聚苯硫脒树脂

基础信息

  • 产品名称:聚苯硫脒树脂
  • CasNo.:25212-74-2
  • 分子式:(C6H4S)n
  • 分子量:

物化性质

  • 技术指标:99%
  • 沸点:
  • 包装:白色结晶固体
  • 生产能力:
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产品详情

CasNo: 25212-74-2

分子式: (C6H4S)n

外观: 白色结晶固体

交货时间: 15天

技术指标: 99%

一、基本信息

聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,简称 PPS)树脂,化学式为(C₆H₄S)ₙ,是一种新型高性能热塑性树脂。其分子结构中苯环与硫原子在主链上交替排列,这种独特结构赋予了 PPS 一系列优异性能,使其在多个工业领域得到广泛应用。

二、性能特点

(一)机械性能

  • 高强度与高刚性:未改性的 PPS 拉伸强度可达 70MPa(屈服),经玻璃纤维或其他填料增强后,强度可显著提升,有时能达到原来的数倍。其弯曲模量也较高,在 50.0mm 跨距下通常约为 3300MPa,显示出极佳的刚度。例如在制造精密齿轮时,高刚性确保了传动的准确性和受载时的低变形。
  • 优良的抗蠕变性能PPS 抗蠕变性能出色,长期受载时变形极小。这一特性在高温、高载荷环境下制造机械零件时至关重要,能保证零件长期使用的尺寸稳定性。
  • 高硬度与耐磨性:该材料硬度较高,且耐磨性良好,适用于涉及摩擦磨损的场合,如轴承和密封件。比如在泵中,PPS 制成的轴承能承受持续的旋转和摩擦,减少了频繁更换的需求。
  • 冲击强度较低(但可改善):纯 PPS 冲击强度相对较低,但通过添加增韧剂或采用特定复合技术等方法,可有效提高其抗冲击性能。

(二)耐候性能

PPS 尺寸稳定性好,热膨胀系数小,蠕变低,吸水率低,成型收缩率小。即便在高温、高湿条件下,仍能表现出良好的尺寸稳定性,这使其在温度波动较大的环境中使用时,能保持稳定的尺寸。

(三)阻燃性能

PPS 树脂的氧指数为 46-53,在火焰上能燃烧,但不会滴落,且离火自熄,具有自熄性,发烟率低于卤化聚合物,阻燃性能优良,适用于对防火安全要求较高的场景,如电子设备外壳、航空航天部件等的制造。

(四)耐热性能

增强级 PPS 的热变形温度在 240℃以上,可在 200-230℃下连续使用,短时可达 260℃,在低于 400℃的空气或氮气中较稳定,基本无重量损失。这一特性使其成为高温环境下应用的理想材料,如汽车发动机舱内需要承受发动机运行时产生高温的部件。

(五)耐化学性能

PPS 的化学稳定性能仅次于聚四氟乙烯,对大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定,但不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、浓硫酸等。在化工加工厂中,PPS 衬里管道能抵抗多种化学介质的腐蚀,保证管道系统长期可靠运行。

(六)电性能

在高温、高湿、高频率环境中,PPS 具有高体积电阻率、表面电阻率、击穿电压,低介电常数及介电损耗角正切,是优良的绝缘材料,且在很宽的频率范围内介电性能稳定。这使其在电子工业中用途广泛,如制造电气连接器、插座和电机绝缘部件等。

(七)加工性能

PPS 属高刚性结晶聚合物,流动性好,结晶速度快,成型周期短,易成型加工,可采用挤出、注塑等热塑性塑料的加工方法进行成型加工,加工效率高。

三、生产工艺

(一)硫化钠法

  • 反应原理:这是目前工业生产最主要的方式,通过对二氯苯和硫化钠在极性溶剂中加热缩聚得到,化学反应方程式为:nNa₂S + nC₆H₄Cl₂ →C₆H₄Sₙ + 2nNaCl
  • 工艺流程:首先将高纯度硫化钠脱水除水,这一步至关重要,因为水会影响反应速率和产品质量。然后将其与对二氯苯在 N - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮(NMP)等极性溶剂中混合,反应混合物在加压下加热至一定温度(通常 220-250℃)并持续搅拌。反应完成后,通过过滤除去氯化钠等固体副产物,再经洗涤、干燥等一系列工艺,得到纯 PPS 树脂。
  • 优缺点:优点是原料价格低廉易得,工艺简单成熟,产品质量稳定,产率较高。缺点是难以制备严格控制水分的高纯度硫化钠,硫化钠脱水过程需额外消耗能源,且工艺生产流程较长。

(二)硫磺溶液法

  • 反应原理:以硫磺和对二氯苯为原料,在 175℃-250℃、以六甲基磷酸二胺或 N - 甲基吡咯烷酮为溶剂的条件下,常压发生缩聚反应。硫磺先与溶剂反应形成活性硫物种,再与对二氯苯反应生成 PPS
  • 工艺流程:先将高纯度硫磺溶解在 N - 甲基 - 2 - 吡咯烷酮等极性溶剂中,然后加入对二氯苯。反应系统在常压或稍加压下加热至 175-250℃,反应过程中可加入适当的还原剂和助剂以促进反应并控制反应速率。反应后,经与硫化钠法类似的过滤、洗涤、干燥等工艺分离提纯产品。
  • 优缺点:优点是原料纯度高,产品质量好,反应周期较短,生产成本较低。缺点是硫磺提纯技术难度较大,反应需引入还原剂和助剂,副产物增多。

(三)氧化聚合法

  • 反应原理:以二苯基二硫化物为原料,使用氧气或空气作为氧化剂,乙酰丙酮为催化剂,经氧化聚合制得 PPS。反应机理是催化剂活化二苯基二硫化物中的硫 - 硫键,随后与氧气反应形成 PPS 聚合物链。
  • 工艺流程:将二苯基二硫化物溶解在合适的溶剂中,然后向反应系统中通入氧气或空气,并加入乙酰丙酮催化剂,在特定温度和压力下进行反应。反应后,通过沉淀、过滤、洗涤等方法从反应混合物中分离出产品。
  • 优缺点:优点是产量极高,产品纯度极高,无环化、歧化和交联现象,无副产盐产生,生产成本低。缺点是目前制备的产品分子量低、粘度低,加工性能差。

(四)硫化氢法

  • 反应原理:以硫化氢、硫化钠和对二氯苯为原料,碱金属盐作助剂,在极性溶剂中常压缩聚制得 PPS。硫化氢与硫化钠反应形成活性硫源,再与对二氯苯反应。
  • 工艺流程:先将硫化氢气体通入含有硫化钠和碱金属盐的极性溶剂溶液中,形成活性硫源后加入对二氯苯,在一定温度和压力下进行反应。反应完成后,经过滤、洗涤、干燥等工艺分离提纯产品。
  • 优缺点:优点是副产物较少,产品线性度较高,质量较好。缺点是工艺流程复杂,设备要求高,废弃物污染严重。

三、外观与密度

通常为白色至微黄色粉末,25℃时密度约为 1.36g/mL。

四、应用领域

(一)电子电气领域

用于制造电视机、电脑上的高压元件、外壳、插座等,还可用于电动机的起动线圈、叶片等,也可制作 F 级薄膜等绝缘材料。其优良的电性能和耐热性,能保证这些电子电气产品的安全稳定运行。

(二)汽车工业

适用于排气再循环阀及水泵叶轮,以及汽化器、排气装置等部件,也可用于新能源汽车的三电驱动模块、动力控制模块等。在汽车高温、复杂的环境中,PPS 能保持良好的性能。

(三)机械工业

可制作轴承、泵、阀门、精密齿轮等,还可用于复印机、照相机、计算机零部件。其高硬度、耐磨性和尺寸稳定性,满足了这些机械零件的使用要求。

(四)化工领域

用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。在接触多种腐蚀性化学介质的化工环境中,PPS 的耐化学性发挥了重要作用。

(五)环保领域

PPS 纤维滤料可应用于冶炼、化工、火电等行业高温恶劣的工况条件,是一种优质高效耐高温滤料。例如在燃煤电厂,PPS 滤袋能在高温下过滤粉煤灰,减少空气污染。

(六)餐具领域

可用于制作筷子、勺子、碗盘等餐具,因其安全无毒,能直接与食物接触,且耐高温,可用于高温 sterilization 过程,保障食品安全卫生。

五、包装与储存

(一)包装

PPS 树脂通常采用防潮纸袋或内衬塑料纸袋包装,防止储存和运输过程中吸潮。工业大用量时,可能采用 25kg 袋或更大的散装容器包装,部分情况下也可用密封桶包装以更好地保护产品。

(二)储存

应储存于阴凉、通风良好的库房,远离火种和热源,避免阳光直射。储存温度最好控制在 30℃以下,相对湿度保持在 60% 以下。妥善储存时,PPS 树脂可长期保持其质量和性能。还应与氧化剂、强酸等可能与其发生反应的化学品分开存放。