PPS või polüfenüleensulfiid töötati esmakordselt välja 1960. aastatel suure jõudlusega polümeerina. See ühendab lõhe standardsete plastide ja täiustatud materjalide vahel, pakkudes ainulaadseid omadusi, mis muudavad selle erinevates tööstusharudes oluliseks.
Selles postituses uurime PPS -i ainulaadseid omadusi, mitmekesiseid rakendusi, kuidas töötlemine ja miks see erinevates tööstusharudes asendamatuks muutub.
PP -de keemiline struktuur
Polüfenüleensulfiid (PPS) pakub poolkristallilise termoplastilise kõrge temperatuuriga vastupidavust, jäikust ja läbipaistmatut välimust.
Molekulaarstruktuur
PPS-i selgroog koosneb para-fenüleenüksustest, mis vahelduvad sulfiidsidemetega. See annab PPS -ile iseloomulikud omadused.
Väävli aatomid moodustavad benseenirõngaste vahel üksikud kovalentsed sidemed. Need ühendavad para (1,4) konfiguratsiooni, luues lineaarse ahela.
Kristalne struktuur
PPS moodustab poolkristallilised struktuurid, aidates kaasa selle termilisele stabiilsusele ja keemilisele vastupidavusele.
Ortorhombi ühiku rakk
PPS -i ühiku lahter on ortorhombiline, järgmiste mõõtmetega:
A = 0,867 nm
b = 0,561 nm
C = 1,026 nm
Ideaalse PPS -kristalli arvutatud sulandumise kuumus on 112 J/g. See struktuur annab PPS -le kõrge sulamistemperatuuri - 280 ° C.
Kristallilisuse aste
PPS -i kristallilisuse aste on vahemikus 30% kuni 45%. See sõltub:
Kõrgem kristallilisus suureneb:
Tugevus
Jäikus
Keemiline vastupidavus
Kuumakindlus
Alumine kristallilisus paraneb:
Saate valmistada amorfseid ja ristseotud PPS -i:
Kuumutamine üle sulamistemperatuuri
Jahutamine temperatuurini 30 ° C allpool sulamistemperatuuri
Hoidke tundide kaupa õhu juuresolekul
See struktuur annab PPS-i suurepärastele omadustele nagu kõrge temperatuuriga vastupidavus ja keemiline inerdus.
PPS -plasti tüübid
PPS -vaiku on erinevatel vormidel, igaühel ainulaadsed omadused, mis on kohandatud konkreetseteks rakendusteks.
Lineaarne pps
On tavaliste PP -de molekulmass peaaegu kahekordne
Tulemuseks on suurem visadus, pikenemine ja mõjutugevus
Katitud PPS
Toodetud regulaarse PP -de kuumutamisel õhu juuresolekul (O2)
Kõvenemine laiendab molekulaarseid ahelaid ja loob mõned oksad
Suurendab molekulmassi ja pakub termosetootlikke omadusi
Hargnenud PPS
On suurem molekulmass kui tavalistel PP -del
Omab laiendatud polümeeriahelaid, mis hargnevad selgroost
Parandab mehaanilisi omadusi, visadust ja elastsust
Allolevas tabelis võrreldakse erinevate PPS -tüüpi molekulmassi:
| PPS -tüüpi | molekulmassi võrdlus |
| Regulaarne PPS | Lähtepunkt |
| Lineaarne pps | Peaaegu topelt regulaarne PPS |
| Katitud PPS | Suurenes regulaarselt PPS -ist ahela pikendamise ja hargnemise tõttu |
| Hargnenud PPS | Kõrgem kui tavaline PPS |
PPS -i molekulmass mängib selle omaduste määramisel üliolulist rolli. Kõrgem molekulmass viib üldiselt:
Kuid see võib põhjustada ka suurenenud viskoossust, muutes töötlemise keerukamaks.
PP -de (polüfenüleensulfiid) omadused plast
PPS -plastil on ainulaadne omaduste kombinatsioon, mis muudab selle sobivaks erinevatele rakendustele.
Mehaanilised omadused
PPS -il on silmapaistvad mehaanilised omadused, muutes selle ideaalseks nõudlikeks rakendusteks.
Tõmbetugevus: tõmbetugevuse korral 12 500 psi (86 MPa), vastub PPS -i olulistele koormustele ilma purunemata.
Kokkupõrketakistus: vaatamata oma jäikusele on PPS-i IZOD-i löögitugevus 0,5 jalga naela/sisse (27 j/m), võimaldades sellel järskudel löökidel imada.
Elastsuse paindemoodul: 600 000 psi (4,1 GPa) juures peab PPS tõhusalt vastu paindejõududele, säilitades selle kuju ja konstruktsiooni terviklikkuse.
Mõõtmeline stabiilsus: PPS säilitab oma mõõtmed isegi kõrge temperatuuri ja niiskuse tingimustes, muutes selle sobivaks kitsas toleransioonidega täppisosadele.
Termilised omadused
PPS silma paistab termilise stabiilsuse ja resistentsuse osas, mis on ülioluline kõrge temperatuuriga rakenduste jaoks.
Kuumuse läbipainde temperatuur: PPS talub temperatuuri kuni 260 ° C (500 ° F) 1,8 MPa (264 psi) ja 110 ° C (230 ° F) juures 8,0 MPa (1,160 psi) juures.
Lineaarse soojuspaisumise koefitsient: PPS näitab minimaalseid mõõtmete muutusi temperatuuri variatsioonidega 4,0 × 10⁻⁵ sisse/sisse/° F (7,2 × 10⁻⁵ m/m/° C).
Maksimaalne pidev töötemperatuur: PPS -i saab pidevalt kasutada õhus temperatuuridel kuni 220 ° C (428 ° F).
Keemiline vastupidavus
PPS on tuntud oma erakordse keemilise vastupidavuse poolest, muutes selle sobivaks karmidele keskkondadele.
Niiskuse vastupidavus: PPS ei mõjuta niiskust, tagades niisketes tingimustes vastupidavuse ja usaldusväärsuse.
Resistentsus erinevatele kemikaalidele: PP -d taluvad kokkupuudet agressiivsete kemikaalidega, sealhulgas tugevad happed, alused, orgaanilised lahustid, oksüdeerivad ained ja süsivesinikud.
Elektrilised omadused
PPS -i elektriisolatsiooni omadused muudavad selle sobivaks elektroonilisteks rakendusteks.
Suur mahutakistus: PPS säilitab kõrge isolatsioonitakistuse isegi suure istungi keskkonnas, mahutakistusega 10⊃1; ⁶ ω · cm.
Dielektriline tugevus: dielektrilise tugevusega 450 v/mil (18 kV/mm) tagab PPS suurepärase isolatsiooni.
Täiendavad omadused
PPS pakub mitmeid muid ihaldusväärseid omadusi:
Leegikindlus: Enamik PPS-i ühendeid läbib UL94V-0 standardi ilma täiendavate leegi aeglustusteta.
Kõrge moodul tugevdamisel: tugevdatud PPS -hinnetel on kõrge moodul, suurendades mehaanilist tugevust.
Madal vee imendumine: kui vee imendumine on vaid 0,02% pärast 24 -tunnist keelekümblust, on PPS ideaalne niiskuse omastamist vajavate rakenduste jaoks.
Järgmises tabelis on kokku võetud PPS -plasti peamised omadused:
| vara | väärtus |
| Tõmbetugevus (ASTM D638) | 12 500 psi (86 MPa) |
| IZOD löögi tugevus (ASTM D256) | 0,5 jalga-naela/sisse (27 j/m) |
| Flexural Modulus (ASTM D790) | 600 000 psi (4,1 GPA) |
| Soojuse läbipainde temperatuur (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 psi |
| Lineaarse soojuspaisumise koefitsient | 4,0 × 10⁻⁵ in/in/° F |
| Maksimaalne pidev hooldus temperatuur | 428 ° F (220 ° C) |
| Mahutakistus (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · cm |
| Dielektriline tugevus (ASTM D149) | 450 V/mil (18 kV/mm) |
| Vee imendumine (ASTM D570, 24H) | 0,02% |
Need omadused muudavad PPS -i suurepäraseks valikuks rakenduste jaoks, mis nõuavad suurt jõudlust, vastupidavust ja usaldusväärsust keerulises keskkonnas.
PPS -plasti tootmisprotsess
Naatriumsulfiidi ja diklorobenseeni reaktsioon polaarses lahustis polüfenüleensulfiid (PPS)
Varased uuendused PPS -i tootmises
PPS -i lugu algas 1967. aastal koos Edmondsi ja Hilliga Philips Petroleumis. Nad töötasid välja esimese kaubandusprotsessi kaubamärgi Rytoni all.
Algse protsessi põhifunktsioonid:
Tekitas madala molekulmassiga PPS
Ideaalne rakenduste katmiseks
Nõutav vormimisklasside kõvendamine
Kaasaegsed tootmistehnikad
Tänane PPS -i tootmine on märkimisväärselt arenenud. Kaasaegsete protsesside eesmärk on:
Kõrvaldage kõvenemise etapp
Arendada täiustatud mehaanilise tugevusega tooteid
Suurendage tõhusust ja vähendage keskkonnamõju
Keemiline reaktsioon ja süntees
PPS -i tootmine hõlmab nutikat keemiat. Siin on põhiline retsept:
Sega naatriumsulfiid ja diklorobenseen
Lisage polaar lahusti (nt N-metüülpürrolidoon)
Kuumutage umbes 250 ° C (480 ° F)
Vaadake, kuidas maagia juhtub!
Kõvendamisprotsess ja selle mõju
Kinnide PPS -i vormimiseks on ülioluline kõvendamine. See juhtub sulamistemperatuuri ümbruses õhukriipsuga.
Kõvenemise tagajärjed:
Polaarsete lahustite roll PPS -i tootmisel
Polaarsed lahustid on PPS -i tootmise laulmata kangelased. Nad:
Hõlbustavad naatriumsulfiidi ja diklorobenseeni vahelist reaktsiooni
Aidake kontrollida polümeeri molekulmassi
Mõjutada PPS -i lõplikke omadusi
Kasutatud tavalised polaarsed lahustid:
Iga lahusti toob PPS -i peole oma maitse, mõjutades lõpptoote omadusi.
Polüfenüleensulfiidi (PPS) plastiku rakendused tööstusharudes
PPS -i plastist leiab erinevates tööstusharudes kasutamist tänu ainulaadsele omaduste kombinatsioonile.
Auto- ja kosmose
Autotööstuse ja kosmosesektoris kasutatakse PPS -i komponentide jaoks, mis nõuavad vastupidavust, soojustakistust ja keemilist stabiilsust.
Mootori komponendid: PPS-i kasutatakse pistikutes, korpustes ja tõukepesurites, kus selle kõrge temperatuuri vastupidavus ja mehaaniline tugevus on üliolulised.
Kütusesüsteemi osad: PPS -komponente kasutatakse kütusesüsteemides nende keemilise vastupidavuse ja võime tõttu kõrge temperatuuri vastu pidada.
Lennukite interjöörid: PP -d leidub õhusõidukite kanalite komponentides ja sisesulgudes, kus selle kerge ja vastupidav olemus on kasulik.
Elektroonika ja elektrilised komponendid
PPS -i elektriisolatsiooni omadused muudavad selle ideaalseks elektroonilisteks ja elektrilisteks rakendusteks.
Pistikud ja isolaatorid: PPS -i kasutatakse pistikutes ja isolaatorites selle kõrge dielektrilise tugevuse ja termilise stabiilsuse tõttu.
Ahelatahvlid: PPS -i leiab kasutamist vooluahelates, toetades miniaturiseerimist ja suurt jõudlust.
Mikroelektroonikarakendused: PPS sobib mikroelektroonikarakenduste jaoks, pakkudes suurepäraseid mõõtmete stabiilsust ja isolatsiooni omadusi.
Keemiatöötlus
PPS -i keemiline vastupidavus muudab selle sobivaks söövitavate kemikaalidega kokkupuutuvate komponentide jaoks.
Ventiilid ja pumbad: PPS -i kasutatakse ventiilides, pumpades ja liitmikke keemiliste töötlemise rakendustes, kuna see talub agressiivseid kemikaale kõrgendatud temperatuuridel.
Filterkorpused: PPS -i kasutatakse filtrikomplektides, tagades filtreerimissüsteemides vastupidavuse ja keemilise vastupidavuse.
Tihendid ja tihendid: PPS sobib ideaalselt kemikaalkeskkonnas tihendamiseks ja tihenditeks, pakkudes pikaajalist jõudlust ja vastupidavust lagunemisele.
Tööstusseadmed
PPS -i kasutatakse tööstusseadmetes oma kulumiskindluse ja mehaanilise tugevuse tõttu.
Hammasrattad ja laagrid: PPS-i kasutatakse käikudes, laagrites ja muudes kulumisresistentsetes komponentides, mis nõuavad suurt mehaanilist tugevust ja mõõtmete stabiilsust.
Kompressori komponendid: PPS -i kasutatakse kompressori labades, kuna see pakub nõudlikes tööstuslikes rakendustes suurt tugevust ja vastupidavust.
Kulumiskindlad rakendused: PPS-komponente kasutatakse kulumisribades ja puksid, pakkudes tööstusmasinate madala hõõrdumist ja suurt kulumiskindlust.
Pooljuhtide tööstus
PPS leiab pooljuhtide tööstuses rakendamist selle puhtuse ja isolatsiooni omaduste tõttu.
Pooljuhtide masinakomponendid: PPS -i kasutatakse pistikutes, kontaktrööbastes, soojakilbides ja kontaktrõhukettates pooljuhtide tootmisseadmetes.
Pooljuhtide spetsiaalsed hinded: spetsiaalsed PPS -hinded nagu Tecatron SE ja SX on mõeldud pooljuhtide rakenduste jaoks, pakkudes suurt puhtust ja täiustatud omadusi.
Masinaehitus
PPS -i kasutatakse erinevates masinaehituse rakendustes.
Kompressori- ja pumbaosad: PPS -i kasutatakse kompressoris ja pumba komponentides selle keemilise takistuse ja mehaanilise tugevuse tõttu.
Ahelajuhid ja alusplaadid: PPS leiab kasutamist ahelajuhendites ja alusplaatides, pakkudes kulumiskindlust ja mõõtmete stabiilsust.
Muud tööstusharud
PPS -plasti kasutatakse paljudes teistes tööstusharudes:
Tekstiilimasinad: PPS -komponente kasutatakse värvimise, printimise ja töötlemise seadmetes, pakkudes vastupidavust ja keemilist vastupidavust.
Meditsiiniseadmed: PPS -i kasutatakse kirurgiliste instrumentide osades selle keemilise vastupidavuse ja võime tõttu taluda steriliseerimisprotsesse.
Nafta- ja gaasivarustus: PPS-i kasutatakse allaavades, tihendustes ja pistikutes, kus selle keemiline vastupidavus ja kõrge temperatuuriga stabiilsus on hädavajalikud.
Järgmises tabelis on kokku võetud PPS -plasti peamised rakendused erinevates tööstusharudes:
| tööstuse | rakendused |
| Auto- ja kosmose | Mootori komponendid, kütusesüsteemi osad, lennukite interjöörid |
| Elektroonika | Pistikud, isolaatorid, vooluahelad, mikroelektroonika |
| Keemiline töötlemine | Ventiilid, pumbad, filterkorpused, tihendid, tihendid |
| Tööstusseadmed | Käigud, laagrid, kompressori komponendid, kulumiskindlad osad |
| Pooljuht | Masinakomponendid, pooljuhtide tootmise spetsiaalsed hinded |
| Masinaehitus | Kompressori ja pumba osad, ketijuhid, alusplaadid |
| Tekstiil | Värvimis- ja printimisseadmed, töötlemismasinad |
| Meditsiiniline | Kirurgilise instrumendi osad |
| Nafta ja gaas | Allaava seadmed, tihendid, pistikud |
Polüfenüleensulfiid (PPS) materjali omadused optimeerimine
PPS -plasti omaduste suurendamiseks saab kasutada mitmesuguseid lisaaineid ja tugevdusi.
Lisandid ja tugevdused
Järgmises tabelis võrreldakse täitmata, klaasist tugevdatud ja klaasist mineraalse PPP: omadusi:
| omaduste (ühiku) | täitmata | klaasi tugevdatud (40%) | klaasist mineraalne täidetud* |
| Tihedus (kg/l) | 1.35 | 1.66 | 1,90 - 2,05 |
| Tõmbetugevus (MPA) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| Pikkumine vaheajal (%) | 6-8 | 1.9 | 1.0-1,3 |
| Flexural moodul (MPA) | 3800 | 14000 | 16000–19000 |
| Paindetugevus (MPA) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Izod sälguga löögitugevus (KJ/M⊃2;) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1,8 MPa (° C) | 110 | 270 | 270 |
*Sõltuvalt klaasi/mineraalide täiteaine suhtest
Konkreetsed lisaained vara suurendamiseks
Spetsiifilisi lisaaineid saab kasutada PPS -i konkreetsete omaduste sihtimiseks ja täiustamiseks:
Leelismetalli silikaadid viskoossuse kontrollimiseks
Kaltsiumkloriid molekulmassi suurendamiseks
Blokeerige kopolümeerid löögikindluse parandamiseks
Sulfoonhappe estrid kristalliseerumise kiiruse suurendamiseks
Järgmises tabelis on kokku võetud konkreetsete atribuutide täiustuste jaoks kasutatavad lisandid:
| omandi nõue | sobivad lisaained |
| Madal sulavool, kõrge viskoossus | Leelismetalli silikaadid, leelismetallisulfitid, aminohapped, siltyetheri oligomeerid |
| Suurenenud molekulmass | Polümerisatsiooni ajal lisatud kaltsiumkloriid |
| Täiustatud löögikindlus | Plokk -kopolümeeride lisamine algreaktsiooni |
| Suurenenud kristalliseerumise määr | Sulfoonhappe estrid koos tuumavahendiga |
| Suurenenud kuumuse stabiilsus, madal kristalliseerumistemperatuur | Leelismetalli või leelismaa metalli dition |
PPS -plasti töötlemise tehnikad
PPS -vaiku saab töödelda erinevate tehnikate abil, sealhulgas sissepritsevormimist, ekstrusiooni, puhumisvormimist ja töötlemist.
Süstimisvormimine
Süstevormimine on PPS -i tavaline töötlemismeetod, pakkudes suurt tootlikkust ja täpsust.
Väljapressimine
PPS -i saab väljapressida erinevatesse kujudesse, näiteks kiud, kiled, vardad ja tahvlid.
Puhumisvorm
PPS -i saab töödelda, kasutades puhumisvormimise tehnikaid.
Töötlemine PPS
PPS on väga töötav, võimaldades täpset ja keerulist valmistamist.
Eelkuivatamise tähtsus töötlemisel
PPS-i kuivatamine on optimaalse töötlemise tulemuste saavutamiseks ülioluline.
Järgmises tabelis on kokku võetud töötlemise tehnikad ja nende peamised kaalutlused:
| töötlemise tehnika | peamised kaalutlused |
| Süstimisvormimine | Eel-, temperatuuri- ja rõhuseaded, hallituse tihedus |
| Väljapressimine | Kuivamistingimused, temperatuurikontroll, kiudained ja kilede tootmine |
| Puhumisvorm | Temperatuurivahemikud, täidetud klasside kaalutlused |
| Töötlemine | Jahutusvedeliku valik, lõõmutamine, täpsuse saavutamine |
Nende töötlemistehnikate mõistmise ja optimeerimisega saavad tootjad toota erinevate rakenduste jaoks kvaliteetseid PPS-osi ja komponente.
PPS -rakenduste kavandamise kaalutlused
PPS-plastiga kujundamisel tuleb optimaalse jõudluse ja kulutõhususe tagamiseks kaaluda mitmeid tegureid.
Konkreetsete rakenduste jaoks PP -de valimine
Konkreetse rakenduse jaoks PPS -i valimine nõuab selle ainulaadsete omaduste hoolikat hindamist.
Töötlemine ja viimistlus kaalutlused
PPS -i saab töödelda, et sulgeda tolerantsid, muutes selle sobivaks keerukate, täppisosade jaoks.
Töötlemine võib põhjustada pinna pragunemist ja sisemisi pingeid PPS -is.
Neid probleeme saab leevendada lõõmutamise ja sobivate jahutusvedelike kasutamise kaudu.
Kvaliteetse pinnaviimistluse saavutamiseks on soovitatav mittearomaatseid, vees lahustuvaid jahutusvedelikke, näiteks survestatud õhk ja pihustusnumbrid.
Mõõtmete stabiilsus temperatuuridel
PPS säilitab suurepärase mõõtmete stabiilsuse erinevatel temperatuuridel.
Kulude kaalutlused võrreldes alternatiivsete materjalidega
Kuigi PPS pakub suurepärast jõudlust, on see kallim kui paljud standardsed inseneriplastid.
Disainerid peaksid hindama PPS-i kasutamise kulude ja tulude suhet.
Alternatiivseid materjale, näiteks Peek, võib kaaluda vähem nõudlike rakenduste jaoks.
Kuid PPS -i ainulaadne omaduste kombinatsioon õigustab selle kõrgemaid kulusid konkreetsetes rakendustes.
Keskkonna- ja ohutuse kaalutlused
PPS-i peetakse üldiselt ohutuks ja mittetoksiliseks, kuid tuleb järgida nõuetekohaseid käitlemis- ja ohutusprotokolle.
PPS võib põhjustada riske inimeste tervisele ja keskkonnale, kui neid ei käsitleta korralikult või mida ei kasutata sobimatult.
Riskide minimeerimiseks tuleks järgida korralikke ohutusprotokolle ja juhiseid.
PPS -il on halb UV -vastupidavus, muutes selle välistingimustes kasutamiseks ilma kaitsekateteta.
Järgmises tabelis on kokku võetud PPS -rakenduste peamised kavandamise kaalutlused:
| Disaini kaalumise | võtmepunktid |
| Konkreetsete rakenduste jaoks PP -de valimine | Keemiline resistentsus, kõrgtemperatuur, mõõtmete stabiilsus |
| Töötlemine ja viimistlus | Lõõmutamine, sobivad jahutusvedelikud, pinna pragunemine ja sisemise stressi leevendamine |
| Mõõtmete stabiilsus temperatuuridel | Minimaalsete mõõtmete muutused, usaldusväärne jõudlus erinevates tingimustes |
| Kulude arvestamine | Kõrgemad kulud kui tavaline plast, kulude-tulude hindamine, alternatiivsed materjalid |
| Keskkond ja ohutus | Üldiselt ohutu, õige käitlemise ja ohutusprotokollid, halb UV -takistus |
Järeldus
PPS -plastik pakub erakordset mitmekülgsust ja suure jõudlusega, muutes selle ideaalseks nõudlikeks rakendusteks. Selle keemiline vastupidavus, termiline stabiilsus ja mehaaniline tugevus tagavad tööstusharude usaldusväärsuse.
PPS -i modifikatsioonide, töötlemismeetodite ja projekteerimisjuhiste mõistmine on selle potentsiaali maksimeerimiseks ülioluline. Nõuetekohase rakenduse korral loob PPS vastupidavad tooted autotööstuses, kosmoses, elektroonikas ja palju muud.
Näpunäited: olete võib -olla huvitatud kõigist plastidest
