聚苯硫醚(PPS)是一种新型的热塑性半结晶型的工程塑料,性质优异。它具有优良的耐化学腐蚀性、耐高温性、良好的物理机械性能、以及尺寸稳定等特点,因此被广泛应用于航空航天和电子电器等领域。但是由于其分子链中有苯环刚性结构,导致了聚苯硫醚树脂较脆以及断裂伸长率低等缺陷,从而限制了聚苯硫醚更广泛的应用。因此对聚苯硫醚及其增强增韧复合材料的研究具有重要的意义。作为聚芳醚类聚合物聚苯硫醚有很多的优点。聚芳醚类高分子由于分子链中含有刚性结构的亚苯基和氧醚键或硫醚键而表现出优异的耐热性和耐化学腐蚀性等优点。
聚苯硫醚是一种外观呈白色或近白色、易结晶、硬而脆的聚合物。纯的聚苯硫醚的相对密度为 1.3 左右,改性后的会略有增大;其吸水率较小,一般只有0.03%左右;PPS的热稳定性良好,其熔点可高达285℃,但是其玻璃化转变温度在85~93℃之间,作为工程塑料它可在180~220℃下长期使用,且短期内可耐 260 ℃高温,即使在空气中也只有当温度在 430~460℃以上才开始分解,在氮气中在500℃以下没有明显的质量损失,即使在高达 1000℃的高温条件下,仍能保持其初始质量的40%;聚苯硫醚具有良好的耐化学腐蚀性,当温度低于200℃的时不溶于任何有机溶剂,这一点可以和“塑料之王”聚四氟乙烯(PTFE)相媲美;PPS的阻燃性能良好,与其他塑料相比,它在塑料中属于高阻燃材料,其阻燃等级为 UL-94V-0级。
PPS由于其特殊的分子链结构因而具有优良的机械力学性能和良好的尺寸稳定性以及抗蠕变性。与其它工程塑料相比,聚苯硫醚具有优异的电绝缘性能,其介电常数较小,介电损耗相当低,且基本上不随频率的变化而变化;PPS 的体积电导率一般在10-18~10-15S/cm 范围内,在高真空的条件下甚至可低达10-20S/cm。通常,热塑性塑料的耐电弧性要低于热固性塑料,但 PPS 作为热塑性塑料其耐电弧性良好,未改性的聚苯硫醚的耐电弧性为 34 s,而用无机材料改性的聚苯硫醚的耐电弧性可高达200s左右,因此PPS成为在电器材料中有可能取代热固性塑料的一种热塑性工程塑料。
由于聚苯硫醚本身具有的耐高温、耐腐蚀、优异的机械性能以及阻燃和良好的电性能等诸多优点,因此聚苯硫醚在日常生活和工业中的应用越来越广泛[18-20]。从目前的情况来看,聚苯硫醚主要应用于纺织、汽车、电子电器、机械仪表、化工设备、国防军工、航空航天以及家用电器等领域。在纺丝行业,由于聚苯硫醚吸水率较小并且具有优良的纺丝加工性能,因此用聚苯硫醚纤维纺成的制品可用作高性能的工业滤布。
在汽车工业上,目前全球约 45%的聚苯硫醚用于生产汽车零部件,如座椅基座、汽化泵、净化器、配油器零件、散热器零件、刹车零件、灯座、离合器零件等。由于聚苯硫醚优异的介电性能,因此在电子电器工业上主要用于制造各种插座、电容器保护罩、线圈骨架和保险器基座等。在机械仪表方面,由于聚苯硫醚优异的尺寸稳定性,因此可以用来制造各种精密仪器的仪表零部件,如相机、计算机和复印机等的零件。在化工行业,利用聚苯硫醚耐强酸、耐强碱、不易腐蚀和尺寸稳定行高的特点,在化工生产现场的的泵壳、叶轮、风机和过滤器等均可以用聚苯硫醚或其合金来代替金属制品。在军工和航空航天领域,聚苯硫醚可以用来制做多种军工产品的零部件。
虽然聚苯硫醚具有上述的优异特点,但是在应用方面还存在一些不足。例如,在进行加工时,聚苯硫醚由于在熔融状态下的流动性好,粘度较小从而容易出现溢料的情况;聚苯硫醚虽然机械性能优异,但是其脆性也较大,延伸率低,韧性较差,冲击强度不高等缺点也限制了它的应用;由于聚苯硫醚具有优良的耐化学药品性,所以其涂装性与着色性不理想;成本高、价格昂贵也是不足之处。因此为了更好地发挥聚苯硫醚的优异性能,围绕其本身的不足必须进行一些改性从而进一步扩大应用领域成为了近年来聚苯硫醚研究的话题。
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