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PPS聚苯硫醚改性研究
2021-12-20

PPS,英文名Polyphenylenesulfide(PPS),是由苯环与硫磺相联组成的大分子线性刚性结构,是一种新型的高性能热塑性特种工程塑料。现已由第一种特种工程塑料发展为第六大通用工程塑料。PPS是价格最低的特种工程塑料,具有很高的性价比,在汽车、电器、机械、军工、航天等领域得到了广泛的应用。PPS在汽车行业中的使用量占总消耗量的30%左右,是PPS树脂应用最为迅速的领域,其在汽车领域中的应用包括发动机零部件、各种传感器元件、油泵及配件、车灯组件、各种管道和阀门等。综述了PPS与塑料共混改性PPS的研究进展。


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PPS和PA的溶解性参数相似,因此其共混性更好,且具有良好的韧性,且耐高温、阻燃、吸水低、加工性能好。PA66和PA66共混可使其韧性得到改善,但其他性能并未显著降低,PA66含量增加对PA66合金的韧性有一定的影响,当PA66含量超过阈值后,其韧性反而有所下降。在PA66含量40%的条件下,磨损率最小,为5.24mm3,PPS大于60%时为连续相,随其含量的增加而增大。

用熔融挤出法制备了PPS与马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚弹性体(SEBS-g-MAH)的共混体系,同时,PPS和SEBS-g-MAH在共混体系中玻璃化温度趋于一致,表明两种组分部分相容。SEBS-g-MAH能有效增强PPS,但随SEBS-g-MAH的增大,在PPS/SEBS-g-MAH/Kevlar纤维共混体系中,抗拉强度降低;MAH是一种同时具有增韧剂和两相兼容性的材料,采用PPS基体与Kevlar纤维的界面结合,从而增强了共混物的增韧性能。

挤压成型温度为260~290℃,添加6%的碳酸钙,使其弯曲强度和冲击强度达到最大。PPS及氟树脂均具有优良的耐温、耐蚀、耐候性及良好的电绝缘性能。相比较而言,PPS成型性能较好,韧性较高,摩擦系数较低。PPS基共混合金韧性、抗化学侵蚀及自润滑性能均优于纯PPS,其中PTFE质量分数为10%时效果最佳,拉伸强度为60.82MPa,无缺口冲击强度25.73kJ/m2;摩擦系数降低至0.1%;PTFE含量占主导地位的共混合金尺寸稳定性、加工性能;与PTFE相比,抗蠕变性和透气性均大大提高。

PES具有较好的机械性能、热变形温度、热解温度及绝缘性,但加工性能差、阻燃、耐蚀性能差。PPS和PPS界面张力小,极性差小,能形成良好的共混物。添加PPS后粘度降低,流动性增加,加工温度降低。因为两者的界面强度都很好,因此其弯曲强度、弯曲模量和拉伸弹性模量都比纯聚砜高,但缺口冲击强度有所降低,可能与PPS本身的脆性有关。
PPS与PPS(PPO)具有优良的机械性能、电绝缘及阻燃性能,但多酚熔体粘度加工困难,添加PPS后,可改变其加工成型性,同时保持其耐热、阻燃、耐腐蚀及机械性能,降低PPS成本;但两者的溶解度参数差别很大,难以共混,因此需加入相容剂增容。

PEEK的耐高温性能是热塑性树脂中最为突出的一种,它还具有优良的机械和电气性能,但由于PEEK的熔融温度比较高(Tm=334℃),因此,它的熔点较高(Tm=334℃)。PPS(PPS)阻燃性好、高温稳定性好、机械性能、抗化学腐蚀及电绝缘性能好,已成为各机构研究重点开发的新型材料,但由于其易脆、韧性差等缺点,在应用中受到限制。

对聚醚醚酮(PEEK)/PPS(PPS)共混体系进行了研究,结果表明,共混物在加入PPS后流动性得到改善,熔融时两者相容性好,但凝固后分离明显;机械强度随PPS含量的增加而降低,且随相分离程度的提高而降低。

添加PPS的PET可提高材料的拉伸强度和弯曲强度,但冲击强度略有下降。复合物是假塑性流体,添加PPS后,复合材料的流动性得到改善,加工性能得到提高,在添加5%PPS后,加工性能达到最佳。张冠星[55]发现,液晶的加入可提高PPS的结晶速率,全芳液晶起成核作用,而半芳液晶起到促进晶核生长的作用。添加2wt%TLCP后,复合材料的结晶度较低,但在加入8wt%TLCP后,结晶度提高到75%以上。TLCP添加量为2wt%时,可以有效地细化PPS微晶粒度,提高PPS的拉伸、冲击强度。而加入W-TLCP会使PPS基体与GF界面产生分离,从而极大地降低PPS/GF复合材料的力学强度;与之相反,S-TLCP能促进PPS基体与GF之间的界面粘附,并能提高材料的力学性能强度。

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