A PPS-t vagy a polifenilén-szulfidot először az 1960-as években fejlesztették ki nagy teljesítményű polimerként. Hordozza a szakadékot a standard műanyagok és a fejlett anyagok között, egyedi tulajdonságokat kínálva, amelyek nélkülözhetetlenek a különféle iparágakban.
Ebben a bejegyzésben megvizsgáljuk a PPS egyedi tulajdonságait, a változatos alkalmazásokat, a feldolgozást, és miért válik nélkülözhetetlenné a különféle iparágakban.
PPS kémiai szerkezete
A polifenilén-szulfid (PPS) magas hőmérsékleti rezisztenciát, merevséget és átlátszatlan megjelenést kínál, mint félig kristályos hőre lágyuló láncos.
Molekuláris szerkezet
A PPS gerince para-fenilén egységekből áll, amelyek szulfidkapcsolatokkal váltakoznak. Ez megadja a PPS jellemző tulajdonságait.
A kénatomok egyetlen kovalens kötéseket képeznek a benzolgyűrűk között. Csatlakoznak egy para (1,4) konfigurációban, létrehozva egy lineáris láncot.
Kristályszerkezet
A PPS félig kristályos szerkezeteket képez, hozzájárulva annak hőstabilitásához és kémiai ellenállásához.
Ortorombás egységcella
A PPS egységcellája ortorombás, a következő dimenziókkal:
A = 0,867 nm
b = 0,561 nm
C = 1,026 nm
Az ideális PPS kristály fúziójának kiszámított hője 112 J/g. Ez a struktúra a PPS -t 280 ° C -os magas olvadási pontot eredményezi.
Kristályossági fok
A kristályosság foka a PPS -ben 30% és 45% között van. Attól függ:
A magasabb kristályosság növekszik:
Erő
Merevség
Kémiai ellenállás
Hőállóság
Az alacsonyabb kristályosság javul:
Ütköző ellenállás
Meghosszabbítás
Készítheti az amorf és a térhálósított PPS -t:
Fűtés az olvadási hőmérséklet felett
30 ° C -ra hűtés az olvadáspont alatt
Órákig tartó levegő jelenlétében
Ez a szerkezet kiváló tulajdonságokat ad, mint például a magas hőmérsékletű ellenállás és a kémiai tehetetlenség.
A PPS műanyag típusai
A PPS gyanta különböző formákban kapható, mindegyik egyedi tulajdonságokkal, amelyek meghatározott alkalmazásokhoz vannak szabva.
Lineáris PPS
Majdnem kétszerese a szokásos PP -k molekulatömegének
Magasabb kitartást, meghosszabbítást és ütési szilárdságot eredményez
Pácolt PPS
A rendszeres PP -k melegítésével készülnek levegő jelenlétében (O2)
A kikeményedés kiterjeszti a molekuláris láncokat és létrehoz néhány ágot
Fokozza a molekulatömegét és hőszigetelt jellemzőket biztosít
Elágazó PPS
Magasabb molekulatömegű, mint a szokásos PP -k
A gerincről elágazó kiterjesztett polimer láncok jellemzői
Javítja a mechanikai tulajdonságokat, a kitartást és a rugalmasságot
Az alábbi táblázat összehasonlítja a különböző PPS -típusok molekulatömegét:
| PPS típusú | molekulatömeg -összehasonlítás |
| Rendszeres PPS | Alapvonal |
| Lineáris PPS | Majdnem kettős rendszeres PPS |
| Pácolt PPS | Megnövekedett a szokásos PP -kből a lánc meghosszabbítása és az elágazás miatt |
| Elágazó PPS | Magasabb, mint a szokásos PPS |
A PPS molekulatömege döntő szerepet játszik tulajdonságainak meghatározásában. A magasabb molekulatömeg általában:
Ugyanakkor megnövekedett viszkozitást is eredményezhet, ami a feldolgozást nagyobb kihívást jelentheti.
A PPS (polifenilén -szulfid) műanyag tulajdonságai
A PPS műanyag olyan tulajdonságok egyedi kombinációját mutatja, amelyek alkalmassá teszik a különféle alkalmazásokhoz.
Mechanikai tulajdonságok
A PPS kiemelkedő mechanikai tulajdonságokkal büszkélkedhet, így ideális az igényes alkalmazásokhoz.
Szakítószilárdság: 12 500 psi (86 MPa) szakítószilárdsággal a PPS ellenáll a jelentős terheléseknek a törés nélkül.
Hatásállóság: A merevség ellenére a PPS IZOD ütési szilárdsága 0,5 ft-LB/in (27 J/m), lehetővé téve a hirtelen sokkok elnyelését.
A rugalmasság hajlító modulusa: 600 000 psi (4,1 GPa) sebességgel a PPS hatékonyan ellenzi a hajlító erőket, megőrizve annak alakját és szerkezeti integritását.
Dimenziós stabilitás: A PPS még magas hőmérsékleten és páratartalom mellett is fenntartja méreteit, ezáltal alkalmas a pontosságú alkatrészekre szoros tűrésű.
Termikus tulajdonságok
A PPS kiemelkedik a hőstabilitásban és az ellenállásban, elengedhetetlen a magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz.
A hő elhajlásának hőmérséklete: A PP -k 260 ° C -ig (264 psi) és 110 ° C -on (230 ° F) 260 ° C (230 ° F) 260 ° C -ig tartó hőmérsékletek ellenállnak.
A lineáris termikus tágulás együtthatója: A PPS minimális dimenziós változásokat mutat a hőmérsékleti variációkkal 4,0 × 10⁻⁵/in/° F -nél (7,2 × 10⁻⁵ m/m/° C).
Maximális folyamatos szervizhőmérséklet: A PPS folyamatosan használható levegőben 220 ° C (428 ° F) hőmérsékleten.
Kémiai ellenállás
A PPS kivételes kémiai ellenállásáról ismert, ami alkalmassá teszi a kemény környezetre.
A nedvesség ellenállás: A PPS -t a nedvesség nem érinti, biztosítva a tartósságot és a megbízhatóságot nedves körülmények között.
A különféle vegyi anyagokkal szembeni ellenállás: a PPS ellenáll az agresszív vegyi anyagoknak való kitettségnek, beleértve az erős savakat, bázisokat, szerves oldószereket, oxidáló szereket és szénhidrogéneket.
Elektromos tulajdonságok
A PPS elektromos szigetelési tulajdonságai lehetővé teszik az elektronikus alkalmazásokhoz.
Nagy mennyiségű ellenállás: A PPS magas hőmérsékleti környezetben is fenntartja a nagy szigetelési ellenállást, 10⊃1 térfogat-ellenállással; ⁶ ω · cm.
Dielektromos szilárdság: 450 V/mil (18 kV/mm) dielektromos szilárdsággal a PPS kiváló szigetelést biztosít.
További tulajdonságok
A PPS számos más kívánatos tulajdonságot kínál:
Lángállóság: A legtöbb PPS-vegyület átadja az UL94V-0 szabványt további égésgátló nélkül.
Magas modulus megerősítéskor: A megerősített PPS -osztályok magas modulust mutatnak, fokozva a mechanikai szilárdságot.
Alacsony víz abszorpció: A 24 órás merítés után mindössze 0,02% -os vízelnyeléssel a PPS ideális a minimális nedvességfelvételt igénylő alkalmazásokhoz.
Az alábbi táblázat összefoglalja PPS műanyag legfontosabb tulajdonságait:
| tulajdonságérték | a |
| Szakítószilárdság (ASTM D638) | 12 500 psi (86 MPa) |
| IZOD Impact szilárdság (ASTM D256) | 0,5 ft-lbs/in (27 J/m) |
| Hajlító modulus (ASTM D790) | 600 000 psi (4,1 GPA) |
| A hő elhajlásának hőmérséklete (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 psi |
| Lineáris hőtágulási együttható | 4,0 × 10⁻⁵ in/in/° f |
| Maximális folyamatos szervizhőmérséklet | 428 ° F (220 ° C) |
| Térfogat ellenállás (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · cm |
| Dielektromos erősség (ASTM D149) | 450 V/mil (18 kV/mm) |
| Vízelnyelés (ASTM D570, 24H) | 0,02% |
Ezek a tulajdonságok miatt a PPS kiválóan választja a nagy teljesítményt, tartósságot és megbízhatóságot igénylő alkalmazások számára a kihívásokkal teli környezetben.
PPS műanyag gyártási folyamata
A nátrium -szulfid és a diklór -benzol reakciója poláris oldószerben polifenilén -szulfid (PPS) előállításához
Korai innovációk a PPS -termelésben
A PPS -történet 1967 -ben kezdődött Edmonds és Hill mellett a Philips Petroleumban. Az első kereskedelmi folyamatot Ryton márkanév alatt fejlesztették ki.
Az eredeti folyamat legfontosabb jellemzői:
Alacsony molekulatömegű PPS -t termelt
Ideális a bevonathoz való alkalmazásokhoz
Szükséges a formázási fokozathoz szükséges gyógymód
Modern gyártási technikák
A mai PPS -termelés jelentősen fejlődött. A modern folyamatok célja:
Távolítsa el a kikeményedési stádiumot
Fejlesszen ki javított mechanikai szilárdságú termékeket
Növelje a hatékonyságot és csökkentse a környezeti hatásokat
Kémiai reakció és szintézis
A PPS -termelés okos kémiát foglal magában. Itt van az alapvető recept:
Keverje össze a nátrium -szulfidot és a diklór -benzolt
Adjon hozzá egy poláris oldószert (pl. N-metil-pirrolidon)
Melegítsen kb. 250 ° C -ra (480 ° F)
Nézze meg, hogy a varázslat megtörténjen!
A kikeményedési folyamat és annak hatásai
A kikeményedés elengedhetetlen a PP -k formázásához. Ez az olvadási pont körül történik egy levegővel.
A kikeményedés hatása:
Növeli a molekulatömeg
Fokozza a keménységet
Csökkenti az oldhatóságot
Csökkenti az olvadékáramlást
Csökkenti a kristályosságot
Sötétítik a színt (hello, barnás árnyalat!)
A poláris oldószerek szerepe a PPS -termelésben
A poláris oldószerek a PPS -termelés nem énekelt hősei. Azok:
Megkönnyíti a nátrium -szulfid és a diklór -benzol közötti reakciót
Segítsen a polimer molekulatömegének szabályozásában
Befolyásolja a PPS végső tulajdonságait
A használt közönséges poláris oldószerek:
N-metil-pirrolidon (NMP)
Difenil -szulfon
Szombat
Minden oldószer saját ízét hozza a PPS -partihoz, befolyásolva a végtermék jellemzőit.
A polifenilén -szulfid (PPS) műanyag alkalmazása az iparágakban
A PPS műanyag a különféle iparágakban való felhasználást a tulajdonságok egyedi kombinációja miatt találja meg.
Autóipar és űrrepülés
Az autó- és repülőgép -szektorban a PPS -t használják tartósságot, hőállóságot és kémiai stabilitást igénylő alkatrészekhez.
Motor alkatrészek: A PPS-t csatlakozókban, házakban és tolóalátékokban használják, ahol a magas hőmérsékletű ellenállása és a mechanikai szilárdsága kulcsfontosságú.
Üzemanyagrendszer alkatrészei: A PPS -alkatrészeket az üzemanyag -rendszerekben használják kémiai ellenállásuk és a magas hőmérsékletek ellenállásának képessége miatt.
Repülőgép -belső terek: A PPS a repülőgép -hordozó alkatrészekben és a belső konzolokban található, ahol könnyű és tartós jellege előnyös.
Elektronika és elektromos alkatrészek
A PPS elektromos szigetelési tulajdonságai ideálissá teszik az elektronikus és elektromos alkalmazásokhoz.
Csatlakozók és szigetelők: A PPS -t a csatlakozókban és a szigetelőkben használják, annak nagy dielektromos szilárdsága és hőstabilitása miatt.
Körzeti táblák: A PPS megtalálja a felhasználást az áramköri táblákban, támogatva a miniatürizálást és a nagy teljesítményt.
Mikroelektronikai alkalmazások: A PPS alkalmas mikroelektronikai alkalmazásokhoz, kiváló dimenziós stabilitási és szigetelési tulajdonságokat kínálva.
Vegyi feldolgozóipar
A PPS kémiai ellenállása alkalmassá teszi a korrozív vegyi anyagoknak kitett alkatrészeket.
Szelepek és szivattyúk: A PPS -t szelepekben, szivattyúkban és szerelvényekben használják a kémiai feldolgozási alkalmazásokban, mivel ez ellenáll az agresszív vegyi anyagoknak megemelkedett hőmérsékleten.
Szűrőházak: A PPS -t a szűrőházakban használják, biztosítva a tartósságot és a kémiai ellenállást a szűrőrendszerekben.
Pecsétek és tömítések: A PPS ideális a kémiai környezetben lévő tömítésekhez és tömítésekhez, tartós teljesítményt és a lebomlás ellenállását biztosítva.
Ipari felszerelés
A PPS -t ipari berendezésekben alkalmazzák kopásállóság és mechanikai szilárdság érdekében.
Fogaskerekek és csapágyak: A PPS-t fogaskerekekben, csapágyakban és más kopásálló alkatrészekben használják, amelyek nagy mechanikai szilárdságot és méret stabilitást igényelnek.
Kompresszor alkatrészek: A PPS -t a kompresszor lapátoknál használják, mivel nagy szilárdságot és tartósságot kínál az igényes ipari alkalmazásokban.
Kopóálló alkalmazások: A PPS-alkatrészeket kopó sávokban és perselyekben használják, alacsony súrlódást és nagy kopásállóságot biztosítva az ipari gépekben.
Félvezető ipar
A PPS tisztaságának és szigetelési tulajdonságainak köszönhetően a félvezető iparban alkalmazza az alkalmazást.
Félvezető gépek alkatrészei: A PPS -t használják csatlakozókban, érintkezési sínekben, hőpajzsokban és érintkezési nyomáson a félvezető gyártóberendezésekben.
Különleges osztályok félvezető alkalmazásokhoz: A speciális PPS -osztályokat, mint például a Tecatron SE és az SX, félvezető alkalmazásokhoz készültek, nagy tisztaságú és továbbfejlesztett tulajdonságokat kínálva.
Gépi tervezés
A PPS -t különféle gépészmérnöki alkalmazásokban használják.
Kompresszor és szivattyú alkatrészek: A PPS -t a kompresszor és a szivattyú alkatrészeiben használják kémiai ellenállása és mechanikai szilárdsága miatt.
Láncvezetők és alaplemezek: A PP -k láncvezetőiben és alaplemezekben találják a felhasználást, biztosítva a kopásállóságot és a méret stabilitását.
Egyéb iparágak
A PPS műanyagot számos más iparágban használják:
Textilgép: A PPS -alkatrészeket festeni, nyomtatási és feldolgozó berendezésekhez használják, tartósságot és kémiai ellenállást kínálva.
Orvosi eszközök: A PPS -t a műtéti műszer alkatrészeiben használják kémiai ellenállása és a sterilizálási folyamatok ellenállási képessége miatt.
Olaj- és gázipari berendezések: A PPS-t használják a lyukú berendezésekben, tömítésekben és csatlakozókban, ahol kémiai ellenállása és magas hőmérsékleti stabilitása nélkülözhetetlen.
Az alábbi táblázat összefoglalja a PPS műanyag kulcsfontosságú alkalmazásait a különböző iparágakban:
| ipari | alkalmazások |
| Autóipar és űrrepülés | Motor alkatrészek, üzemanyag -rendszer alkatrészek, repülőgép belső terek |
| Elektronika | Csatlakozók, szigetelők, áramköri táblák, mikroelektronika |
| Vegyi feldolgozás | Szelepek, szivattyúk, szűrőházak, tömítések, tömítések |
| Ipari felszerelés | Fogaskerekek, csapágyak, kompresszor alkatrészek, kopásálló alkatrészek |
| Félvezető | Gépek alkatrészei, speciális osztályok a félvezető előállításához |
| Gépi tervezés | Kompresszor és szivattyú alkatrészek, láncvezetői, alaplemezek |
| Textil | Festési és nyomtatási berendezések, feldolgozógépek |
| Orvosi | Műtéti műszer alkatrészek |
| Olaj- és gáz | LEJÁRDÉK BEFEKTETÉSE, tömítések, csatlakozók |
Polifenilén -szulfid (PPS) anyag tulajdonságai optimalizálás
Különböző adalékanyagok és megerősítések használhatók a PPS műanyag tulajdonságainak javítására.
Adalékanyagok és megerősítések
Az alábbi táblázat összehasonlítja a nem feltöltött, üveggel megerősített és üveg-ásványi kitöltött PPS tulajdonságait:
| Tulajdonság (egység) A | feltöltött | üveg megerősítve (40%) | üveg-mígialízissel töltött* |
| Sűrűség (kg/L) | 1.35 | 1.66 | 1,90 - 2,05 |
| Szakítószilárdság (MPA) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| Meghosszabbítás a szünetben (%) | 6-8 | 1.9 | 1.0-1.3 |
| Hajlító modulus (MPA) | 3800 | 14000 | 16000-19000 |
| Hajlási erő (MPA) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Izod bevágott ütési szilárdság (kJ/m²) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1,8 MPa (° C) | 110 | 270 | 270 |
*Az üveg/ásványi töltőanyag arányától függően
Az ingatlanjavításhoz szükséges specifikus adalékanyagok
A specifikus adalékanyagok felhasználhatók a PPS bizonyos tulajdonságainak megcélzására és javítására:
Lúgos fém szilikátok a viszkozitás szabályozásához
Kalcium -klorid a molekulatömeg növelésére
Blokkolja a kopolimerek az ütésállóság javításához
Szulfonsav -észterek a kristályosodási sebesség fokozására
Az alábbi táblázat összefoglalja az adott ingatlanfejlesztéshez használt adalékanyagokat:
| Az ingatlankövetelmény | megfelelő adalékanyagok |
| Alacsony olvadékáram, magas viszkozitás | Alkali fém -szilikátok, alkáli fém -szulfitok, aminosavak, szilil -éter oligomerek |
| Megnövekedett molekulatömeg | A polimerizáció során hozzáadott kalcium -klorid hozzáadott kalcium -klorid |
| Javított hatásállóság | A blokk -kopolimerek beépítése a kezdeti reakcióba |
| Megnövekedett kristályosodási sebesség | Szulfonsav -észterek és nukleáris szer együtt |
| Megnövekedett hőstabilitás, alacsony kristályosodási hőmérséklet | Alkali fém vagy lúgos földfém -ditionát |
A PPS műanyag feldolgozási technikái
A PPS -gyantákat különféle technikákkal lehet feldolgozni, ideértve a fröccsöntést, az extrudálást, a fújó öntést és a megmunkálást.
Fröccsöntés
A fröccsöntés a PPS általános feldolgozási módszere, amely magas termelékenységet és pontosságot kínál.
Ürítés
A PP -k különféle formákba, például szálakba, filmekbe, rudakba és táblákba extrudálhatók.
Fújó öntvény
A PP -k feldolgozhatók fújási öntési technikákkal.
Megmunkálás PPS
A PPS nagyon megmunkálható, lehetővé téve a pontos és összetett részgyártást.
A szárítás fontossága a feldolgozásban
A PPS előzetes szárítása elengedhetetlen az optimális feldolgozási eredmények eléréséhez.
Az alábbi táblázat összefoglalja a feldolgozási technikákat és azok legfontosabb megfontolásait:
| feldolgozási technika | kulcsfontosságú megfontolásai |
| Fröccsöntés | Előzetes szárítás, hőmérséklet és nyomás beállítások, penész szorítás |
| Ürítés | Szárítási körülmények, hőmérséklet -szabályozás, rost és film előállítás |
| Fújó öntvény | Hőmérsékleti tartományok, kitöltött fokozatok megfontolásai |
| Megmunkálás | Hűtőfolyadék kiválasztása, lágyítási folyamat, pontosság elérése |
Ezen feldolgozási technikák megértésével és optimalizálásával a gyártók kiváló minőségű PPS-alkatrészeket és alkatrészeket készíthetnek különféle alkalmazásokhoz.
Tervezési szempontok a PPS alkalmazásokhoz
A PPS műanyaggal történő tervezéskor számos tényezőt figyelembe kell venni az optimális teljesítmény és a költséghatékonyság biztosítása érdekében.
A PPS kiválasztása az egyes alkalmazásokhoz
A PPS kiválasztása egy adott alkalmazáshoz egyedi tulajdonságainak gondos értékelését igényli.
Megmunkálás és befejezés megfontolások
A PPS megmunkálható a toleranciák bezárása érdekében, így alkalmas komplex, precíziós alkatrészekre.
A megmunkálás felületi repedést és belső feszültségeket okozhat a PPS -ben.
Ezek a kérdések enyhíthetők az izzítás és a megfelelő hűtőfolyadékok használata révén.
A kiváló minőségű felületi felületek eléréséhez nem aromás, vízben oldódó hűtőfolyadékok, például nyomás alatt álló levegő és spray-köd.
Dimenziós stabilitás a hőmérsékleten
A PPS fenntartja a kiváló dimenziós stabilitást a különböző hőmérsékletek között.
Költség -megfontolások az alternatív anyagokhoz képest
Noha a PPS kiváló teljesítményt nyújt, drágább, mint sok szokásos műszaki műanyag.
A tervezőknek ki kell értékelniük a PPS használatának költség-haszon arányát.
Az alternatív anyagokat, például a peek -t, fontolóra lehet venni a kevésbé igényes alkalmazásokhoz.
A PPS egyedi tulajdonságok kombinációja azonban gyakran igazolja a magasabb költségeket az egyes alkalmazásokban.
Környezetvédelmi és biztonsági szempontok
A PPS-t általában biztonságosnak és nem mérgezőnek tekintik, de a megfelelő kezelési és biztonsági protokollokat be kell tartani.
A PPS kockázatot jelenthet az emberi egészségre és a környezetre, ha nem megfelelően kezelik vagy nem használják fel.
A kockázatok minimalizálása érdekében megfelelő biztonsági protokollokat és iránymutatásokat kell követni.
A PPS gyenge UV -ellenállása van, így nem megfelelő kültéri alkalmazásokhoz védő bevonatok nélkül.
Az alábbi táblázat összefoglalja a PPS alkalmazások kulcsfontosságú tervezési megfontolásait:
| Tervezési megfontolás | kulcspontjai |
| A PPS kiválasztása az egyes alkalmazásokhoz | Kémiai ellenállás, magas hőmérsékleti stabilitás, dimenziós stabilitás |
| Megmunkálás és befejezés | Lágyítás, megfelelő hűtőfolyadék, felületi repedés és belső stresszcsökkentés |
| Dimenziós stabilitás a hőmérsékleten | Minimális dimenziós változások, megbízható teljesítmény változó körülmények között |
| Költség megfontolások | Magasabb költségek, mint a szokásos műanyagok, költség-haszon értékelés, alternatív anyagok |
| Környezeti és biztonság | Általában biztonságos, megfelelő kezelési és biztonsági protokollok, rossz UV -ellenállás |
Következtetés
A PPS műanyag kivételes sokoldalúságot és nagy teljesítményt kínál, így ideális az igényes alkalmazásokhoz. Kémiai ellenállása, hőstabilitása és mechanikai erőssége biztosítja az iparágakban a megbízhatóságot.
A PPS módosításainak, feldolgozási módszereinek és tervezési irányelveinek megértése elengedhetetlen annak lehetőségeinek maximalizálása érdekében. Megfelelő alkalmazás mellett a PPS tartós termékeket hoz létre autóiparban, repülőgépben, elektronikában és még sok másban.
Tippek: Lehet, hogy érdekli az összes műanyag
