PPS ma symetryczny, sztywny szkielet i jest częścią krystalicznego polimeru składającego się z powtarzających się para-podstawionych pierścieni benzenowych i atomów siarki.
Polisiarczek fenylenu to nowy rodzaj funkcjonalnych tworzyw sztucznych. Jego cząsteczki zawierają powtarzające się jednostki strukturalne p-siarczku fenylenu, a główny łańcuch cząsteczki zawiera siarczek fenylenu. Jego masa cząsteczkowa wynosi 10 000~50 000. Polisiarczek fenylenu to liniowy lub rozgałęziony polimer bez krystalicznej temperatury topnienia. Jest to struktura liniowa przed usieciowaniem i struktura termoutwardzalna po usieciowaniu. Może być zmiękczony do pewnego stopnia po całkowitym podgrzaniu i schłodzeniu.
Polisulfid fenylenu jest polikondensowany z siarczku sodu i dichlorobenzenu w silnym rozpuszczalniku polarnym. Metody produkcji obejmują metodę Michaela, metodę samokondensacji p-halogenowanego tiofenolanu, metodę polikondensacji aromatycznego polihalogenku i roztworu siarczku metalu alkalicznego itp.
Gęstość względna siarczku polifenylenu wynosi 1,36, a żywica jest białym proszkiem lub granulkami, twardymi i kruchymi, o wysokiej krystaliczności i dużej lepkości stopu. Siarczek polifenylenu ma dwa rodzaje masy cząsteczkowej, niską masę cząsteczkową i wysoką masę cząsteczkową. Ze względu na wysoką wartość przepływu stopu trudno jest formować go bezpośrednio, więc oprócz natryskiwania inne metody muszą przejść pewien stopień usieciowania podczas formowania, a pewna ilość włókna szklanego lub żywicy nieorganicznej do formowania wtryskowego, formowania i formowania ekstruzyjnego musi zostać zmieszana. w farszu. Siarczek polifenylenu o dużej masie cząsteczkowej nie musi być usieciowany i może być bezpośrednio stosowany w przetwarzaniu produktów z tworzyw sztucznych.
PPS ma symetryczny sztywny szkielet i jest częścią krystalicznego polimeru składającego się z powtarzających się para-podstawionych pierścieni benzenowych i atomów siarki. PPS to specjalny plastik inżynieryjny o wysokiej wydajności i wysokiej temperaturze topnienia do 280 °C, który może zastąpić metale. Znajduje się na szczycie piramidy wydajności polimerów, jak pokazano na rysunku 1. Z tego powodu, w oparciu o doskonałą wydajność żywicy PPS, spełnia ona wymagania materiałowe wymagających projektów z zakresu tworzyw inżynieryjnych.
1. Charakterystyka żywic polisiarczku fenylenu o wysokiej wydajności
1. Wysokowydajna żywica PPS jest polimerem krystalicznym o wysokiej twardości. Zawartość kryształów wynosi około 65%. Szybka prędkość krystalizacji, dobra płynność i krótki cykl formowania.
2. Doskonała odporność na ciepło. Jego temperatura topnienia może osiągnąć 275~291°C, temperatura odkształcenia cieplnego wynosi 135°C, a temperatura odkształcenia cieplnego po wzmocnieniu włókna szklanego może osiągnąć 260°C. W powietrzu i azocie początkowa i osłabiająca temperatura polifenylenosiarczku wynosi około 400°C, rozkłada się w powietrzu w temperaturze 700°C i nadal może utrzymać 40% swojej wagi w gazie obojętnym w temperaturze 1000°C. Długoterminowa temperatura użytkowania wynosi 200~240°C, a odporność cieplna bariery gazowej i długoterminowa ciągła stabilność termiczna użytkowania są lepsze od wszystkich obecnych tworzyw konstrukcyjnych.
3. Ma dobre właściwości mechaniczne. Ma niezwykle wysoką sztywność, wysoką twardość powierzchni, niewielki spadek sztywności w warunkach wysokiej wilgotności i ma doskonałą odporność na pełzanie, odporność na zmęczenie i odporność na zużycie. Jego odporność na zużycie można poprawić, wypełniając smarami, takimi jak żywica fluorowa i włókno węglowe. I znacznie ulepszona.
4. Posiada doskonałą odporność na korozję i chemikalia. Oprócz silnych kwasów utleniających (takich jak stężony kwas siarkowy, kwas azotowy itp.), może również wytrzymać korozję innych kwasów, zasad i soli i jest nierozpuszczalny w żadnym rozpuszczalniku organicznym poniżej 200 °C. Jego odporność na korozję jest niemal równoważna z politetrafluoroetylenem. Ponadto PPS ma również dobrą odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie, a jego wydajność nie zostanie naruszona przez wielokrotne silne promieniowanie ultrafioletowe i gamma oraz promieniowanie neutronowe.
5. Ma małą absorpcję wody (tylko 0,008%) i oleju. Mały skurcz formowania i współczynnik rozszerzalności liniowej, produkt ma stabilne wymiary i małe odkształcenia, a także może zachować stabilność wymiarową nawet w wilgotnych, oleistych i żrących środowiskach gazowych, dzięki czemu może być stosowany do precyzyjnego formowania.
6. Doskonałe właściwości elektryczne. Wysokowydajna żywica PPS wykazuje niewielkie zmiany w rezystywności objętościowej w wysokiej temperaturze i wysokiej wilgotności, a jej stała dielektryczna zmienia się nieznacznie wraz z temperaturą i częstotliwością. Ponadto zawartość zanieczyszczeń jonowych jest niska i może być zanurzona w kąpieli lutowniczej w temperaturze 260 °C, dzięki czemu wytrzymuje lutowanie powierzchniowe Szok termiczny elementów elektronicznych, odpowiedni do produktów o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących wydajności elektrycznej. Ma wysoką rezystywność i niskie właściwości dielektryczne.
7. Wysokowydajna żywica PPS ma wyjątkowo niską lepkość stopu i dobrą płynność. Łatwo się ją zwilża i kontaktuje z włóknem szklanym, dzięki czemu łatwo ją wypełnić. Przygotowany przez nią granulat do formowania wtryskowego wzmocniony włóknem szklanym lub włóknem szklanym-nieorganicznym wypełniaczem ma wysoką odporność na uderzenia, zginanie i ciągliwość.
8. Wysokowydajna żywica PPS ma bardzo wysoką siłę wiązania ze szkłem, aluminium, stalą nierdzewną itp. Siła wiązania ze szkłem jest nawet większa niż w przypadku szkła.
2. Przegląd odmian tworzyw konstrukcyjnych
Tworzywo sztuczne konstrukcyjne to rodzaj tworzywa sztucznego, które może wytrzymać naprężenia mechaniczne przez długi czas jako materiał konstrukcyjny i może być stosowane w szerokim zakresie temperatur oraz w trudnych warunkach chemicznych i fizycznych. W porównaniu z tworzywami sztucznymi, tworzywa sztuczne konstrukcyjne mają lepsze właściwości mechaniczne, właściwości elektryczne, odporność chemiczną, odporność cieplną, odporność na zużycie, stabilność wymiarową itp., a w porównaniu z materiałami metalowymi są lekkie i wygodne w przypadku złożonych projektów produktów, niskiego zużycia energii podczas formowania i innych zalet. Tworzywa sztuczne konstrukcyjne są szeroko stosowane w sektorach przemysłowych, takich jak elektronika, budownictwo, motoryzacja, maszyny i lotnictwo. Tworzywa sztuczne konstrukcyjne dzielą się na dwie kategorie: tworzywa sztuczne konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia i tworzywa sztuczne konstrukcyjne specjalnego przeznaczenia w zależności od ilości, wydajności i zakresu zastosowania.
Do tworzyw sztucznych ogólnego zastosowania zalicza się głównie nylon (PA), poliwęglan (PC), polioksymetylen (POM), politereftalan butylenu (PBT), polifenylen (PPO) itp. Polimetakrylan metylu (PMMA) to szybko rozwijający się rodzaj tworzywa sztucznego.
3. Zastosowanie żywicy PPS o wysokiej wydajności w tworzywach sztucznych do zastosowań inżynieryjnych
Jako tworzywo konstrukcyjne materiały formowane PPS mają wiele doskonałych właściwości i mogą zastępować metale, żywice termoutwardzalne itp. Z tego powodu są szeroko stosowane w różnych dziedzinach.
(1) Zastosowanie na częściach samochodowych
Zastosowanie części samochodowych jest najszerzej stosowaną dziedziną PPS w przyszłości. Jak pokazano na rysunku 2, PPS jest stosowany w komponentach elektrycznych jednostek napędowych. Ponieważ PPS ma nie tylko wyjątkową ciągłą odporność na ciepło, odporność chemiczną (benzyna, olej silnikowy itp.)
Obecnie, oprócz tego, że PPS może zastąpić metalowe części i żywicę fenolową stosowane w przeszłości, zastosowanie PPS w nowych częściach użytkowych przyspiesza. Szczególnie w zakresie napędów, hamulców, paliwa, oświetlenia, części chłodzących skupionych na maszynach związanych z silnikiem i części sterujących, które kontrolują te maszyny.
(2) Zastosowanie do obiektów mieszkalnych/OA/sprzętu precyzyjnego
„Superhard PPS (40% GF)” jest często stosowany w sprzęcie związanym z wodą, takim jak podgrzewacze wody w sprzęcie domowym. Dzieje się tak, ponieważ „ultrahard PPS (40% GF)” nie tylko ma odporność na gorącą wodę PPS, ale także ma cechy odporności na ciśnienie i dobrą wytrzymałość. Stopniowo zastępuje materiały metalowe i odkształcone materiały PPE reprezentowane w przeszłości przez mosiądz.
„Modified PPS (30%GF)”, który jest dobry pod względem dokładności wymiarowej ze względu na niską krystaliczność, nadaje się do precyzyjnych części wyposażenia. Jednocześnie, ze względu na doskonałe właściwości niskiego tarcia i niskiego zużycia, nadaje się do projektów ze szczególnymi wymaganiami dotyczącymi właściwości ślizgowych, takich jak koła zębate i łożyska.
W przypadku kopiarek laserowych, drukarek itp. jest często stosowany nie tylko ze względu na swoje właściwości termoodporne i mocujące, ale także do innych specjalnych typów, takich jak ślizganie się wokół kół zębatych lub łożysk oraz przewodzenie prądu. Wśród nich zastosowanie PPS w obiektach mieszkalnych/OA/sprzęcie precyzyjnym.
(3) Zastosowanie w elementach elektrycznych/elektronicznych
Oprócz wysokiej odporności cieplnej, precyzyjnego formowania i stabilności wymiarowej w procesie SMT, PPS ma również wysoką ognioodporność, która może osiągnąć UL-94V-0 bez dodawania środków zmniejszających palność. Te cechy można nazwać najlepszymi materiałami do formowania części elektrycznych/elektronicznych reprezentowanych przez złącza. Stosuje się głównie wzmocnione włóknem szklanym/niewzmocnione usieciowane PPS i liniowy PPS o niskim zadziorowaniu, które mają ogólne cechy PPS i odpowiednią formowalność, i nadają się do wyrafinowanych i złożonych produktów formowanych, takich jak złącza.
Ponadto, włókna szklane/wypełnione minerałami usieciowane PPS i liniowe PPS nadają się do oscyloskopów optycznych, takich jak wymagania dotyczące stabilności wymiarowej i sztywności. Formowalny pod bardzo niskim ciśnieniem PPS nadaje się do uszczelniania mikrocewek i podzespołów elektronicznych.
(4) Zastosowanie w przemyśle maszynowym i chemicznym
W ostatnich latach PPS modyfikowano chemicznie i mieszano z włóknem szklanym, wypełniaczem mineralnym lub włóknem węglowym, tworząc materiał kompozytowy, który jest szeroko stosowany także w przemyśle maszynowym i chemicznym.
(5) Zastosowania w dziedzinie baterii litowych
Bateria litowa odnosi się do baterii zawierającej lit w układzie elektrochemicznym. Ze względu na stosunkowo aktywne właściwości chemiczne metalu litu, wymagania środowiskowe dotyczące jego przetwarzania są bardzo wysokie, dlatego baterie litowe nie były stosowane na dużą skalę. Wraz z nadejściem ery informacji, rozwinęła się i wzrosła technologia mikroelektroniki charakteryzująca się niewielkimi rozmiarami, lekkością, wysoką niezawodnością i dużą prędkością pracy. Podczas gdy rośnie liczba małych i wyrafinowanych urządzeń, rosną również wymagania dotyczące baterii. Baterie litowe weszły w fazę powszechnego stosowania. Polisiarczek fenylenu (PPS) ma doskonałą odporność na ciepło, izolację, właściwości elektryczne i inne cechy, które spełniają wymagania dotyczące materiałów w dziedzinie baterii litowych i jest „bliskim towarzyszem” baterii litowych.
(6) Zastosowanie w dziedzinie ochrony środowiska
Głównymi źródłami emisji gazów odlotowych i pyłów odpadowych są huty żelaza i stali, spalarnie odpadów, elektrownie cieplne, cementownie, zakłady produkcji sadzy i inne pola. Wytworzone gazy odlotowe i pyły odpadowe mają problemy takie jak wysoka temperatura, wysoka wilgotność i korozja, które wymagają materiałów do usuwania pyłu o dużej odporności na wysokie temperatury i korozję.
Włóknisty PPS ma wysoką stabilność termiczną i może być stosowany w sposób ciągły w temperaturze 200-240°C. Nawet jeśli zostanie umieszczony w wysokiej temperaturze 260°C przez 1000 godzin, nadal może zachować 60% swojej wytrzymałości. Odporność na korozję PPS jest podobna do politetrafluoroetylenu, który jest znany jako „Król tworzyw sztucznych”. Pod względem ognioodporności produkty z włókna PPS są niepalne i mogą spełniać normę UL-94V-0 bez dodawania środków zmniejszających palność. Dlatego zastosowanie produktów z włókna PPS w powyższych dziedzinach może znacznie wydłużyć żywotność urządzeń do usuwania pyłu. Spośród nich najszerzej stosowanym produktem jest worek filtrujący pył.
Wysokowydajna żywica polifenylenosiarczkowa jest powszechnie stosowana w projektach z zakresu tworzyw sztucznych do zastosowań inżynieryjnych, takich jak urządzenia elektroniczne, budownictwo, motoryzacja, maszyny, przemysł lotniczy i inne gałęzie przemysłu. Należy jednak zwrócić uwagę na następujące kwestie podczas wykonywania operacji formowania PPS:
(1) Wstępne suszenie. Zmiany odcienia i płynności występują, gdy peletki są suszone w zbyt wysokiej temperaturze lub suszone dłużej niż jest to konieczne.
(2) Ustaw temperaturę lufy. Rozsądna temperatura lufy jest na ogół ustawiona pomiędzy 300~340°C, nie podgrzewaj powyżej 350°C, szczególnie w przypadku produktów zmieszanych z PTFE (fluorożywicą), zakres temperatur wynosi 290~320°C, nie przekraczaj 330°C.
(3) Czas przebywania w beczce. Zazwyczaj jest on ustalany w ciągu 60 minut w temperaturze 300°C i w ciągu 30 minut w temperaturze 320°C.
(4) W przypadku rozkładu żywicy lub podobnych sytuacji konieczne jest obniżenie temperatury cylindra w celu usunięcia pozostałej żywicy z cylindra. Po zatrzymaniu formowania, po usunięciu pozostałej żywicy z cylindra, należy wyłączyć zasilanie grzałki.
