PPS або поліфенілен сульфід вперше був розроблений у 1960-х роках як високопродуктивний полімер. Він подолає розрив між стандартними пластмасами та вдосконаленими матеріалами, пропонуючи унікальні властивості, які роблять його необхідним у різних галузях.
У цій публікації ми вивчимо унікальні властивості PPS, різноманітні програми, як обробку та чому вона стає незамінною в різних галузях.
Хімічна структура PPS
Поліфенілен сульфід (PPS) пропонує високотемпературну стійкість, жорсткість та непрозорий вигляд як напівкристалічний термопластичний.
Молекулярна структура
Основа PPS складається з пара-феніленових одиниць, що чергуються сульфідними зв'язками. Це дає PPS його характерні властивості.
Атоми сірки утворюють поодинокі ковалентні зв’язки між бензольними кілець. Вони з'єднуються в пара (1,4) конфігурації, створюючи лінійний ланцюг.
Кристалічна структура
PPS утворює напівкристалічні структури, сприяючи його термічній стійкості та хімічній стійкості.
Орторомбічна одиниця
Одиниця клітини PPS є орторомбічною, з наступними розмірами:
A = 0,867 нм
b = 0,561 нм
c = 1,026 нм
Обчислене тепло злиття для ідеального кристала PPS становить 112 Дж/г. Ця структура надає PPS високу температуру плавлення 280 ° C.
Ступінь кристалічності
Ступінь кристалічності в ППС становить від 30% до 45%. Це залежить від:
Збільшення більш високої кристалічності:
Міцність
Жорсткість
Хімічна стійкість
Теплостійкість
Нижня кристалічність покращується:
Ви можете приготувати аморфні та зшиті PPS:
Нагрівання над температурою плавлення
Охолодження до 30 ° C нижче температури плавлення
Годоти, що проводяться в присутності повітря
Ця структура надає PPS чудові властивості, такі як високотемпературна стійкість та хімічна інертність.
Типи пластику PPS
PPS смола поставляється в різних формах, кожна з унікальними властивостями, пристосованими для конкретних додатків.
Лінійні PPS
Майже вдвічі перевищує молекулярну вагу регулярних ПП
Призводить до більш високої наполегливості, подовження та сили впливу
Вилікувані PPS
Виробляється шляхом нагрівання регулярних PPS у присутності повітря (O2)
Вилікування розширює молекулярні ланцюги і створює деякі гілки
Підвищує молекулярну масу та забезпечує термореактивні характеристики
Розгалужений PPS
Має більш високу молекулярну вагу, ніж звичайний PPS
Особливості розширених полімерних ланцюгів, що розгалужуються з хребта
Покращує механічні властивості, завзятість та пластичність
У таблиці нижче порівнюється молекулярна маса різних типів PPS:
| типу PPS типу PPS | порівняння молекулярної маси |
| Регулярні ПП | Базовий |
| Лінійні PPS | Майже подвійний звичайний PPS |
| Вилікувані PPS | Збільшувався від звичайного ПП за рахунок розширення ланцюга та розгалуження |
| Розгалужений PPS | Вище звичайного ПП |
Молекулярна маса PPS відіграє вирішальну роль у визначенні його властивостей. Більш висока молекулярна вага, як правило, призводить до:
Однак це також може призвести до підвищення в'язкості, що робить обробку більш складною.
Властивості пластику PPS (поліфенілен сульфід)
PPS -пластик демонструє унікальну комбінацію властивостей, що робить його придатним для різних застосувань.
Механічні властивості
PPS може похвалитися видатними механічними властивостями, що робить його ідеальним для вимогливих застосувань.
Міцність на розрив: з міцністю на розрив 12 500 фунтів на кв. Дюйм (86 МПа), PPS може витримати значні навантаження, не порушуючи.
Вплив стійкість: Незважаючи на свою жорсткість, PPS має міцність впливу IZOD 0,5 футів/дюйма (27 Дж/м), що дозволяє йому поглинати раптові удари.
Модуль згинання еластичності: при 600 000 фунтів на кв. Дюйм (4,1 ГПа), PPS ефективно чинить опір силам згинання, підтримуючи свою форму та структурну цілісність.
Розмірна стабільність: PPS підтримує свої розміри навіть за високої температури та вологості, що робить його придатним для точних деталей з щільними допусками.
Теплові властивості
PPS перевершує теплову стійкість та резистентність, вирішальне значення для високотемпературних застосувань.
Температура відхилення тепла: PPS може протистояти температурі до 260 ° C (500 ° F) при 1,8 МПа (264 фунт / кв.дюйм) та 110 ° C (230 ° F) при 8,0 МПа (1,160 фунт / кв.дюйм).
Коефіцієнт лінійного теплового розширення: PPS показує мінімальні розмірні зміни з коливанням температури при 4,0 × 10⁻⁵ в/в/° F (7,2 × 10⁻⁵ м/м/° C).
Максимальна температура безперервного обслуговування: PPS можна використовувати безперервно у повітрі при температурі до 220 ° C (428 ° F).
Хімічна стійкість
PPS відомий своєю винятковою хімічною стійкістю, що робить його придатним для суворих середовищ.
Стійкість до вологи: PPS не впливає на вологу, забезпечуючи довговічність та надійність у вологих умовах.
Резистентність до різних хімічних речовин: PPS витримує вплив агресивних хімічних речовин, включаючи сильні кислоти, основи, органічні розчинники, окислювальні засоби та вуглеводні.
Електричні властивості
Властивості електричної ізоляції PPS роблять його придатним для електронних застосувань.
Опір з високим обсягом: PPS підтримує високий опір ізоляції навіть у середовищах з високою відстороненістю, з об'ємним опором 10⊃1; ⁶ ω · см.
Діелектрична міцність: з діелектричною міцністю 450 В/МІЛ (18 кВ/мм), PPS забезпечує відмінну ізоляцію.
Додаткові властивості
PPS пропонує кілька інших бажаних властивостей:
Опір полум'я: більшість сполук PPS проходять стандарт UL94V-0 без додаткових вогнищ.
Високий модуль при посиленні: армовані оцінки PPS демонструють високий модуль, посилюючи механічну міцність.
Низьке поглинання води: із поглинанням води всього 0,02% після 24 годин занурення, PPS ідеально підходить для застосувань, що потребують мінімального поглинання вологи.
У наступній таблиці узагальнено ключові властивості пластику PPS:
| властивості | значення |
| Міцність на розтяг (ASTM D638) | 12 500 фунтів на кв. Дюйм (86 МПа) |
| Сила впливу izod (ASTM D256) | 0,5 футів/дюйма (27 Дж/м) |
| Модуль згинання (ASTM D790) | 600 000 фунтів на кв. Дюйм (4,1 ГПа) |
| Температура відхилення тепла (ASTM D648) | 500 ° F (260 ° C) @ 264 фунт / кв.дюйм |
| Коефіцієнт лінійного теплового розширення | 4,0 × 10⁻⁵ в/в/° F |
| Максимальна температура безперервного обслуговування | 428 ° F (220 ° C) |
| Об'ємний опір (ASTM D257) | 10⊃1; ⁶ ω · см |
| Діелектрична міцність (ASTM D149) | 450 В/Міл (18 кВ/мм) |
| Поглинання води (ASTM D570, 24h) | 0,02% |
Ці властивості роблять PPS відмінним вибором для додатків, що вимагають високої продуктивності, довговічності та надійності у складних умовах.
Виробничий процес пластику PPS
Реакція сульфіду та дихлоробензолу в полярному розчиннику на полярний розчинник для отримання поліфенілену сульфіду (PPS)
Ранні інновації у виробництві PPS
Історія PPS розпочалася в 1967 році з Едмондса та Хілла в Philips Petroleum. Вони розробили перший комерційний процес під торговою маркою Ryton.
Основні особливості оригінального процесу:
Виробляв низьку молекулярну вагу pps
Ідеально підходить для покриття додатків
Необхідні затвердіння для формування оцінок
Сучасні методи виготовлення
Сьогоднішнє виробництво PPS значно розвинулося. Сучасні процеси мають на меті:
Хімічна реакція та синтез
Виробництво PPS передбачає розумну хімію. Ось основний рецепт:
Змішайте сульфід натрію та дихлоробензол
Додайте полярний розчинник (наприклад, N-метилпіролідон)
Нагрівання приблизно до 250 ° C (480 ° F)
Дивіться, як Магія трапляється!
Процес затвердіння та його наслідки
Вилікування має вирішальне значення для формування PPS класу. Це трапляється навколо точки плавлення з шматочком повітря.
Ефекти затвердіння:
Роль полярних розчинників у виробництві PPS
Полярні розчинники - це неперевершені герої виробництва PPS. Вони:
Полегшити реакцію між сульфідом натрію та дихлоробензолу
Допомогти контролювати молекулярну масу полімеру
Впливати на остаточні властивості PPS
Поширені полярні розчинники, що використовуються:
N-метилпіролідон (NMP)
Дифенілсульфон
Сульфолан
Кожен розчинник приносить свій власний аромат партії PPS, що впливає на характеристики кінцевого продукту.
Застосування поліфенілен сульфід (PPS) пластмаса в галузі промисловості
PPS -пластикові знаходження використовують у різних галузях через його унікальне поєднання властивостей.
Автомобільний та аерокосмічний
У автомобільному та аерокосмічному секторах PPS використовується для компонентів, що потребують довговічності, теплостійкості та хімічної стабільності.
Компоненти двигуна: PPS використовується в з'єднувачах, корпусах та шайбах, де його високотемпературна опір та механічна міцність мають вирішальне значення.
Частини паливної системи: Компоненти PPS використовуються в паливних системах через їх хімічну стійкість та здатність протистояти високій температурі.
Інтер'єри літаків: PPS знаходиться в компонентах та внутрішніх кронштейнах, де його легка та міцна природа вигідна.
Електроніка та електричні компоненти
Властивості електричної ізоляції PPS роблять його ідеальним для електронних та електричних застосувань.
Роз'єми та ізолятори: PPS використовується в з'єднувачах та ізоляторах завдяки високій діелектричній міцності та термічній стійкості.
Сторінки: PPS знаходить використання в платах, що підтримує мініатюризацію та високу продуктивність.
Програми Microelectronics: PPS підходить для додатків для мікроелектроніки, пропонуючи відмінну стабільність розміру та властивості ізоляції.
Хімічна промисловість
Хімічна стійкість PPS робить його придатним для компонентів, що піддаються корозійним хімікатам.
Клапани та насоси: PPS використовується в клапанах, насосах та арматурі в застосуванні хімічної обробки, оскільки він витримує агресивні хімічні речовини при підвищеній температурі.
Корпуси фільтра: PPS використовується в корпусах фільтрів, забезпечуючи довговічність та хімічну стійкість у системах фільтрації.
Ущільнювачі та прокладки: PPS ідеально підходить для ущільнювачів та прокладок у хімічних умовах, забезпечуючи тривалі показники та стійкість до деградації.
Промислове обладнання
PPS використовується в промисловому обладнанні для його стійкості до зносу та механічної міцності.
Шестірні та підшипники: PPS використовується в передачах, підшипниках та інших стійких до зносу компонентів, що потребують високої механічної міцності та розмірної стабільності.
Компоненти компресора: PPS використовується в лопатах компресора, оскільки він пропонує високу міцність та довговічність у вимогливих промислових додатках.
Застосування, стійкі до зносу: Компоненти PPS використовуються в носійних смугах та втулках, забезпечуючи низьку тертя та високу стійкість до зносу в промислових машинах.
Напівпровідникова промисловість
PPS знаходить застосування в напівпровідниковій галузі завдяки її чистоті та ізоляційній властивостям.
Компоненти напівпровідникової машини: PPS використовується в з'єднувачах, контактних рейках, теплових щитах та дисках контактного тиску в напівпровідниковому виробничому обладнанні.
Спеціальні оцінки для напівпровідникових додатків: Спеціальні оцінки PPS, такі як Tecatron SE та SX, розроблені для напівпровідникових програм, що пропонують високу чистоту та розширені властивості.
Машинобудування
PPS використовується в різних програмах машинобудування.
Частини компресора та насоса: PPS використовується в компонентах компресора та насоса завдяки його хімічній стійкості та механічній міцності.
Ланцюгові путівники та базові пластини: PPS знаходить використання в ланцюгових напрямках та базових плитах, що забезпечує стійкість до зносу та стабільність розмірної.
Інші галузі
PPS -пластик використовується в кількох інших галузях:
Текстильна техніка: компоненти PPS використовуються для фарбування, друку та обробки обладнання, пропонуючи довговічність та хімічну стійкість.
Медичні пристрої: PPS застосовується в хірургічних частинах приладів завдяки його хімічній стійкості та здатності протистояти процесам стерилізації.
Нафтогазове обладнання: PPS використовується в обладнанні свердловин, ущільнювачів та роз'ємів, де його хімічна стійкість та висока температура є важливими.
У наступній таблиці узагальнено ключові програми PPS Plastic у різних галузях:
| Промислові | програми |
| Автомобільний та аерокосмічний | Компоненти двигуна, деталі паливної системи, інтер'єри літаків |
| Електроніка | Роз'єми, ізолятори, дошки, мікроелектроніка |
| Хімічна обробка | Клапани, насоси, корпуси фільтрів, ущільнювачі, прокладки |
| Промислове обладнання | Шестірні, підшипники, компоненти компресора, стійкі до зносу деталі |
| Напівпровідник | Компоненти техніки, спеціальні оцінки для виробництва напівпровідників |
| Машинобудування | Деталі компресора та насоса, ланцюги, базові пластини |
| Текстиль | Фарбування та друкарні обладнання, обробка техніки |
| Медичний | Частини хірургічного інструменту |
| Нафта і газ | Обладнання свердловини, ущільнювачі, з'єднувачі |
Оптимізація властивостей матеріалів з поліфенілену (PPS)
Для посилення властивостей пластику PPS можуть використовуватися різні добавки та посилення.
Добавки та підкріплення
Наступна таблиця порівнює властивості незайманого, скляного та скляного та скляного мінерального PPS:
| властивість (одиниця) | незабруднене | скло армоване (40%) | скляне-мінеральне наповнене* |
| Щільність (кг/л) | 1.35 | 1.66 | 1,90 - 2,05 |
| Міцність на розтяг (MPA) | 65-85 | 190 | 110-130 |
| Подовження при перерві (%) | 6-8 | 1.9 | 1,0-1,3 |
| Модуль згинання (MPA) | 3800 | 14000 | 16000-19000 |
| Сила згинання (MPA) | 100-130 | 290 | 180-220 |
| Ізод -розрізана міцність впливу (kj/m²) | - | 11 | 5-6 |
| HDT/A @ 1,8 МПа (° C) | 110 | 270 | 270 |
*Залежно від співвідношення скляного/мінерального наповнювача
Конкретні добавки для посилення майна
Конкретні добавки можуть бути використані для націлювання та вдосконалення конкретних властивостей PPS:
Луговий металевий силікат для контролю в'язкості
Хлорид кальцію для збільшення молекулярної ваги
Блок -сополімери для поліпшення стійкості до удару
Естери сульфонової кислоти для підвищення швидкості кристалізації
У наступній таблиці узагальнено добавки, які використовуються для конкретних вдосконалень властивості:
| вимога до власності | відповідає добавками |
| Низький потік розплаву, висока в'язкість | Лужний металевий силікат, лужні металеві сульфіти, амінокислоти, олігомери силіл -ефіру |
| Підвищена молекулярна вага | Хлорид кальцію, доданий під час полімеризації |
| Поліпшена стійкість до удару | Включення блок -сополімерів у початкову реакцію |
| Збільшена швидкість кристалізації | Ефіри сульфонової кислоти разом з нуклеїстим агентом |
| Підвищена стійкість тепла, низька температура кристалізації | Лужний метал або лужний земляний метал дихонат |
Методи обробки для пластику PPS
ППС смоли можна обробити за допомогою різних методик, включаючи лиття ін'єкції, екструзію, лиття та обробку.
Підприємство для ін'єкцій
Ін'єкційне лиття - це загальний метод обробки PPS, що пропонує високу продуктивність та точність.
Екструзія
PPS можна екструдувати в різні форми, такі як волокна, плівки, стрижні та плити.
Молодування
PPS можна обробити за допомогою методів формування удару.
Обробка ПП
PPS високо обробляв, що дозволяє зробити точне і складне виготовлення.
Важливість попередньої суху в обробці
Попередньо суху PPS має вирішальне значення для досягнення оптимальних результатів обробки.
Наступна таблиця узагальнює методи обробки та їх ключові міркування:
| щодо обробки | ключові міркування |
| Підприємство для ін'єкцій | Налаштування попередньої сухкості, температури та тиску, герметичність цвілі |
| Екструзія | Умови сушіння, контроль температури, виробництво клітковини та плівки |
| Молодування | Діапазони температури, міркування для заповнених оцінок |
| Обробка | Вибір теплоносія, процес відпалу, досягнення точності |
Розуміючи та оптимізуючи ці методи обробки, виробники можуть виробляти високоякісні частини та компоненти PPS для різних застосувань.
Розробка міркувань для додатків PPS
При проектуванні за допомогою PPS-пластику необхідно враховувати кілька факторів, щоб забезпечити оптимальну продуктивність та економічну ефективність.
Вибір PPS для конкретних програм
Вибір PPS для конкретної програми вимагає ретельної оцінки його унікальних властивостей.
Міркування обробки та завершення
PPS можна обробляти для закриття допусків, що робить його придатним для складних, точних деталей.
Обробка може спричинити розтріскування поверхні та внутрішні напруги при ПП.
Ці проблеми можна пом'якшити за допомогою відпалу та використання відповідних охолоджуючих місць.
Для досягнення високоякісних оздоблень поверхні рекомендуються неароматичні, водорозчинні теплоносні жителі, такі як тумани з під тиском та розпиленням.
Розмірна стабільність через температуру
PPS підтримує відмінну розмірну стабільність у різних температурах.
Міркування щодо витрат порівняно з альтернативними матеріалами
Хоча PPS пропонує відмінні продуктивності, він дорожчий, ніж багато стандартних інженерних пластмас.
Дизайнери повинні оцінити співвідношення витрат і вигод використання PPS.
Альтернативні матеріали, такі як PEEK, можуть розглядатися для менш вимогливих застосувань.
Однак унікальне поєднання властивостей PPS часто виправдовує його більшу вартість у конкретних програмах.
Екологічні та безпечні міркування
PPS, як правило, вважається безпечним та нетоксичним, але необхідно дотримуватися правильних протоколів поводження та безпеки.
PPS може становити ризики для здоров'я людини та навколишнього середовища, якщо не впоратися належним чином або не використовувати неналежним чином.
Для мінімізації ризиків слід дотримуватися належних протоколів безпеки та рекомендацій.
PPS має погану резистентність УФ, що робить його непридатним для зовнішніх застосувань без захисних покриттів.
Наступна таблиця підсумовує ключові міркування для додатків PPS:
| розгляду проектування | Ключові моменти |
| Вибір PPS для конкретних програм | Хімічна стійкість, високотемпературна стабільність, розмірна стабільність |
| Обробка та обробка | Відпал, відповідні теплоносія, розтріскування поверхні та внутрішнє пом'якшення напруги |
| Розмірна стабільність через температуру | Мінімальні розміри змін, надійні показники в різних умовах |
| Вартість міркувань | Більш висока вартість, ніж стандартна пластмаса, оцінка витрат і вигод, альтернативні матеріали |
| Екологічна та безпека | Як правило, безпечні, правильні протоколи поводження та безпеки, поганий резистентність до УФ |
Висновок
PPS Plastic пропонує виняткову універсальність та високу продуктивність, що робить його ідеальним для вимогливих застосувань. Його хімічна стійкість, теплова стійкість та механічна міцність забезпечують надійність у галузях.
Розуміння модифікацій PPS, методів обробки та рекомендацій з проектування має вирішальне значення для максимізації його потенціалу. При правильному застосуванні PPS створює довговічні продукти в автомобільній, аерокосмічній, електроніці тощо.
Поради: Ви, можливо, зацікавлені в All Plastics
