PPS 또는 폴리 페닐 렌 설파이드는 1960 년대에 고성능 중합체로 처음 개발되었다. 그것은 표준 플라스틱과 고급 재료 사이의 격차를 해소하여 다양한 산업에서 필수적인 특성을 제공합니다.
이 게시물에서는 PPS의 고유 한 속성, 다양한 응용 프로그램, 처리 방법 및 다양한 산업에서 필수 불가결 한 이유를 살펴 봅니다.
pps의 화학 구조
폴리 페닐 렌 설파이드 (PPS)는 반 결정질 열가소성으로 고온 저항성, 강성 및 불투명 한 외관을 제공합니다.
분자 구조
PPS의 골격은 황화물 결합과 교대하는 파라-페닐 렌 단위로 구성된다. 이것은 PPS에 특징적인 특성을 제공합니다.
반복 단위 :-[C6H4-S] N-
C6H4는 벤젠 고리를 나타냅니다
S는 황 원자입니다
황 원자는 벤젠 고리 사이의 단일 공유 결합을 형성합니다. 파라 (1,4) 구성으로 연결하여 선형 체인을 만듭니다.
결정 구조
PPS는 반 결정질 구조를 형성하여 열 안정성 및 화학 저항에 기여합니다.
사방 정하 단위 세포
PPS의 단위 셀은 다음 크기의 치열함입니다.
a = 0.867 nm
B = 0.561 nm
C = 1.026 nm
이상적인 PPS 결정에 대한 계산 된 융합 열은 112 j/g입니다. 이 구조는 PPS에 280 ° C의 높은 용융점을 제공합니다.
결정도의 정도
PPS의 결정도의 정도는 30% 내지 45%입니다. 그것은 다음에 따라 다릅니다.
결정도가 높아진다 :
낮은 결정도가 향상됩니다.
다음과 같이 비정질 및 가교 된 PPS를 준비 할 수 있습니다.
용융 온도 이상의 가열
용융점에서 30 ° C로 냉각
공기 중에 몇 시간 동안
이 구조는 PPS에 고온 저항성 및 화학적 불활성과 같은 우수한 특성을 제공합니다.
PPS 플라스틱의 유형
PPS 수지는 서로 다른 형태로 제공되며 각각 특정 응용 분야에 맞게 고유 한 특성이 있습니다.
선형 pps
경화 된 pps
공기가있는 경우 일반 PPS 가열에 의해 생산됩니다 (O2)
경화는 분자 체인을 확장하고 일부 가지를 만듭니다
분자량을 향상시키고 열경색과 같은 특성을 제공합니다
분지 pps
일반 PPS보다 분자량이 높습니다
백본에서 분기되는 확장 된 폴리머 사슬
기계적 특성, 끈기 및 연성을 향상시킵니다
아래 표는 상이한 PPS 유형의 분자량 비교 :
| PPS 유형 | 분자량 비교 |
| 일반 pps | 기준선 |
| 선형 pps | 거의 이중 일반 pps |
| 경화 된 pps | 체인 확장 및 분기로 인해 일반 PPS에서 증가 |
| 분지 pps | 일반 pps보다 높습니다 |
PPS의 분자량은 특성을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 더 높은 분자량은 일반적으로 다음으로 이어집니다.
기계적 강도 향상
더 나은 충격 저항
연성 및 신장 증가
그러나 점도가 증가하여 처리가 더 어려워 질 수 있습니다.
PPS (폴리 페닐 렌 설파이드) 플라스틱의 특성
PPS 플라스틱은 다양한 응용 분야에 적합한 고유 한 특성 조합을 보여줍니다.
기계적 특성
PPS는 뛰어난 기계적 특성을 자랑하여 애플리케이션을 요구하는 데 이상적입니다.
인장 강도 : 12,500psi (86 MPa)의 인장 강도로 PPS는 파손되지 않고 상당한 하중을 견딜 수 있습니다.
충격 저항 : 강성에도 불구하고 PPS의 IZOD 충격 강도는 0.5 ft-lbs/in (27 j/m)을 가지므로 갑작스런 충격을 흡수 할 수 있습니다.
탄성의 굴곡 계수 : 600,000 psi (4.1 gpa)에서 PPS는 굽힘 힘을 효과적으로 저항하여 모양과 구조적 무결성을 유지합니다.
치수 안정성 : PPS는 고온 및 습도 조건에서도 치수를 유지하므로 공차가 빡빡한 정밀 부품에 적합합니다.
열 특성
PPS는 열 안정성 및 저항성이 뛰어나며, 고온 응용에 결정적입니다.
열 변형 온도 : PPS는 8.0 MPa (1,160 psi)에서 1.8 MPa (264psi) 및 110 ° C (230 ° F)에서 최대 260 ° C (500 ° F)의 온도를 견딜 수 있습니다.
선형 열 팽창 계수 : PPS는/in/° F (7.2 × 10 × 10 m/m/° C)에서 온도 변화에 따른 최소 치수 변화를 나타냅니다.
최대 연속 서비스 온도 : PPS는 최대 220 ° C (428 ° F)의 온도에서 공기 중에 지속적으로 사용할 수 있습니다.
화학 저항
PPS는 탁월한 화학 저항성으로 유명하여 가혹한 환경에 적합합니다.
수분에 대한 저항 : PPS는 수분에 영향을받지 않아 습한 조건에서 내구성과 신뢰성을 보장합니다.
다양한 화학 물질에 대한 저항성 : PPS는 강산, 염기, 유기 용매, 산화제 및 탄화수소를 포함한 공격적인 화학 물질에 대한 노출을 견뎌냅니다.
전기 특성
PPS의 전기 절연 특성은 전자 응용 분야에 적합합니다.
대량 저항성 : PPS는 높은 인간 성 환경에서도 높은 절연 저항을 유지하며, 부피 저항력은 10⊃1; ⁶ ω · cm입니다.
유전체 강도 : 450 v/mil (18 kV/mm)의 유전체 강도를 가진 PPS는 탁월한 절연을 보장합니다.
추가 특성
PPS는 몇 가지 다른 바람직한 속성을 제공합니다.
화염 저항 : 대부분의 PPS 화합물은 추가 불꽃 지연자없이 UL94V-0 표준을 통과합니다.
강화시 높은 모듈러스 : 강화 된 PPS 등급은 높은 모듈러스를 나타내며 기계적 강도를 향상시킵니다.
낮은 수분 흡수 : 24 시간의 침지 후 0.02%의 수분 흡수로 PPS는 최소 수분 섭취가 필요한 응용에 이상적입니다.
다음 표는 PPS 플라스틱의 주요 속성을 요약 한 것 :
| 속성 | 값 |
| 인장 강도 (ASTM D638) | 12,500 psi (86 MPa) |
| IZOD 충격 강도 (ASTM D256) | 0.5 ft-lbs/in (27 j/m) |
| 굴곡 모듈러스 (ASTM D790) | 600,000 psi (4.1 GPA) |
| 열 변형 온도 (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 psi |
| 선형 열 팽창 계수 | /in/° F 인치 4.0 × 10⁻⁵ |
| 최대 연속 서비스 온도 | 428 ° F (220 ° C) |
| 부피 저항성 (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · cm |
| 유전력 (ASTM D149) | 450 v/mil (18 kv/mm) |
| 수분 흡수 (ASTM D570, 24H) | 0.02% |
이러한 특성은 PPS가 고성능, 내구성 및 도전적인 환경에서 신뢰성을 요구하는 응용 프로그램에 탁월한 선택으로 만듭니다.
PPS 플라스틱의 제조 공정
폴리 페닐 렌 설파이드 (PPS)를 생성하기 위해 극 용매에서 황화 나트륨 및 디클로로 벤젠의 반응
PPS 생산의 초기 혁신
PPS 스토리는 1967 년 Philips Petroleum의 Edmonds와 Hill과 함께 시작되었습니다. 그들은 브랜드 이름 Ryton에 따라 첫 번째 상업 프로세스를 개발했습니다.
원래 프로세스의 주요 기능 :
저 분자량 pps
코팅 애플리케이션에 이상적입니다
성형 등급에 필요한 경화가 필요합니다
현대 제조 기술
오늘날의 PPS 생산은 크게 발전했습니다. 현대 과정은 다음을 목표로합니다.
경화 단계를 제거하십시오
기계적 강도가 향상된 제품을 개발하십시오
효율성을 높이고 환경 영향을 줄입니다
화학 반응 및 합성
PPS 생산에는 영리한 화학이 포함됩니다. 기본 레시피는 다음과 같습니다.
황화 나트륨과 디클로로 벤젠을 혼합하십시오
극성 용매 추가 (예 : N- 메틸 피 롤리돈)
약 250 ° C (480 ° F)로 가열
마법이 일어나는 것을 지켜보십시오!
경화 과정과 그 효과
경화는 성형 등급 PPS에 중요합니다. 대시 공기로 녹는 점 주위에서 발생합니다.
경화 효과 :
분자량을 증가시킵니다
강인함을 높입니다
용해도를 줄입니다
용융 흐름을 줄입니다
결정 성을 낮 춥니 다
어두운 색 (안녕하세요, 갈색 색조!)
PPS 생산에서 극성 용매의 역할
극성 용매는 PPS 생산의 이름없는 영웅입니다. 그들:
사용 된 일반적인 극성 용매 :
N- 메틸 피 롤리돈 (NMP)
디 페닐 설폰
술 폴로 인
각 용매는 PPS 파티에 자체 풍미를 가져와 최종 제품의 특성에 영향을 미칩니다.
산업 전반에 걸쳐 폴리 페닐 렌 설파이드 (PPS) 플라스틱의 적용
PPS 플라스틱은 고유 한 특성 조합으로 인해 다양한 산업에서 사용되는 것을 발견합니다.
자동차 및 항공 우주
자동차 및 항공 우주 부문에서 PPS는 내구성, 내열성 및 화학적 안정성이 필요한 구성 요소에 사용됩니다.
엔진 구성 요소 : PPS는 커넥터, 하우징 및 스러스트 와셔에 사용되며, 고온 저항성과 기계적 강도가 중요합니다.
연료 시스템 부품 : PPS 성분은 화학 저항과 고온을 견딜 수있는 능력으로 인해 연료 시스템에 사용됩니다.
항공기 내부 : PPS는 항공기 덕트 구성 요소와 내부 브래킷에서 발견되며, 가볍고 내구성있는 특성이 유리합니다.
전자 및 전기 부품
PPS의 전기 절연 특성은 전자 및 전기 응용에 이상적입니다.
커넥터 및 절연체 : PPS는 유전력이 높고 열 안정성으로 인해 커넥터 및 절연체에 사용됩니다.
회로 보드 : PPS는 소형화 및 고성능을 지원하는 회로 보드에서 사용됩니다.
마이크로 일렉트로닉스 애플리케이션 : PPS는 마이크로 일렉트로닉스 응용에 적합하며 우수한 치수 안정성 및 절연 특성을 제공합니다.
화학 처리 산업
PPS의 화학 저항은 부식성 화학 물질에 노출 된 성분에 적합합니다.
밸브 및 펌프 : PPS는 화학 가공 응용 분야의 밸브, 펌프 및 피팅에 사용됩니다. 높은 온도에서 공격적인 화학 물질을 견딜 수 있기 때문입니다.
필터 하우징 : PPS는 필터 하우징에 사용되어 여과 시스템의 내구성과 화학 저항을 보장합니다.
씰 및 개스킷 : PPS는 화학 환경의 씰 및 개스킷에 이상적이며, 오래 지속되는 성능과 분해에 대한 저항을 제공합니다.
산업 장비
PPS는 내마모성 및 기계적 강도를 위해 산업 장비에 사용됩니다.
기어 및 베어링 : PPS는 기어, 베어링 및 기타 내성 성분에 사용되어 높은 기계적 강도 및 치수 안정성이 필요합니다.
압축기 구성 요소 : PPS는 압축기 반에 사용됩니다.
마모 방지 응용 분야 : PPS 구성 요소는 마모 밴드 및 부싱에 사용되며 산업 기계에서 낮은 마찰 및 높은 내마모성을 제공합니다.
반도체 산업
PPS는 순도 및 단열 특성으로 인해 반도체 산업에서 응용 프로그램을 찾습니다.
반도체 기계 구성 요소 : PPS는 반도체 생산 장비의 커넥터, 컨택 레일, 열 방패 및 접점 압력 디스크에 사용됩니다.
반도체 적용을위한 특수 등급 : Tecatron SE 및 SX와 같은 특수 PPS 등급은 반도체 응용 프로그램을 위해 설계되어 고순도 및 강화 된 특성을 제공합니다.
기계 공학
PPS는 다양한 기계 공학 응용 분야에서 사용됩니다.
다른 산업
PPS 플라스틱은 다른 여러 산업에서 사용됩니다.
섬유 기계 : PPS 구성 요소는 염색, 인쇄 및 가공 장비에 사용되며 내구성과 화학 저항성을 제공합니다.
의료 기기 : PPS는 화학 저항과 멸균 과정을 견딜 수있는 능력으로 인해 수술기구 부품에 사용됩니다.
석유 및 가스 장비 : PPS는 화학 저항성과 고온 안정성이 필수적인 다운 홀 장비, 씰 및 커넥터에 사용됩니다.
다음 표는 다양한 산업 분야에서 PPS 플라스틱의 주요 응용 프로그램을 요약 한 것 :
| 산업 | 응용 프로그램 |
| 자동차 및 항공 우주 | 엔진 구성 요소, 연료 시스템 부품, 항공기 내부 |
| 전자 장치 | 커넥터, 절연체, 회로 보드, 마이크로 전자 공학 |
| 화학적 처리 | 밸브, 펌프, 필터 하우징, 씰, 개스킷 |
| 산업 장비 | 기어, 베어링, 압축기 구성 요소, 내마비 부품 |
| 반도체 | 기계 구성 요소, 반도체 생산을위한 특수 등급 |
| 기계 공학 | 압축기 및 펌프 부품, 체인 가이드,베이스 플레이트 |
| 직물 | 염색 및 인쇄 장비, 가공 기계 |
| 의료 | 수술기구 부품 |
| 석유 및 가스 | 다운 홀 장비, 씰, 커넥터 |
폴리 페닐 렌 설파이드 (PPS) 물질 특성 최적화
PPS 플라스틱의 특성을 향상시키기 위해 다양한 첨가제 및 보강재가 사용될 수 있습니다.
첨가제 및 강화
유리 섬유 강화
유리 섬유는 PPS의 인장 강도, 굴곡 모듈러스 및 치수 안정성을 증가시킵니다.
그들은 높은 기계적 강도가 필요한 응용 분야에 PPS를 적합하게 만듭니다.
PPS-GF40 및 PPS-GF MD 65와 같은 표준 화합물은 시장 점유율이 상당합니다.
탄소 섬유 강화
ptfe 첨가제
나노 입자 및 나노 복합물
PPS 기반 나노 복합물은 탄소 나노 필러 (예 : 확장 된 흑연, 탄소 나노 튜브) 또는 무기 나노 입자를 사용하여 제조 될 수있다.
나노 필러는 주로 기계적 특성을 향상시키기 위해 PPS에 추가됩니다.
대부분의 PPS 나노 복합물은 일반적인 유기 용매에서 PPS의 불용성으로 인해 용융 블렌딩에 의해 제조되었다.
다음 표 않은, 유리 강화 및 유리 미네랄 채워진 PPS의 특성을 비교합니다
| 는 | 지지 | 채워 | . |
| 밀도 (kg/l) | 1.35 | 1.66 | 1.90-2.05 |
| 인장 강도 (MPA) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| 파손시 신장 (%) | 6-8 | 1.9 | 1.0-1.3 |
| 굴곡 모듈러스 (MPA) | 3800 | 14000 | 16000-19000 |
| 굴곡 강도 (MPA) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Izod 노치 충격 강도 (KJ/M⊃2;) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1.8 MPa (° C) | 110 | 270 | 270 |
*유리/미네랄 필러 비율에 따라
속성 향상을위한 특정 첨가제
특정 첨가제는 PPS의 특정 특성을 목표로하고 향상시키는 데 사용될 수 있습니다.
다음 표는 특정 속성 향상에 사용되는 첨가제를 요약합니다.
| 속성 요구 사항 | 적합한 첨가제 |
| 낮은 용융 흐름, 높은 점도 | 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 설파이트, 아미노산, 실릴 에테르의 올리고머 |
| 분자량 증가 | 중합 동안 염화 칼슘 첨가 |
| 충격 저항 향상 | 초기 반응에서 블록 공중 합체의 포함 |
| 결정화 속도 증가 | 설 폰산 에스테르와 핵 생성 제 |
| 열 안정성 증가, 낮은 결정화 온도 | 알칼리 금속 또는 알칼리 지구 금속 디티오 네이트 |
PPS 플라스틱의 가공 기술
PPS 수지는 사출 성형, 압출, 블로우 성형 및 가공을 포함한 다양한 기술을 사용하여 처리 될 수 있습니다.
주입 성형
사출 성형은 PPS를위한 일반적인 처리 방법으로, 높은 생산성과 정밀도를 제공합니다.
사전 건조 요구 사항
온도 및 압력 설정
PPS의 권장 실린더 온도는 300-320 ° C입니다.
양호한 결정화를 보장하고 뒤틀림을 최소화하기 위해서는 곰팡이 온도를 120-160 ° C 사이에서 유지해야합니다.
40-70 MPa의 주입 압력은 최적의 결과에 적합합니다.
PPS에는 40-100 rpm의 나사 속도가 권장됩니다.
곰팡이 고려 사항
PPS의 점도가 낮기 때문에 누출을 방지하기 위해 금형 압박감을 점검해야합니다.
채워진 PPS 등급의 경우 배럴, 나사 및 나사 팁의 마모를 피하기 위해 가공 온도가 높아져야합니다.
압출
PPS는 섬유, 필름,로드 및 슬래브와 같은 다양한 모양으로 압출 될 수 있습니다.
건조 조건
온도 제어
섬유 및 필름 생산의 응용
블로우 몰딩
PPS는 블로우 성형 기술을 사용하여 처리 될 수 있습니다.
가공 pps
PPS는 가공 가능성이 높으므로 정확하고 복잡한 부품 제작이 가능합니다.
냉각수 선택
어닐링 과정
복잡한 부분에서 정밀도를 달성합니다
처리에서 사전 건조의 중요성
사전 건조 PPS는 최적의 처리 결과를 달성하는 데 중요합니다.
성형 제품 모양에 미치는 영향
가공 중 침동 방지
다음 표는 처리 기술과 주요 고려 사항을 요약합니다.
| 처리 기술 | 주요 고려 사항 |
| 주입 성형 | 사전 건조, 온도 및 압력 설정, 곰팡이 압박감 |
| 압출 | 건조 조건, 온도 제어, 섬유 및 필름 생산 |
| 블로우 몰딩 | 온도 범위, 채워진 등급에 대한 고려 사항 |
| 가공 | 냉각수 선택, 어닐링 공정, 정밀도 달성 |
이러한 처리 기술을 이해하고 최적화함으로써 제조업체는 다양한 응용 분야에 고품질 PPS 부품 및 구성 요소를 생산할 수 있습니다.
PPS 애플리케이션에 대한 설계 고려 사항
PPS 플라스틱으로 설계 할 때 최적의 성능과 비용 효율성을 보장하기 위해 몇 가지 요소를 고려해야합니다.
특정 응용 프로그램에 대한 PPS 선택
특정 애플리케이션을 위해 PPS를 선택하려면 고유 한 특성을 신중하게 평가해야합니다.
화학 저항
공격적인 화학 물질에 대한 PPS의 내성은 화학 가공 및 산업 장비의 응용에 적합합니다.
그것은 강산, 염기, 유기 용매, 산화제 및 탄화수소에 노출을 견딜 수 있습니다.
고온 안정성
치수 안정성
가공 및 마무리 고려 사항
PPS는 공차를 닫기 위해 가공되어 복잡한 정밀 부품에 적합합니다.
가공은 PPS에서 표면 크래킹 및 내부 응력을 유발할 수 있습니다.
이러한 문제는 어닐링 및 적절한 냉각제의 사용을 통해 완화 될 수 있습니다.
고품질 표면 마감 처리를 위해서는 가압 공기 및 스프레이 장미와 같은 비 방향족 수용성 냉각제가 권장됩니다.
온도에 걸친 치수 안정성
PPS는 다양한 온도에서 탁월한 차원 안정성을 유지합니다.
대체 재료와 비교하여 비용 고려 사항
PPS는 탁월한 성능을 제공하지만 많은 표준 엔지니어링 플라스틱보다 비쌉니다.
설계자는 PPS 사용의 비용-편익 비율을 평가해야합니다.
엿보기와 같은 대체 자료는 덜 까다로운 응용 분야에서 고려 될 수 있습니다.
그러나 PPS의 고유 한 속성 조합은 종종 특정 응용 프로그램에서 더 높은 비용을 정당화합니다.
환경 및 안전 고려 사항
PPS는 일반적으로 안전하고 무독성으로 간주되지만 적절한 취급 및 안전 프로토콜을 따라야합니다.
PPS는 제대로 처리하지 않거나 부적절하게 사용되지 않으면 인간 건강과 환경에 위험을 초래할 수 있습니다.
위험을 최소화하기 위해 적절한 안전 프로토콜 및 지침을 따라야합니다.
PPS는 UV 저항이 좋지 않으므로 보호 코팅없이 실외 응용 프로그램에 적합하지 않습니다.
다음 표는 PPS 애플리케이션에 대한 주요 설계 고려 사항을 요약합니다.
| 설계 고려 사항 | 핵심 포인트 |
| 특정 응용 프로그램에 대한 PPS 선택 | 화학 저항, 고온 안정성, 치수 안정성 |
| 가공 및 마무리 | 어닐링, 적절한 냉각제, 표면 크래킹 및 내부 응력 완화 |
| 온도에 걸친 치수 안정성 | 최소한의 치수 변화, 다양한 조건에서 신뢰할 수있는 성능 |
| 비용 고려 사항 | 표준 플라스틱, 비용-이익 평가, 대체 재료보다 높은 비용 |
| 환경 및 안전 | 일반적으로 안전하고 적절한 취급 및 안전 프로토콜, UV 저항성 불량 |
결론
PPS 플라스틱은 탁월한 다양성과 고성능을 제공하므로 애플리케이션을 요구하는 데 이상적입니다. 화학 저항, 열 안정성 및 기계적 강도는 산업 간의 신뢰성을 보장합니다.
PPS의 수정, 처리 방법 및 설계 지침을 이해하는 것은 잠재력을 극대화하는 데 중요합니다. 적절한 응용 프로그램을 통해 PPS는 자동차, 항공 우주, 전자 제품 등에 내구성있는 제품을 만듭니다.
팁 : 모든 플라스틱에 관심이있을 수 있습니다
