PPS veya polifenilen sülfür ilk olarak 1960'larda yüksek performanslı bir polimer olarak geliştirilmiştir. Standart plastikler ve gelişmiş malzemeler arasındaki boşluğu doldurur ve çeşitli endüstrilerde zorunlu kılan benzersiz özellikler sunar.
Bu yazıda, PPS'nin benzersiz özelliklerini, çeşitli uygulamalarını, nasıl işlenmeyi ve neden çeşitli endüstrilerde vazgeçilmez hale geldiğini keşfedeceğiz.
PPS'nin kimyasal yapısı
Polifenilen sülfür (PPS), yarı kristalin termoplastik olarak yüksek sıcaklık direnci, sertlik ve opak bir görünüm sunar.
Moleküler yapı
PPS'nin omurgası, sülfür bağlantıları ile değişen para-fenilen birimlerden oluşur. Bu, PPS'ye karakteristik özelliklerini verir.
Sülfür atomları benzen halkaları arasında tek kovalent bağlar oluşturur. Doğrusal bir zincir oluşturarak bir para (1,4) konfigürasyonuna bağlanırlar.
Kristal yapı
PPS, termal stabilitesine ve kimyasal direncine katkıda bulunan yarı kristal yapılar oluşturur.
Ortorombik birim hücre
PPS'nin birim hücresi ortorombiktir, aşağıdaki boyutlarla:
A = 0.867 nm
b = 0.561 nm
C = 1.026 nm
İdeal bir PPS kristali için hesaplanan füzyon ısısı 112 J/g'dir. Bu yapı PPS'ye 280 ° C'lik yüksek erime noktasını verir.
Kristallik derecesi
PPS'deki kristallik derecesi% 30 ila% 45 arasında değişmektedir. Şuna bağlıdır:
Daha yüksek kristallik artar:
Kuvvet
Sertlik
Kimyasal direnç
Isı direnci
Alt kristallik gelişir:
Amorf ve çapraz bağlı PP'leri şu şekilde hazırlayabilirsiniz:
Erime sıcaklığının üzerinde ısıtma
Erime noktasının altında 30 ° C'ye kadar soğutma
Hava mevcudiyetinde saatlerce tutmak
Bu yapı, PPS'ye yüksek sıcaklık direnci ve kimyasal inertlik gibi mükemmel özellikler verir.
PPS plastik türleri
PPS reçinesi, her biri belirli uygulamalar için tasarlanmış benzersiz özelliklere sahip farklı formlarda gelir.
Doğrusal pps
Normal PP'lerin moleküler ağırlığının neredeyse iki katı
Daha yüksek azim, uzama ve etki gücü ile sonuçlanır
Kürlenmiş PPS
Hava varlığında normal PPS'nin ısıtılmasıyla üretilir (O2)
Kürleme moleküler zincirleri genişletir ve bazı dallar oluşturur
Moleküler ağırlığı arttırır ve termoset benzeri özellikler sağlar
Dallı pps
Normal PP'lerden daha yüksek moleküler ağırlığa sahiptir
Omurgadan dallanan genişletilmiş polimer zincirleri
Mekanik özellikleri, azim ve sünekliği geliştirir
Aşağıdaki tablo, farklı PPS tiplerinin moleküler ağırlığını karşılaştırıyor:
| PPS tipi | moleküler ağırlık karşılaştırması |
| Normal PPS | Taban çizgisi |
| Doğrusal pps | Neredeyse çift normal PPS |
| Kürlenmiş PPS | Zincir uzatma ve dallanma nedeniyle normal PP'lerden artmıştır |
| Dallı pps | Normal PPS'den daha yüksek |
PPS'nin moleküler ağırlığı, özelliklerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Daha yüksek moleküler ağırlık genellikle aşağıdakilere yol açar:
Bununla birlikte, aynı zamanda viskozitenin artmasına neden olabilir, bu da işlemeyi daha zor hale getirir.
PPS (polifenilen sülfür) plastik özellikleri
PPS plastik, çeşitli uygulamalar için uygun hale getiren benzersiz bir özellik kombinasyonu sergiler.
Mekanik Özellikler
PPS, olağanüstü mekanik özelliklere sahiptir, bu da zorunlu uygulamalar için idealdir.
Çekme mukavemeti: 12.500 psi (86 MPa) gerilme mukavemeti ile PPS, kırılmadan önemli yüklere dayanabilir.
Etki Direnci: Sertliğine rağmen, PPS, 0.5 ft-lbs/in (27 j/m) IZOD etki mukavemetine sahiptir ve bu da ani şokları emmesine izin verir.
Esneklik bükülme modülü: 600.000 psi'de (4.1 GPA) PPS, bükme kuvvetlerine etkili bir şekilde direnerek şeklini ve yapısal bütünlüğünü korur.
Boyutsal stabilite: PPS, yüksek sıcaklık ve nem koşullarında bile boyutlarını korur, bu da onu sıkı toleranslara sahip hassas parçalar için uygun hale getirir.
Termal özellikler
PPS, yüksek sıcaklık uygulamaları için çok önemli olan termal stabilite ve dirençte mükemmeldir.
Isı sapma sıcaklığı: PPS, 1.8 MPa'da (264 psi) 260 ° C'ye (500 ° F) ve 8.0 MPa'da (1,160 psi) 110 ° C (230 ° C) sıcaklıklara dayanabilir.
Doğrusal termal genleşme katsayısı: PPS, 7.2 × 10⁻⁵ m/m/° C (/in/° F) 4.0 × 10⁻⁵ in/in/° F'de sıcaklık değişimleri ile minimal boyutsal değişiklikler gösterir.
Maksimum sürekli servis sıcaklığı: PPS, 220 ° C'ye (428 ° F) kadar sıcaklıklarda sürekli olarak havada kullanılabilir.
Kimyasal direnç
PPS, olağanüstü kimyasal direnci ile bilinir, bu da onu zorlu ortamlar için uygun hale getirir.
Neme Direnç: PPS nemden etkilenmez, nemli koşullarda dayanıklılık ve güvenilirlik sağlar.
Çeşitli kimyasallara direnç: PPS, güçlü asitler, bazlar, organik çözücüler, oksitleyici ajanlar ve hidrokarbonlar dahil olmak üzere agresif kimyasallara maruz kalmaya dayanır.
Elektriksel Özellikler
PPS'nin elektrik yalıtım özellikleri elektronik uygulamalar için uygun hale getirir.
Yüksek hacimli özdirenç: PPS, yüksek nihafsızlık ortamlarında bile yüksek yalıtım direncini korur ve hacim direnci 10⊃1; ⁶ ω · cm.
Dielektrik mukavemet: 450 V/mil (18 kV/mm) dielektrik mukavemeti ile PPS mükemmel yalıtım sağlar.
Ek Özellikler
PPS, istenen birkaç özellik sunar:
Alev direnci: Çoğu PPS bileşiği, ek alev geciktiriciler olmadan UL94V-0 standardını geçer.
Yüksek modül Güçlendirildiğinde: Güçlendirilmiş PPS dereceleri yüksek bir modül sergiler, mekanik mukavemeti arttırır.
Düşük su emilimi: 24 saat daldırma sonrasında sadece% 0.02 su emilimi ile PPS, minimum nem alımı gerektiren uygulamalar için idealdir.
Aşağıdaki tablo, PPS plastikinin temel özelliklerini özetlemektedir:
| özellik | değeri |
| Gerilme mukavemeti (ASTM D638) | 12.500 psi (86 MPa) |
| Izod Etki Gücü (ASTM D256) | 0.5 ft-lbs/inç (27 j/m) |
| Bükülme modülü (ASTM D790) | 600.000 psi (4.1 GPA) |
| Isı sapma sıcaklığı (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 psi |
| Doğrusal termal genleşme katsayısı | 4.0 × 10⁻⁵ in/in/° f |
| Maksimum sürekli servis sıcaklığı | 428 ° F (220 ° C) |
| Hacim direnci (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · cm |
| Dielektrik mukavemet (ASTM D149) | 450 V/Mil (18 kV/mm) |
| Su emilimi (ASTM D570, 24 saat) | % 0.02 |
Bu özellikler, PPS'yi zorlu ortamlarda yüksek performans, dayanıklılık ve güvenilirlik gerektiren uygulamalar için mükemmel bir seçim haline getirir.
PPS plastik üretim süreci
Polifenilen sülfür (PPS) üretmek için bir polar çözücüde sodyum sülfür ve diklorobenzenin reaksiyonu
PPS üretiminde erken yenilikler
PPS hikayesi 1967'de Philips Petroleum'da Edmonds ve Hill ile başladı. İlk ticari süreci Ryton markası altında geliştirdiler.
Orijinal sürecin temel özellikleri:
Düşük moleküler ağırlıklı pps üretildi
Kaplama uygulamaları için ideal
Kalıplama notları için gerekli kürleme
Modern Üretim Teknikleri
Bugünün PPS üretimi önemli ölçüde gelişti. Modern süreçler şunları amaçlamaktadır:
Küretme aşamasını ortadan kaldırın
Geliştirilmiş mekanik mukavemetle ürünler geliştirin
Verimliliği artırın ve çevresel etkiyi azaltın
Kimyasal reaksiyon ve sentez
PPS üretimi akıllıca bir kimya içerir. İşte temel tarif:
Sodyum sülfür ve diklorobenzeni karıştırın
Bir polar çözücü ekleyin (örn., N-metilpirrolidon)
Yaklaşık 250 ° C'ye (480 ° F) ısı
Sihrinin gerçekleşmesini izle!
Kürleme süreci ve etkileri
Kürleme, kalıplama derecesi PPS için çok önemlidir. Erime noktasının etrafında bir hava çizgisi ile olur.
Kürlenmenin etkileri:
PPS üretiminde kutup çözücülerin rolü
Polar çözücüler, PPS üretiminin bilinmeyen kahramanlarıdır. Onlar:
Sodyum sülfür ve diklorobenzen arasındaki reaksiyonu kolaylaştırın
Polimerin moleküler ağırlığını kontrol etmeye yardımcı olun
PPS'nin son özelliklerini etkiler
Kullanılan yaygın kutupsal çözücüler:
N-metilpirrolidon (NMP)
Difenil sülfon
Sülfolan
Her çözücü, PPS partisine kendi lezzetini getirerek nihai ürünün özelliklerini etkiliyor.
Endüstriler arasında polifenilen sülfür (PPS) plastik uygulamaları
PPS plastik, benzersiz özellik kombinasyonu nedeniyle çeşitli endüstrilerde kullanım bulur.
Otomotiv ve havacılık
Otomotiv ve havacılık sektörlerinde PPS, dayanıklılık, ısı direnci ve kimyasal stabilite gerektiren bileşenler için kullanılır.
Motor Bileşenleri: PPS, yüksek sıcaklık direncinin ve mekanik mukavemetinin çok önemli olduğu konektörlerde, muhafazalarda ve itme pullarında kullanılır.
Yakıt Sistemi Parçaları: PPS bileşenleri, kimyasal dirençleri ve yüksek sıcaklıklara dayanma yetenekleri nedeniyle yakıt sistemlerinde kullanılır.
Uçak iç mekanları: PPS, hafif ve dayanıklı doğasının avantajlı olduğu uçak kanalları bileşenlerinde ve iç parantezlerde bulunur.
Elektronik ve elektrik bileşenleri
PPS'nin elektrik yalıtım özellikleri elektronik ve elektrik uygulamaları için idealdir.
Konektörler ve İzolatörler: PPS, yüksek dielektrik mukavemeti ve termal stabilitesi nedeniyle konektörlerde ve izolatörlerde kullanılır.
Devre Kartları: PPS, minyatürleştirmeyi ve yüksek performansı destekleyen devre kartlarında kullanım bulur.
Mikroelektronik Uygulamalar: PPS, mükemmel boyutlu stabilite ve yalıtım özellikleri sunan mikroelektronik uygulamalar için uygundur.
Kimyasal işleme endüstrisi
PPS'nin kimyasal direnci, aşındırıcı kimyasallara maruz kalan bileşenler için uygun hale getirir.
Vanalar ve pompalar: PPS, kimyasal işleme uygulamalarında vanalarda, pompalarda ve bağlantı parçalarında kullanılır, çünkü yüksek sıcaklıklarda agresif kimyasallara dayanır.
Filtre Mahkemeleri: PPS, filtreleme sistemlerinde dayanıklılık ve kimyasal direnç sağlayarak filtre muhafazalarında kullanılır.
Contalar ve Contalar: PPS, kimyasal ortamlardaki contalar ve contalar için idealdir, bu da uzun süreli performans ve bozulmaya karşı direnç sağlar.
Endüstriyel ekipman
PPS, aşınma direnci ve mekanik mukavemeti nedeniyle endüstriyel ekipmanlarda kullanılır.
Dişliler ve rulmanlar: PPS, yüksek mekanik mukavemet ve boyutsal stabilite gerektiren dişliler, yataklar ve diğer aşınmaya dayanıklı bileşenlerde kullanılır.
Kompresör Bileşenleri: PPS, kompresör kanatlarında kullanılır, çünkü talepkar endüstriyel uygulamalarda yüksek mukavemet ve dayanıklılık sunar.
Giyime dayanıklı uygulamalar: PPS bileşenleri aşınma bantlarında ve burçlarda kullanılır, endüstriyel makinelerde düşük sürtünme ve yüksek aşınma direnci sağlar.
Yarı iletken endüstrisi
PPS, saflığı ve yalıtım özellikleri nedeniyle yarı iletken endüstrisinde uygulama bulur.
Yarıiletken Makine Bileşenleri: PPS konektörlerde, temas raylarında, ısı kalkanlarında ve yarı iletken üretim ekipmanlarında temas basınç disklerinde kullanılır.
Yarı iletken uygulamalar için özel notlar: Tecatron SE ve SX gibi özel PPS notları, yüksek saflık ve gelişmiş özellikler sunan yarı iletken uygulamalar için tasarlanmıştır.
Makine Mühendisliği
PPS, çeşitli makine mühendisliği uygulamalarında kullanılır.
Kompresör ve pompa parçaları: PPS, kimyasal direnci ve mekanik mukavemeti nedeniyle kompresör ve pompa bileşenlerinde kullanılır.
Zincir kılavuzları ve taban plakaları: PPS, zincir kılavuzlarında ve taban plakalarında kullanım bulur, aşınma direnci ve boyutsal stabilite sağlar.
Diğer endüstriler
PPS plastik diğer bazı sektörlerde kullanılır:
Tekstil Makineleri: PPS bileşenleri, dayanıklılık ve kimyasal direnç sunarak boyama, baskı ve işleme ekipmanlarında kullanılır.
Tıbbi Cihazlar: PPS, kimyasal direnci ve sterilizasyon süreçlerine dayanma yeteneği nedeniyle cerrahi cihaz parçalarında kullanılır.
Petrol ve gaz ekipmanı: PPS, kimyasal direnci ve yüksek sıcaklık stabilitesinin gerekli olduğu kılıf ekipmanlarında, contalarda ve konektörlerde kullanılır.
Aşağıdaki tabloda PPS plastiğinin çeşitli endüstrilerdeki temel uygulamalarını özetlemektedir:
| endüstri | uygulamaları |
| Otomotiv ve havacılık | Motor bileşenleri, yakıt sistemi parçaları, uçak iç mekanları |
| Elektronik | Konektörler, izolatörler, devre kartları, mikroelektronik |
| Kimyasal işleme | Vanalar, pompalar, filtre muhafazaları, contalar, contalar |
| Endüstriyel ekipman | Dişliler, rulmanlar, kompresör bileşenleri, aşınmaya dayanıklı parçalar |
| Yarı iletken | Makine bileşenleri, yarı iletken üretimi için özel notlar |
| Makine Mühendisliği | Kompresör ve pompa parçaları, zincir kılavuzları, taban plakaları |
| Tekstil | Boyama ve baskı ekipmanı, işleme makineleri |
| Tıbbi | Cerrahi alet parçaları |
| Petrol ve gaz | Downole ekipmanı, contalar, konektörler |
Polifenilen sülfür (PPS) Malzeme Özellikleri Optimizasyonu
PPS plastiğinin özelliklerini arttırmak için çeşitli katkı maddeleri ve takviyeleri kullanılabilir.
Katkı maddeleri ve takviyeleri
Aşağıdaki tablo, doldurulmamış, cam takviyeli ve cam-mineral dolu PP'lerin özelliklerini karşılaştırır:
| Özellik (birim) | doldurulmamış | cam takviyeli (%40) | cam-mineral dolu* |
| Yoğunluk (kg/l) | 1.35 | 1.66 | 1.90 - 2.05 |
| Çekme Mukavemeti (MPA) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| Break'da Uzatma (%) | 6-8 | 1.9 | 1.0-1.3 |
| Bükülme modülü (MPA) | 3800 | 14000 | 16000-19000 |
| Bükülme mukavemeti (MPA) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Izod çentikli darbe gücü (KJ/M⊃2;) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1.8 MPa (° C) | 110 | 270 | 270 |
*Cam/mineral dolgu oranına bağlı olarak
Mülk geliştirme için özel katkı maddeleri
PPS'nin belirli özelliklerini hedeflemek ve geliştirmek için spesifik katkı maddeleri kullanılabilir:
Viskozite kontrolü için alkali metal silikatlar
Alkali metal silikatları, alkali metal sülfitler, amino asitler ve bir silil eterin oligomerleri, PP'lerin eriyik akışını ve viskozitesini kontrol etmek için kullanılabilir.
Moleküler ağırlık artışı için kalsiyum klorür
Darbe direncinin iyileştirilmesi için kopolimerleri bloke
Kristalizasyon hızı artışı için sülfonik asit esterleri
Aşağıdaki tabloda belirli mülk geliştirmeleri için kullanılan katkı maddelerini özetlemektedir:
| Mülk Gereksinimi | Uygun katkı maddeleri |
| Düşük eriyik akışı, yüksek viskozite | Alkali metal silikatları, alkali metal sülfitler, amino asitler, bir silil eterinin oligomerleri |
| Artan moleküler ağırlık | Polimerizasyon sırasında kalsiyum klorür eklendi |
| Geliştirilmiş darbe direnci | İlk reaksiyona blok kopolimerlerin dahil edilmesi |
| Artan kristalizasyon oranı | Bir çekirdekleme maddesi ile birlikte sülfonik asit esterleri |
| Artan ısı stabilitesi, düşük kristalizasyon sıcaklığı | Alkali metal veya alkali toprak metal ditionat |
PPS plastik için işleme teknikleri
PPS reçineleri, enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon, üfleme kalıplama ve işleme dahil olmak üzere çeşitli teknikler kullanılarak işlenebilir.
Enjeksiyon kalıplama
Enjeksiyon kalıplama , yüksek verimlilik ve hassasiyet sunan PPS için yaygın bir işleme yöntemidir.
Ekstrüzyon
PPS, lifler, filmler, çubuklar ve levhalar gibi çeşitli şekillere ekstrüde edilebilir.
Üfleme kalıplama
PPS, darbe kalıplama teknikleri kullanılarak işlenebilir.
İşleme PPS
PPS, hassas ve karmaşık parça üretimine izin veren oldukça işlenebilir.
İşlemde önceden kurutmanın önemi
Ön kurutma PPS, optimal işleme sonuçlarına ulaşmak için çok önemlidir.
Aşağıdaki tablo, işleme tekniklerini ve bunların temel hususlarını özetlemektedir:
| İşleme Tekniği | Anahtar Hususlar |
| Enjeksiyon kalıplama | Ön kurutma, sıcaklık ve basınç ayarları, kalıp gerginliği |
| Ekstrüzyon | Kurutma koşulları, sıcaklık kontrolü, lif ve film üretimi |
| Üfleme kalıplama | Sıcaklık aralıkları, doldurulmuş notlar için hususlar |
| İşleme | Soğutucu seçimi, tavlama işlemi, hassasiyet elde etmek |
Bu işleme tekniklerini anlayarak ve optimize ederek, üreticiler çeşitli uygulamalar için yüksek kaliteli PPS parçaları ve bileşenleri üretebilir.
PPS uygulamaları için tasarım hususları
PPS plastiği ile tasarım yaparken, optimum performans ve maliyet etkinliğini sağlamak için çeşitli faktörler dikkate alınmalıdır.
Belirli uygulamalar için PPS'yi seçme
Belirli bir uygulama için PPS'yi seçmek, benzersiz özelliklerinin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
İşleme ve bitirme hususları
PPS, toleransları kapatmak için işlenebilir, bu da karmaşık, hassas parçalar için uygun hale getirir.
İşleme, PPS'de yüzey çatlamasına ve iç gerilmelere neden olabilir.
Bu sorunlar tavlama ve uygun soğutucu maddelerinin kullanılması yoluyla hafifletilebilir.
Basınçlı hava ve sprey sisleri gibi aromatik olmayan, suda çözünür soğutucu maddeler, yüksek kaliteli yüzey kaplamaları elde etmek için önerilir.
Sıcaklıklar arasında boyutsal stabilite
PPS, çeşitli sıcaklıklarda mükemmel boyutsal stabilite korur.
Sıcaklık değişimleri ile minimal boyutlu değişiklikler sergiler.
Bu istikrar, değişen çevre koşullarında güvenilir performans sağlar.
Alternatif malzemelere kıyasla maliyet hususları
PPS mükemmel performans sunarken, birçok standart mühendislik plastikinden daha pahalıdır.
Tasarımcılar PPS kullanmanın maliyet-fayda oranını değerlendirmelidir.
Peek gibi alternatif materyaller daha az zorlu uygulamalar için düşünülebilir.
Bununla birlikte, PPS'nin benzersiz özellik kombinasyonu genellikle belirli uygulamalardaki daha yüksek maliyetini haklı çıkarır.
Çevresel ve güvenlik hususları
PPS genellikle güvenli ve toksik olmayan olarak kabul edilir, ancak uygun kullanım ve güvenlik protokolleri izlenmelidir.
PPS, uygun şekilde ele alınmazsa veya uygunsuz kullanılmazsa insan sağlığı ve çevre için risk oluşturabilir.
Riskleri en aza indirmek için uygun güvenlik protokolleri ve yönergeleri izlenmelidir.
PPS'nin zayıf UV direncine sahiptir, bu da koruyucu kaplamalar olmadan açık hava uygulamaları için uygun değildir.
Aşağıdaki tablo, PPS uygulamaları için temel tasarım hususlarını özetlemektedir:
| Tasarım Düşünmesi | Anahtar Noktalar |
| Belirli uygulamalar için PPS'yi seçme | Kimyasal direnç, yüksek sıcaklık stabilitesi, boyutsal stabilite |
| İşleme ve bitirme | Tavlama, uygun soğutucu, yüzey çatlaması ve iç stres azaltma |
| Sıcaklıklar arasında boyutsal stabilite | Minimal Boyutlu Değişiklikler, Değişen Koşullarda Güvenilir Performans |
| Maliyet hususları | Standart plastiklerden daha yüksek maliyet, maliyet-fayda değerlendirmesi, alternatif malzemeler |
| Çevre ve Güvenlik | Genellikle güvenli, uygun kullanım ve güvenlik protokolleri, zayıf UV direnci |
Çözüm
PPS plastik, olağanüstü çok yönlülük ve yüksek performans sunar, bu da zorunlu uygulamalar için idealdir. Kimyasal direnci, termal stabilitesi ve mekanik mukavemeti endüstriler arasında güvenilirlik sağlar.
PPS'nin değişikliklerini, işleme yöntemlerini ve tasarım yönergelerini anlamak, potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için çok önemlidir. Uygun uygulama ile PPS, otomotiv, havacılık, elektronik ve daha fazlasında dayanıklı ürünler yaratır.
İpuçları: Tüm plastiklerle ilgileniyorsunuz
