴嘴溫度，純聚苯硫醚為305℃，40％GF聚苯硫醚為330℃；模具溫度120-180℃；注塑壓力，50-130 MPA。

（2）擠出：采用排氣式擠出機(jī)，工藝為：加料段溫度小于200℃；料筒溫度300-340℃，連接體溫度320-340℃，口模溫度300-320℃。

（3）模壓成型：適合大型制品，采用兩次壓縮，先冷卻，后熱壓。熱壓的預(yù)熱溫度純聚苯硫醚為360℃左右15min，GF聚苯硫醚為380℃左右20min;模壓壓力為10~30Mpa，冷卻到150℃脫模。

（4）噴涂成型：采用懸浮噴涂法和懸浮噴涂與干粉熱噴混合法，都是將聚苯硫醚噴涂到金屬表面，再經(jīng)過塑化、淬火處理而得到涂層；聚苯硫醚的涂層處理溫度在300℃以上，保溫30min。