PPS или полифенилен сулфид за прв пат беше развиен во 1960-тите како полимер со високи перформанси. Го премостува јазот помеѓу стандардната пластика и напредните материјали, нудејќи уникатни својства што го прават тоа од суштинско значење во разни индустрии.
Во овој пост, ќе ги истражиме уникатните својства на PPS, разновидни апликации, како обработката и зошто станува неопходен во разни индустрии.
Хемиска структура на PPS
Полифенилен сулфид (PPS) нуди отпорност на висока температура, ригидност и непроaирен изглед како полукристална термопластика.
Молекуларна структура
'Рбетот на ППС се состои од пара-фенилен единици наизменично со сулфидни врски. Ова им дава на PPS своите карактеристични својства.
Атомите на сулфур формираат единечни ковалентни врски помеѓу бензен прстени. Тие се поврзуваат во пара (1,4) конфигурација, создавајќи линеарен ланец.
Кристална структура
PPS формира полукристални структури, придонесувајќи за нејзината термичка стабилност и хемиска отпорност.
Орторхомбична единица ќелија
Единицата ќелија на PPS е ортохомбична, со следниве димензии:
a = 0,867 nm
Б = 0,561 nm
C = 1.026 nm
Пресметаната топлина на фузија за идеален PPS кристал е 112 J/g. Оваа структура му дава на PPS својата висока точка на топење од 280 ° C.
Степен на кристалност
Степенот на кристалност во PPS се движи од 30% до 45%. Зависи од:
Поголемата кристалност се зголемува:
Јачина
Вкочанетост
Хемиски отпор
Отпорност на топлина
Пониската кристалност се подобрува:
Отпорност на влијание
Издолжување
Можете да подготвите аморфни и вкрстени врски со PPS со:
Загревање над температурата на топење
Ладење на 30 ° C под точката на топење
Држејќи се со часови во присуство на воздухот
Оваа структура им дава на PPS одлични својства како отпорност на висока температура и хемиска инертност.
Видови пластика PPS
PPS смолата доаѓа во различни форми, секоја со уникатни својства прилагодени за специфични апликации.
Линеарно PPS
Има скоро двојно повеќе од молекуларната тежина на редовните PPS
Резултира во поголема издржливост, издолжување и јачина на влијание
Излечи PPS
Произведено со загревање на редовни PPS во присуство на воздух (О2)
Лекувањето ги проширува молекуларните ланци и создава некои гранки
Ја подобрува молекуларната тежина и обезбедува карактеристики слични на термосет
Разгранети PPS
Има поголема молекуларна тежина од редовните PPS
Карактеристики Продолжени полимерни ланци кои го разгрануваат 'рбетот
Ги подобрува механичките својства, издржливоста и еластичноста
Табелата подолу ја споредува молекуларната тежина на различни типови PPS:
| од типот PPS | споредба на молекуларна тежина |
| Редовни PPS | Основно |
| Линеарно PPS | Скоро двојно редовно PPS |
| Излечи PPS | Се зголеми од редовните PPS поради продолжување на ланецот и разгранување |
| Разгранети PPS | Повисоко од редовните PPS |
Молекуларната тежина на ППС игра клучна улога во одредувањето на неговите својства. Повисоката молекуларна тежина генерално доведува до:
Сепак, може да резултира и во зголемена вискозност, правејќи ја обработката поголема предизвикувачка.
Карактеристики на PPS (полифенилен сулфид) пластика
ППС Пластика покажува уникатна комбинација на својства што го прават погоден за разни апликации.
Механички својства
PPS може да се пофали со извонредни механички својства, што го прави идеален за барање апликации.
Јачина на затегнување: Со затегнување јачина од 12.500 psi (86 MPa), PPS може да издржи значителни товари без да се крши.
Отпорност на влијание: И покрај неговата цврстина, PPS има јачина на влијанието на Izod од 0,5 ft-lbs/во (27 J/m), дозволувајќи му да апсорбира ненадејни шокови.
Флексурален модул на еластичност: на 600,000 psi (4,1 GPa), PPS ефикасно се спротивставува на силите на свиткување, одржувајќи ја својата форма и структурен интегритет.
Димензионална стабилност: PPS ги одржува своите димензии дури и во услови на висока температура и влажност, што го прави погоден за прецизни делови со тесни толеранции.
Термички својства
PPS се одликува со термичка стабилност и отпорност, клучни за апликации со висока температура.
Температура на девијација на топлина: PPS може да издржи температури до 260 ° C (500 ° F) на 1,8 MPa (264 psi) и 110 ° C (230 ° F) на 8,0 MPa (1,160 psi).
Коефициент на линеарна термичка експанзија: PPS покажува минимални димензионални промени со температурни варијации на 4,0 × 10⁻⁵ во/in/° F (7,2 × 10⁻⁵ m/m/° C).
Максимална континуирана температура на услугата: PPS може да се користи постојано во воздухот на температури до 220 ° C (428 ° F).
Хемиски отпор
PPS е познат по својата исклучителна хемиска отпорност, што го прави погоден за груби околини.
Отпорност на влага: PPS останува под влијание на влагата, обезбедувајќи издржливост и сигурност во влажни услови.
Отпорност на разни хемикалии: ППС ја издржува изложеноста на агресивни хемикалии, вклучувајќи силни киселини, бази, органски растворувачи, оксидирачки агенси и јаглеводороди.
Електрични својства
Електричните изолациски својства на PPS го прават погоден за електронски апликации.
Отпорност на висок волумен: PPS одржува висока отпорност на изолација дури и во околини со висока влажност, со отпорност на волумен од 10⊃1; ⁶ Ω · cm.
Диелектрична јачина: Со диелектрична јачина од 450 V/MIL (18 kV/mm), PPS обезбедува одлична изолација.
Дополнителни својства
PPS нуди неколку други пожелни својства:
Отпорност на пламен: Повеќето PPS соединенија го поминуваат стандардот UL94V-0 без дополнителни ретарданти на пламен.
Висок модул кога е засилен: Засилените PPS оценки покажуваат висок модул, подобрувајќи ја механичката јачина.
Ниска апсорпција на вода: Со апсорпција на вода од само 0,02% по 24 часа потопување, ППС е идеален за апликации за кои е потребно минимално внесување на влага.
Следната табела ги сумира клучните својства на PPS пластика:
| на имотот | Вредност |
| Јачина на затегнување (ASTM D638) | 12.500 psi (86 MPa) |
| Јачина на влијанието на Изод (ASTM D256) | 0,5 ft-lbs/in (27 J/m) |
| Флексурален модул (ASTM D790) | 600.000 psi (4,1 GPa) |
| Температура на девијација на топлина (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 psi |
| Коефициент на линеарно термичко проширување | 4,0 × 10⁻⁵ во/во/° F |
| Максимална температура на континуирана услуга | 428 ° F (220 ° C) |
| Отпорност на волумен (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · cm |
| Диелектрична јачина (ASTM D149) | 450 v/mil (18 kV/mm) |
| Апсорпција на вода (ASTM D570, 24ч) | 0,02% |
Овие својства го прават ППС одличен избор за апликации кои бараат високи перформанси, издржливост и сигурност во предизвикувачки околини.
Процес на производство на ППС пластика
Реакцијата на натриум сулфид и дихлоробензен во поларен растворувач за производство на полифенилен сулфид (ППС)
Раните иновации во производството на ППС
Приказната за ППС започна во 1967 година со Едмондс и Хил кај Филипс Петролеум. Тие го развија првиот комерцијален процес под името на брендот Ритон.
Клучни карактеристики на оригиналниот процес:
Произведе PPS со мала молекуларна тежина
Идеално за апликации за обложување
Задолжително лекување за оценки за обликување
Современи техники на производство
Денешното производство на PPS значително се разви. Современите процеси имаат за цел:
Елиминирајте ја фазата на лекување
Развијте производи со подобрена механичка јачина
Зголемете ја ефикасноста и намалување на влијанието врз животната средина
Хемиска реакција и синтеза
Производството на PPS вклучува паметен дел од хемијата. Еве го основниот рецепт:
Измешајте натриум сулфид и дихлоробензен
Додадете поларен растворувач (на пр., Н-метилпиролидон)
Загрева на околу 250 ° C (480 ° F)
Гледајте како се случи магијата!
Процесот на лекување и неговите ефекти
Лекувањето е клучно за PPS од одделение за обликување. Тоа се случува околу точката на топење со цртичка на воздухот.
Ефекти на лекување:
Ја зголемува молекуларната тежина
Ја зголемува цврстината
Ја намалува растворливоста
Го намалува протокот на топење
Ја намалува кристалноста
Ја затемнува бојата (здраво, кафеава нијанса!)
Улогата на поларните растворувачи во производството на PPS
Поларните растворувачи се несакани херои на производството на ППС. Тие:
Олеснете ја реакцијата помеѓу натриум сулфид и дихлоробензен
Помогнете да ја контролирате молекуларната тежина на полимерот
Влијаат на конечните својства на ППС
Заеднички поларни растворувачи користени:
Н-метилпиролидон (НМП)
Дифенил сулфон
Сулфолан
Секој растворувач носи свој вкус на партијата PPS, влијае на карактеристиките на финалниот производ.
Апликации на пластика од полифенилен сулфид (ППС) низ индустриите
ППС Пластика открива употреба во различни индустрии заради неговата единствена комбинација на својства.
Автомобилство и воздушна вселена
Во автомобилскиот и воздушниот сектори, PPS се користи за компоненти кои бараат издржливост, отпорност на топлина и хемиска стабилност.
Компоненти на моторот: PPS се користи во конектори, куќишта и мијалници, каде што неговата висока температура отпорност и механичка јачина се клучни.
Делови на системот за гориво: ППС компонентите се користат во системите за гориво заради нивната хемиска отпорност и можноста да издржат високи температури.
Ентериери на авиони: ППС се наоѓа во компонентите за канализација на авионите и внатрешните држачи, каде што нејзината лесна и трајна природа е поволна.
Електроника и електрични компоненти
Електричните изолациски својства на PPS го прават идеален за електронски и електрични апликации.
Конектори и изолатори: PPS се користи во конектори и изолатори заради неговата висока диелектрична јачина и термичка стабилност.
Кружни плочи: PPS наоѓа употреба во табли со кола, поддршка на минијатуризација и високи перформанси.
Апликации за микроелектроника: PPS е погоден за апликации за микроелектроника, нудејќи одлична димензионална стабилност и изолациски својства.
Индустрија за хемиска обработка
Хемиската отпорност на PPS го прави погоден за компонентите изложени на корозивни хемикалии.
Вентили и пумпи: PPS се користи во вентили, пумпи и фитинзи во апликациите за хемиска обработка затоа што издржува агресивни хемикалии на покачени температури.
Куќишта за филтрирање: PPS се користи во куќиштата за филтрирање, обезбедувајќи издржливост и хемиска отпорност во системите за филтрација.
Заптивки и дихтунзи: PPS е идеален за заптивки и заптивки во хемиски средини, обезбедувајќи долготрајни перформанси и отпорност на деградација.
Индустриска опрема
PPS се користи во индустриска опрема за отпорност на абење и механичка јачина.
Запчаници и лежишта: PPS се користи во брзини, лежишта и други компоненти отпорни на абење, за кои е потребна висока механичка јачина и димензионална стабилност.
Компоненти на компресорот: PPS се користи во компресорот комбе затоа што нуди голема јачина и издржливост во бараните индустриски апликации.
Апликации отпорни на абење: ППС компонентите се користат во опсези за абење и грмушки, обезбедувајќи ниско триење и голема отпорност на абење во индустриската машинерија.
Индустрија за полупроводници
PPS наоѓа примена во индустријата за полупроводници заради неговата чистота и изолационите својства.
Компоненти на машини за полупроводници: PPS се користи во конектори, контактни шини, топлински штитови и дискови за контакт под притисок во опрема за производство на полупроводници.
Специјални оценки за апликации за полупроводници: Специјални PPS оценки како Tecatron SE и SX се дизајнирани за апликации за полупроводници, кои нудат висока чистота и засилени својства.
Механички инженеринг
PPS се користи во различни апликации за машински инженеринг.
Делови на компресорот и пумпата: PPS се користи во компресорот и компонентите на пумпата заради неговата хемиска отпорност и механичка јачина.
Упатства за ланец и основни плочи: PPS наоѓа употреба во упатства за ланец и основни плочи, обезбедувајќи отпорност на абење и димензионална стабилност.
Други индустрии
ППС пластиката се користи во неколку други индустрии:
Текстилна машинерија: ППС компонентите се користат во опрема за боење, печатење и обработка, нудејќи издржливост и хемиска отпорност.
Медицински уреди: PPS се користи во делови за хируршки инструменти, како резултат на неговата хемиска отпорност и способност да издржи процеси на стерилизација.
Опрема за нафта и гас: PPS се користи во опрема, заптивки и конектори, каде што е неопходна неговата хемиска отпорност и стабилноста на висока температура.
Следната табела ги сумира клучните апликации на ППС пластика во различни индустрии:
| Индустриски | апликации |
| Автомобилство и воздушна вселена | Компоненти на моторот, делови на системот за гориво, ентериери на авиони |
| Електроника | Конектори, изолатори, табли за кола, микроелектроника |
| Хемиска обработка | Вентили, пумпи, куќишта за филтрирање, заптивки, дихтунзи |
| Индустриска опрема | Запчаници, лежишта, компоненти на компресорот, делови отпорни на абење |
| Полупроводник | Компоненти на машини, специјални оценки за производство на полупроводници |
| Механички инженеринг | Компресор и делови за пумпа, упатства за ланец, основни плочи |
| Текстил | Опрема за боење и печатење, машини за обработка |
| Медицински | Делови за хируршки инструменти |
| Масло и гас | Опрема за спуштање, заптивки, конектори |
Оптимизација на материјални својства на полифенилен сулфид (PPS)
Различни адитиви и засилувања можат да се користат за подобрување на својствата на пластиката PPS.
Адитиви и засилувања
Засилување на стакло влакна
Стаклените влакна ја зголемуваат јачината на затегнување, флексиралниот модул и димензионалната стабилност на PPS.
Тие прават PPS погодни за апликации кои бараат висока механичка јачина.
Стандардните соединенија како PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 имаат значителен удел на пазарот.
Засилување на јаглеродни влакна
Адитиви за ptfe
Наночестички и нанокомпозити
Нанокомпозитите базирани на PPS можат да бидат подготвени со употреба на јаглеродни нанофилери (на пр., Проширен графит, јаглеродни наноцевки) или неоргански наночестички.
Нанофилерите се додаваат на PPS првенствено за да ги подобрат неговите механички својства.
Повеќето PPS нанокомпозити се подготвени со мешање на топење заради нерастворливоста на PPS во обичните органски растворувачи.
Следната табела ги споредува својствата на неисполнети, стакло засилени и стакло-минерални исполнети PPS:
| Недостаток (единица) | Неисполнето | стакло засилено (40%) | стакло-минерали исполнети* |
| Густина (кг/л) | 1.35 | 1.66 | 1,90 - 2.05 |
| Јачина на затегнување (МПА) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| Издолжување на пауза (%) | 6-8 | 1.9 | 1.0-1.3 |
| Флексурален модул (МПА) | 3800 | 14000 | 16000-19000 |
| Флексурална јачина (МПА) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Изод забележана јачина на удар (KJ/M⊃2;) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1,8 MPa (° C) | 110 | 270 | 270 |
*Во зависност од односот на стакло/минерално полнење
Специфични адитиви за подобрување на имотот
Специфични адитиви можат да се користат за таргетирање и подобрување на посебните својства на PPS:
Алкални метални силикати за контрола на вискозност
Калциум хлорид за зголемување на молекуларната тежина
Блокирајте ги кополимерите за подобрување на отпорноста на влијанието
Естери на сулфонична киселина за подобрување на стапката на кристализација
Следната табела ги сумира адитивите што се користат за специфични додатоци на имотот:
| Барање на имот | соодветни адитиви |
| Низок проток на топење, висок вискозитет | Алкални метални силикати, алкални метални сулфити, аминокиселини, олигомери на силил етер |
| Зголемена молекуларна тежина | Калциум хлорид додаден за време на полимеризација |
| Подобрена отпорност на влијание | Вклучување на блок кополимери во почетната реакција |
| Зголемена стапка на кристализација | Естери на сулфонична киселина заедно со средство за нуклеарно |
| Зголемена стабилност на топлина, ниска температура на кристализација | Алкален метал или алкална земја метална дитионатна |
Техники за обработка за PPS пластика
PPS -смолите можат да се обработат со употреба на различни техники, вклучително и обликување на инјектирање, екструзија, обликување на удари и обработка.
Обликување со инјектирање
Обидот за вбризгување е вообичаен метод на обработка за PPS, што нуди висока продуктивност и прецизност.
Екструзија
ППС може да се екструдира во различни форми, како што се влакна, филмови, прачки и плочи.
Обликување на удар
PPS може да се обработи со употреба на техники за обликување на удар.
Машинска обработка на PPS
PPS е многу машински, овозможувајќи прецизна и сложена изработка на дел.
Важноста на пред-сушење во обработката
Пред-сушење PPS е клучно за постигнување на оптимални резултати од обработката.
Следната табела ги сумира техниките на обработка и нивните клучни размислувања:
| техниката на обработка | Клучни размислувања за |
| Обликување со инјектирање | Поставки пред сушење, температура и притисок, затегнатост на мувла |
| Екструзија | Услови за сушење, контрола на температурата, производство на растителни влакна и филм |
| Обликување на удар | Температурни опсези, размислувања за пополнети оценки |
| Машинска обработка | Избор на течноста за ладење, процес на полнење, постигнување прецизност |
Со разбирање и оптимизирање на овие техники на обработка, производителите можат да произведат висококвалитетни PPS делови и компоненти за различни апликации.
Дизајн размислувања за апликации за PPS
При дизајнирање со ППС пластика, мора да се земат предвид неколку фактори за да се обезбедат оптимални перформанси и економичност.
Избирање на PPS за специфични апликации
Изборот на PPS за одредена апликација бара внимателна проценка на неговите уникатни својства.
Размислувања за обработка и завршна обработка
PPS може да се изработи за да се затворат толеранциите, што го прави погоден за сложени, прецизни делови.
Машината може да предизвика пукање на површината и внатрешни стресови во PPS.
Овие проблеми можат да се ублажат преку annealing и употреба на соодветни течности за ладење.
Не-ароматични, растворливи во вода течноста за ладење, како што се под притисок на воздухот и маглата за спреј, се препорачуваат за постигнување висококвалитетни површински завршни места.
Димензионална стабилност на температурите
PPS одржува одлична димензионална стабилност на различни температури.
Размислувања за трошоците во споредба со алтернативните материјали
Додека PPS нуди одлични перформанси, тој е поскап од многу стандардна инженерска пластика.
Дизајнерите треба да го проценат односот на трошоците и придобивките од користењето на PPS.
Алтернативните материјали, како што е PEEK, можат да се земат предвид за помалку барани апликации.
Сепак, уникатната комбинација на својства на PPS често ја оправдува нејзината повисока цена во специфични апликации.
Размислувања за животната средина и безбедноста
PPS генерално се смета за безбеден и нетоксичен, но мора да се следат правилни протоколи за ракување и безбедност.
ППС може да претставува ризици по здравјето на луѓето и околината ако не се постапува правилно или да се користи несоодветно.
Треба да се следат соодветни безбедносни протоколи и упатства за да се минимизираат ризиците.
PPS има лоша УВ отпор, што го прави несоодветно за апликации на отворено без заштитни облоги.
Следната табела ги сумира клучните размислувања за дизајнот за апликациите PPS:
| за размислување за дизајн | Клучни точки |
| Избирање на PPS за специфични апликации | Хемиска отпорност, стабилност на висока температура, димензионална стабилност |
| Машинска и завршна обработка | Annealing, соодветно ладење, пукање на површината и намалување на внатрешното стрес |
| Димензионална стабилност на температурите | Минимални димензионални промени, сигурни перформанси во различни услови |
| Размислувања за трошоците | Повисока цена од стандардната пластика, проценка на трошоците и придобивките, алтернативни материјали |
| Животна средина и безбедност | Генерално безбедни, правилни протоколи за ракување и безбедност, лоша УВ отпор |
Заклучок
ППС Пластиката нуди исклучителна разноврсност и високи перформанси, што го прави идеален за барање апликации. Неговата хемиска отпорност, термичка стабилност и механичка јачина обезбедуваат сигурност низ индустриите.
Разбирањето на модификациите на PPS, методите за обработка и упатствата за дизајн е клучно за максимизирање на неговиот потенцијал. Со соодветна примена, PPS создава трајни производи во автомобилска, воздушна, електроника и многу повеќе.
Совети: Можеби сте заинтересирани за целата пластика
