聚苯硫醚的结构性能与应用
2020-03-04 00:51:13 来源：范文大全收藏下载本文
高分子物理
课程论文
题目：聚苯硫醚的结构功能与应用
学
院：化学工程学院 专
业：材料化学 班
级：材料131 学生姓名：刘东杰 学 号：2013121531
2016 年6 月
聚苯硫醚的结构功能与应用
刘东杰 2013121531 摘要:聚苯硫醚具有一系列优良的物理化学性能比如极好的耐腐蚀性、高的热稳定性、良好的耐候性、耐辐射、固有的阻燃性、高刚性、高绝缘性等。因此，聚苯硫醚被越来越多的应用于航空、环保等领域中。本文就此，在参考有关文献的基础上，简要评述了聚苯硫醚的合成过程、结构与性能、制备工艺、发展历程，重点介绍了聚苯硫醚树脂在航空行业与环保行业中的应用情况。
关键词：聚苯硫醚；熔融共混纺丝；航空；环保
1.引言
聚苯硫醚作为一种用于高温工程的半结晶性热塑性芳香硫醚聚合物，具有一系列优异的物理化学性能，比如极好的耐腐蚀性、高的热稳定性、良好的耐候性、耐辐射、固有的阻燃性、高刚性、高绝缘性、以及与各种材料有好的共混粘附性等。并且它的成型收缩率和线性膨胀系数较小、吸水率低，其制品在高温高湿的环境中不易变形，熔体粘度低、流动性好、结晶速度快容易加工成型。近年来，聚苯硫醚的产能逐渐增加，成本越来越低，成为继聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、尼龙和聚苯醚之后的第六大工程塑料。被越来越广泛地使用在了汽车、航空、环保等领域中。 2.结构与性能
分子结构聚苯硫醚的分子结构是由苯环与二价硫在苯环的对位交互内联构成的线性含硫芳香族聚合物。它具有很高的热稳定性、阻燃性、和耐腐蚀性，与各种物质n+ nNa2S+2nNaC有很高的亲和性。刚性的芳香环与柔性的硫醚的结合，使聚苯硫醚大分子以刚为主又具有很高的流动性。硫原子的键合方式出于3SP2或者能够得到功而结构的SP2轨道，所以苯环与硫原子的键距变为0.18nm使苯环邻位上的氢原子相互之间并不重叠能取平面结构，因此具有较高的规整性能结晶。聚苯硫醚的结晶速率很快，再结晶温度范围内不到五分钟即可达到最大结晶度，约为60~65%。锯齿构象整齐长程有序，属于正交斜方晶系。
3.性能特点
未经热处理的低分子量教练型的聚苯硫醚树脂是白色粉末，经热处理交联扩链后呈茶色，线型高分子量聚苯硫醚粒料呈灰白色。吸水率低，在0.02~0.05%内，密度比较高，纯树脂平均为1.34g/cm3左右，晶体密度为1.43 g/cm3，非晶体密度为1.32 g/cm3未改性交联型的聚苯硫醚的拉伸强度和弯曲强度属于中等水平，伸长率和冲击强度也较低，显脆性。因此教练型聚苯硫醚常采用玻璃纤维及其他无机填料增强填充改性，进一步提高机械性能。高分子量聚苯硫醚的强度和韧性比交联型的高，但模量则相反。聚苯硫醚树脂的玻璃化温度低，机械性能随温度变化大。增强改性后热变形温度大幅提高，很接近熔点。PPS的线膨胀系数和收缩率都很低，因此尺寸稳定性很好，适于制造精密结构件。聚苯硫醚具有优良的热稳定性，在500度以下没有明显的重量损失，比四氟乙烯有更好的热稳定性，阻燃性非常突出，不用加阻燃剂。而风蚀老化测试，在2000小时下刚性基本没有变化，拉伸强度仅降低少许，表面略有起皱。对钴60射线稳定，在较强的γ射线或中子射线照射下也不发生分解。PPS与其它工程塑料相比，介电常数小，介电损耗低，在较大频率范围内不发生变化。电绝缘性也好，在高温高师条件下仍能保持有良好的电绝缘性能，在水中浸渍11个月仍然性能稳定。除了受强氧化性酸侵蚀外，PPS不受其他大多数酸、碱、盐的侵蚀，有仅次于四氟乙烯的耐化学药品性。210度是能溶于α氯代萘中，200度以下无溶剂能溶解PPS。PPS可以加工为成型材料、塑封材料、喷涂材料等，可用一般的注射、基础、模压的方式加工成型，也可以警醒机械加工、热成型、焊接、电镀、印刷等二次加工。
具有以下特点：
加工温度范围高，明显的熔点，高的热分解温度，可在290~400度的温度范围内进行熔融成型加工;
吸水率低，可不进行预干燥处理;
粘度低，注射成型易产生毛边，注射压力不能高，因为容易产生气泡，性能也会降低，必须增强和填充改性;
结晶性高，在模具内会形成不同的结晶度，存在各向异性，即垂直方向的成型收缩率明显大于平行方向，可通过增强材料以缓解给向异性来减少翘曲变形。模具温度要均匀，一般在120~150度内。为了减少收缩不均造成的内应力，可进行退火处理，一般是200~240度时间为2~4小时。
4.应用情况
优良的物理化学特性和经济性使聚苯硫醚在许多行业中受到了广泛的关注。
4.1航空行业中的应用
基于聚苯硫醚复合材料现在被用于许多在飞机制造中的应用，包括机翼、机鼻，副翼和飞机龙骨梁。与铝相比，使用的聚苯硫醚复合材料提高了设计的自由度，降低了20％至50％的重量和消除腐蚀的可能性。除了飞机外部零部件应用PPS外，飞机内部零件，包括座椅架，支架，横梁和进气管也应用用PPS复合材料。
4.2环保行业中的应用
近年来，我国加大了对环境污染的整治力度，新《环境保护法》出台以来，群众的环保意识普遍提高，政府部门的执法力度逐渐加强。因此，对于环保材料的研究是很有必要的，聚苯硫醚由于其优良的物理化学性能和价格上的优势，逐步走入了科技工作者和企业家的视野。
以PPS纤维与金属网复合作为滤料的滤袋过滤性优良，价格低廉，可回收，是一种理想的环保产品。
使用超细纤维制成的滤袋可有效减少废气中包含的PM2.5颗粒，大大减少了工业废气所带来的污染，使之达到排放标准。
5.结语
PPS的应用前景广阔，具有极强的市场开发潜力，是一款非常具有竞争力的特种工程塑料，预计将在未来占有更大的市场份额。PPS不仅是民用工业中极其重要的一种特种工程塑料，也在军工、国防等领域发挥着重要作用。
参考文献
[1]李培君，金属丝网增强聚苯硫醚耐高温水刺滤料的研究，东华大学，2014.1:1-14.[2]万艳霞，朱志国，王锐等，PPS/ PP共混海岛超细纤维的制备及结构性能研究，中国材料进展2014.11:677-681.
[3]王虹，安费尔：细旦聚苯硫醚纤维引关注，纤维·创新，2014.1:42-43. [4]郑宁，河北PPS回收利用装置建成投产，2013.9:80.
[5]赵小川，玻璃纤维织物淆强PPS复合材料层板制备与表征，四川大学，2007.5:15-20.[6]耿旺，汤俊宏，国内外聚苯硫醚市场及应用现状，工程塑料应用2012.09:95-98. [7]王兴刚，于洋，李树茂等，先进热塑性树脂基复合材料在航天航空上的应用，纤维复合材料，2011.6:44-47.[8]李克健．国内外聚苯硫醚树脂及纤维发展概况［J］.新材料产业，2012,（8）:10－12．
相关推荐
人人范文网 m.inrrp.com.cn 手机版