聚苯硫醚(Polywel PPS)
欄目導航
聚苯硫醚(Polywel PPS)
聚苯硫醚(PPS)概述
聚苯硫醚，通常稱為PPS，是一種半結晶熱塑性塑料，具有聚合物結構，使其具有顯著的耐化學性。 事實上，對于這種高性能的熱塑性塑料，目前還沒有低于200°C（392°F）的已知溶劑。 它的其他顯著屬性是其固有的阻燃性、電氣性能和高機械強度。 大多數商業等級的 PPS 無需阻燃添加劑即可達到 UL 94 V-0 可燃性等級。
雖然未改性的PPS 聚合物具有良好的綜合性能，但添加纖維增強材料可顯著提高其韌性、結構和熱性能。 熱變形溫度增加了兩倍，彎曲模量增加了三倍多，這些都是40%玻璃纖維 PPS 比未填充牌號更多地用于暴露在較高熱條件下的承重模塑和機加工技術支持的主要原因。
PPS 樹脂供應商，等級
PPS 于 1972 年由 Phillips Petroleum 以Ryton?品牌開發和商業化，被認為是最初的高性能工程熱塑性塑料。 索爾維從雪佛龍菲利普斯公司收購了PPS業務，擴大了公司的聚合物組合，推出了廣泛的Ryton? PPS產品系列，包括含有玻璃和碳纖維增強劑及其他性能增強添加劑的配方。 最常見的 Ryton 等級是 40% 玻璃纖維增強Ryton R-4 PPS 。
自聚合物開發和商業化以來，全球可用的PPS 等級的種類已顯著增加。 已開發出具有熔體加工特性的樹脂配方，適用于注塑、吹塑、粉末涂層和擠出加工。 除了未填充的 PPS 聚合物性能之外，PPS 產品的改進包括添加玻璃和礦物增強材料以提高強度，以及耐磨添加劑。
如今，索爾維仍然是全球領先的注塑和擠出用PPS 樹脂和化合物供應商之一。 其產品范圍包括未填充等級，以及幾種用玻璃纖維以及礦物和玻璃纖維組合增強的配方。
塞拉尼斯，另一家全球高性能聚合物生產商，以Forton?品牌提供幾種聚苯硫醚等級。 其產品線包括未填充、玻璃纖維和礦物增強等級以及其他配方，以改善基本 PPS 聚合物的特定性能。 除了性能增強型 PPS 材料外，Fortron 樹脂產品線還列出了為注塑、擠出和其他熔融工藝開發的牌號。
其他全球PPS 樹脂供應商（如東麗）提供多種聚苯硫醚等級，主要用于大批量工業、汽車和電氣應用的注塑成型。
Polywel公司開發的Ryton R-4 PPS 可機械加工的型材
索爾維的40% 玻璃增強 Ryton R-4 一直是 PPS 工程材料中的主力軍，在過去的 5 年中服務于廣泛的行業中的無數應用。 然而，在其歷史的大部分時間里，它的主要用途是用于注塑成型零件。 在零件配置過于復雜或數量太少而無法進行注塑模具投資的加工應用中，它的潛力要有限得多。 限制因素是缺乏高質量的可加工原料形狀，這些形狀具有許多行業所需的機加工零件和原型的樹脂認證。
為了滿足這一需求，Polywel 投資了一項技術，以生產各種可加工棒材和板材尺寸的40% 玻璃增強 Ryton R-4 PPS。 由于 Polywel 的Ryton R-4 PPS 型材是由 100% 純 Ryton R-4 240 樹脂擠出的，因此材料的性能處于最佳水平，并且可以獲得 ASTM D-4067 PPS 000G40 和 ASTM D-6358 PPS 011G40 的材料認證.
玻璃纖維填充的PPS 共混物通常以壓縮成型形狀或柱塞擠壓棒的形式提供。 PPS 粉末在內部與短玻璃纖維混合。 短纖維用于防止混合物中的纖維集束和玻璃結塊。 與長纖維賦予的增強作用相比，這些短纖維更像是填料。 然后將 PPS – 玻璃纖維混合物加熱至接近 PPS 的熔點 (545?F/ 285?C)。 在高壓下，玻璃纖維-粉末混合物被固結并融合成所需的形狀。
由于壓縮成型和柱塞擠出中使用的PPS 的原材料形式是一種可變粉末混合物，因此它不能通過 ASTM 標準的 PPS 樹脂認證。 此外，粉末和短玻璃纖維混合物不太可能滿足 ASTM 對 40% 玻璃增強 PPS 的性能要求。
柱塞擠壓棒的一個特征弱點是低伸長率。隨著更多的粉末混合物被添加并壓在其前面的固化材料上，該過程往往會在每個壓制周期之間形成“撲克籌碼”分層。 當將柱塞擠壓棒彎曲成圓形時，效果很明顯。 通常它會打破一個分層并暴露其他分層。
除了長度短的缺點外，壓縮成型工藝容易發生變化，導致質量和物理性能不一致。它們包括混合比差異、混合不均勻、干燥和水分控制問題、空氣滯留以及壓力和溫度控制不準確。此外，鑒于聚合物固有的低導熱性和粉末-玻璃纖維混合物的低堆積密度，將它們加熱到其成型溫度通常需要較長的熱循環，這會降解 PPS 聚合物。 在生產較大尺寸時尤其如此。 此外，由于沿模具側壁的摩擦損失導致的成型壓力變化通常會在頂部和底部與中間部分產生具有不同密度和物理特性的壓縮成型形狀。
相比之下，熔體擠出是使用樹脂供應商的均勻預混料的40% 玻璃纖維增強 Ryton R-4 樹脂的連續工藝，該樹脂以顆粒形式進行了測試和認證。 粒料在擠出機機筒中均勻熔化。 在 Polywel 控制內部壓力和輸出速率的嚴格條件下，擠出機螺桿將熔融的Ryton R-4 PPS 通過模具以所需的原料形狀移動。 然后，擠出的形狀在嚴格控制的冷卻條件下均勻凝固，從而最大限度地減少內應力。
由Polywel 的擠出工藝生產的Ryton R-4 PPS 坯料形狀在整個橫截面以及從尺寸到尺寸都表現出一致的性能和均勻的機械加工性。
Ryton R-4 PPS 性能簡介
高強度
與未填充的PPS 等級相比，40% 玻璃纖維增強的 Ryton R-4 最令人印象深刻的特點之一是其異常高的結構強度。 根據從擠出的 Polywel Ryton R-4 坯料形狀中獲取的屬性值，Ryton R-4 240 PPS 中的玻璃纖維增強材料將這種超高性能聚合物的彎曲模量提高了幾乎是未增強等級的四倍。
在強度性能方面，它也與其他超高性能熱塑性塑料相比令人印象深刻。在Ryton PPS 樹脂生產商 Solvay 進行的物理測試中，Ryton R-4 240 PPS 在室溫下的彎曲模量比 Solvay 的玻璃增強 KetaSpire PEEK 高 30%。 這種高強度與 Ryton R-4 固有的耐化學性和耐溫性相結合，導致這種高性能材料廣泛用于井下石油和天然氣工業設備中的機械加工和注塑成型部件，例如桿導和泵部件。
耐溫性
未填充的PPS 具有相對較低的熱變形溫度和軟化點。 這些因素限制了該材料在許多需要高溫結構強度的嚴苛服務應用中的使用。 然而，Ryton R-4 PPS 中 40% 的玻璃纖維增強材料顯著提高了聚合物的熱性能，并將這種超高性能熱塑性塑料的固有優勢擴展到更廣泛的應用領域。
數據表特性顯示，Ryton R-4 樹脂的熱變形溫度 (HDT) 與 203°F (95°C) 的未填充 PPS 相比，其熱變形溫度 (HDT) 達到了令人印象深刻的 509°F (265°C)。 重要的是要注意，HDT 來自模制的樣品，這些樣品采用最佳定向的纖維進行測試。 實際的注塑成型零件或從庫存形狀加工的零件不太可能達到這種最佳結果。
盡管如此，高 HDT 使 Ryton R-4 PPS 與其他幾種超高性能熱塑性塑料同級，可用于電氣連接器、汽車發動機部件以及井下石油和天然氣應用，這些應用在靜態負載下長時間處于高溫狀態。
耐化學性
PPS在超高性能材料中擁有非凡的耐化學性：在低于200°C（392°F）的溫度下，它不受任何已知溶劑的影響。
再加上其在高溫下的高強度，PPS 的這一固有屬性使工程師能夠設計注塑和擠壓部件，從而在化學加工和油氣井下設備的極端操作環境中保持可靠的結構完整性和功能。
電氣性能、可燃性等級
Ryton R-4 和其他等級的 PPS 的介電性能在耐極端溫度聚合物中名列前茅。 這種高性能材料的介電強度為22kV/mm，在25°C和1kHz時具有3.90的低介電常數，并且在一定的溫度和頻率范圍內具有低耗散系數。
這種電氣特性曲線與其UL 94 V-0 和 5VA 可燃性等級相結合，是其用于注塑成型和精密加工的電氣連接器和連接器主體的原因，這些電氣連接器和連接器主體的應用范圍從核潛艇到石油和天然氣工業中使用的組件。
Ryton R-4 PPS 的典型應用
高溫下的結構強度、出色的電氣性能、可燃性等級及其耐化學性之間令人印象深刻的整體平衡導致了Ryton R-4 PPS 的無數注塑成型應用。 Polywel Plastics 開發了尺寸穩定且可靠的各種尺寸的坯料形狀，這使得該材料在苛刻的最終使用條件下的長期可靠性也適用于精密加工的部件。 這些是 Polywel Plastics 通過注塑和精密 CNC 加工生產的許多 Ryton R-4 PPS 組件的示例：
無數應用的關鍵要求包括高強度、防潮和耐化學腐蝕，并以合理的成本提供出色的電絕緣性。
由Polywel 的Ryton R-4 PPS 棒加工而成的等離子炬絕緣子依靠該材料的高結構強度和在極端工作溫度峰值下的穩定性。
船用和井下電氣連接器和絕緣體利用Ryton R-4 PPS 的電氣和隔熱特性、耐化學性和 UL 可燃性等級。
由Ryton R-4 制成的閥座和密封環具有尺寸穩定性和強度，可承受井下環境中的高靜載荷和高溫。
可靠的工藝和生產設備
富有行業應用經驗的技術團隊
