我是聚苯硫醚,大家叫我PPS,这是我的简历!

聚苯硫醚(PPS)与聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺(PI)、聚芳酯(PAR)、液晶聚合物(LCP)等都属于高性能塑料,今天就和大家先学习一下PPS聚苯硫醚!之后,会陆续推出其它的高温材料的介绍!

一、PPS的简介

聚苯硫醚英文名称Polyphenylenesulfide,简称PPS,PPS是一种白色、结晶度高的聚合物,密度为1.34,聚苯硫醚的分子主链由苯环和硫原子交替排列,链规整性很强。苯环提供刚性,硫醚键提供柔顺性。分子主链刚柔兼备,所以聚苯硫醚易于结晶,结晶度可达75%,熔点285℃。


图聚苯硫醚(PPS)

聚苯硫醚(PPS)是由硫原子和亚苯基环以对位替换模式形成的聚合物。其分子结构中含有高度稳定的化学键,使其对热降解和化学反应均具有很高的分子稳定性。同时,该聚合物的分子结构也易于形成一个具有热稳定性的晶体点阵,因此,PPS是一种结晶熔点高达285°C(545°F)左右的半晶状聚合物。由于其分子结构所呈现的特点,PPS在燃烧中往往会形成炭质残渣,使材料具有与生俱来的阻燃性能。尚未发现PPS在低于200°C(392°F)左右的温度下,溶于任何溶剂。

结构特点


图2PPS(聚苯硫醚)结构及地位

1、它是以苯环和硫原子交替排列构成的线性或略带支链的聚合物,分子链规整性强!由刚性苯环与柔性硫醚键连接起来的主链具有刚柔兼备的特点,因此聚苯硫醚可以结晶(其原粉结晶度高达75%,熔点高达285℃);

2、由于主链上苯环与硫原子形成了共轭,且硫原子尚未处于饱和,经氧化可使硫醚键变为亚砜基和砜基或者是苯环和相邻大分子形成氧桥支化或交联,但并没使主链断裂,因此热氧稳定性突出,最高连续使用温度可达260℃,热分解温度可达522℃;

3、由于硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度的束缚,整个聚合物呈现出非极性或弱极性的特点,因此电绝缘性和介电性以及耐化学介质性也很突出;

4、由于聚苯硫醚与许多的聚合物和添加剂有良好的相容性,因此可以通过共混、增强、合金化等手段改性,以提高其物理力学性能。

二、PPS的发展历史

国外

1968年美国菲利普斯成功研制出了采用对二氯苯和硫化钠为原料,在极性有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中进行溶液缩聚合成聚苯硫醚的方法;

1971年首次实现了工业化生产并以商品名“RytonPPS”投放市场;

1987年前,PhillipsPetroleum公司的RytonPPS树脂占据了全球几乎所有的市场;

1986年,日本吴羽化学工业公司采用新技术,开发了线性PPS,商品名FortronPPS——第二代线性高分子量PPS树脂;

之后,PhillipsPetroleum公司与日本东丽工业公司等进行技术合作,使PPS的合成生产技术日趋成熟;

大日本油墨化学公司、日本东曹公司、日本出光兴产株式会社等等公司纷纷建立自己的PPS合成生产线生产PPS树脂;


图DIC2016橡塑展展台

美国通用电气塑料公司采用日本东曹公司的PPS树脂进行PPS复合材料的生产;

13年帝人与SK组建INITZ公司,生产PPS

14年索尔维收购Ryton聚苯硫醚(PPS)业务;


图四川大学高分子国家重点实验室

国内

我国的PPS研究几乎与世界同步:1964年华东化工学院便开展了PPS的合成研究;

随后,不少研究院加入PPS的研究队伍,但由于在原料精制、聚合工艺等方面没有取得突破;

进入80年代,我国将PPS研究列入了“863”计划,四川大学作为我国PPS研究最有实力的研究单位,承担了这个“863”项目;

1986年,四川大学成功地开发出对二氯苯硫磺溶液法生产PPS工艺,在自贡化学试剂厂建成了9吨/年的中试装置,产品质量达到国际标准;

2001年,四川得阳科技股份有限公司,建立了一套规模为85吨/年的中等规模生产装置;

2013年9月,浙江新和成年产5000吨聚苯硫醚项目正式投产;

2013年,鄂尔多斯市伊藤高科有限公司拟建立年产1万吨聚苯硫醚项目,一期工程年产3000吨;

14年,四川德阳科技股份有限公司年产3万吨PPS全面停产;

14年6月,海西泓景化工有限公司投资21亿元,建设2万吨硫化碱、2000吨聚苯硫醚(PPS)生产线装置,预计首期项目将于2017年6月正式投产!

14年8月,广安玖源化工新材料有限公司投资13.8亿元,,主要建设2万吨注塑级聚苯硫醚、1万吨纤维级聚苯硫醚、2000吨拉膜级聚苯硫醚、6万吨聚苯硫醚改性料、1500吨聚苯硫醚薄膜及5000吨聚苯硫醚合成纤维生产项目;

2015年,敦煌西域特种材料有限公司第一期2000吨PPS项目投产;

2016年,四川中科兴业高新材料公司与中瑞投资集团联合,投资15亿元在开发区建设年产10000吨聚苯硫醚及其深加工项目;

2016年7月14,重庆聚狮新材料科技有限公司聚苯硫醚(PPS)树脂项目开工,总投资7.5亿,设计年产3万吨纤维级聚苯硫醚;

(更多关于PPS聚苯硫醚的情况希望可以在留言处补充,让更多产业链相关的朋友了解到!)


三、PPS的合成工艺


目前,PPS的生产方法主要有硫化钠法、硫磺溶液法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚盐熔融或溶液缩聚法、非晶质PPS合成法和硫化氢法等。

硫化钠法

以对二氯苯和硫化钠为原料,在极性有机溶剂如六甲基磷酸三胺(HPT)或N-甲基吡洛烷酮(NMP),温度为175~350℃、常压下进行溶液聚合制备聚苯硫醚,反应副产物为氯化钠,反应式为:


图4硫化钠法

自缩聚法

是以卤代苯硫酚金属盐为原料,在氮气保护下于200~250℃下自缩聚制备聚苯硫醚,反应副产物为卤化金属盐,反应式为:


图5自缩聚法


四、PPS的成型工艺


聚苯硫醚通常采用:注射、挤出、压制、喷涂等方法进行成型加工。

1.注射成型

用于注射成型的聚苯硫醚,其熔融指数一般为10~100g/min(343℃,0.5MPa下测出),而且多为加人纤维增强或填料填充改性的品级;所用注射机一般应选用螺杆式注射机,要求加热温度能达到350℃,注射压力能达到150MPa。喷嘴宜选用自锁式,以防止流涎现象。


图注塑机

模具要加热:在低模温(95℃以下)中得到的注射制品结晶度低(15%以下),高模温(120~200℃)中会得到高结晶度(50%~55%)的制品;常用的注射工艺条件为:料筒温度300~340℃,注射压力70~140MPa,模具温度120~200℃,保压时间30~120s,成型收缩率0.2%~0.8%。

2.挤出成型

采用排气式挤出机,工艺为:加料段温度小于200℃;料筒温度300-340℃,连接体温度320-340℃,口模温度300-320℃。


图挤出成型工艺

3.模压成型

模压成型时需先将树脂粉末(熔融指数为200以下)于250℃预烘2h,然后再按比例与填料均匀混合,再加人到模具中,在370℃下恒温30~40min;取出后置于冷压机上加压成型,压力为10MPa左右,自然冷却至150℃后进行脱模;200~250℃下后处理,后处理时间依制品厚度而定。


图模压成型工艺

4.喷涂成型

聚苯硫醚的喷涂以静电粉末喷涂为主,喷涂前需将金属工件进行除油、喷沙、化学处理,以提高工件与聚苯硫醚的粘附力,在370~400℃下预热处理10~20min,用喷枪将PPS粉末喷到工件表面,待流平、固化后得到平整而有光泽的涂层。


五、PPS改性


经过玻璃纤维、碳纤维、矿物填充、碳纳米管、聚四氟乙烯、石墨烯、二硫化钼等材料改性后的聚苯硫醚(PPS)增加了如导电性、导热性、耐热性、耐磨性、高强度、耐水解等材料特征。从而形成了据有特有功能的特种工程塑料。


图6改性PPS粒子(编者拍摄于2016橡塑展苏州邦正展台)



六、PPS的应用

PPS的用途十分广泛,主要应用于:汽车、电子电气、机械行业、石油化工、制药业、轻工业以及军工、航空航天等特殊领域!PPS树脂还被制成了高性能的特种纤维和薄膜等产品,使其在环保应用领域和清洁能源领域有了更加广泛的应用。

图7PPS应用于汽车零部件

汽车领域:大灯灯碗、灯座插座、传感器、汽化器、进气管、汽油泵、座椅弹簧座、水箱、水室,节气门体、节温器、调节电机、点火系统、电机支架、暖风口支架、调温器支架、外壳、叶轮、泵体指针环、循环水泵外壳、刹车制动器支架、传动装置、制动锁、流量泵、汽油泵等。


图9PPS的应用

电器领域:电风扇、微波炉支架、干衣机、咖啡煲、烤面包机、电饭煲、热风筒、烫发器、空调动涡卷等。

图9PPS应用于家电领域

电子领域:微型电子元件封装、电刷、电刷支架、连接器、接线器、变压器开关、小型电路板、接线器、高压接线柱、中波滤波器、插座、灯座、接插件、线圈骨架、微调电容器、锅炉传感器支架、保险基座、电子马达支架、屏蔽罩、微轴承等。


图9PPS的应用

医疗器械:连接器、适配器、药物释放装备、外科探测器、过滤体系、外科工具、内窥镜。

机械部件:泵壳、泵轮、瓦、齿轮、滑轮、万向头、密封垫、法兰盘、计数器、水准仪、流量计部件、轴承保持架等。

航空航天:枪支壳体、头盔、军舰潜艇耐腐蚀耐磨部件、飞行器接插件、线圈骨架、仪表盘。


七、PPS生产企业


日本是PPS生产大国,其生产能力占全世界产能的50%以上;我国PPS树脂及改性复合料用量巨大,约为4万吨,占到全世界的半壁江山。2014年,国内受得阳科技停产影响,巨大的供求缺口导致国内工程塑料级、纤维级PPS市场供不应求;副牌、水口料横行,大约为3万吨。据行业人士称:很多人都买不到原料了,这导致市场上充斥着大量的副牌;有些公司甚至在国外设立分公司,大量采购水口和副牌进口到国内。目前国内的改性企业很多都是采用回料进行改性。为什么PPS副牌、水口料如此受欢迎?因为,国内小型厂家买不到新料;副牌、水口料价格便宜!下面就一起来看看,目前生产或计划生产PPS的企业!

表PPS生产企业概况

国别

生产厂家

产能(万t/a)

备注(商品名)

美国

索尔维


收购Ryton聚苯硫醚(PPS)业务

美国特佛隆公司

0.5



美国通用电气公司


Sabic

日本

东丽工业公司

1.9

在建8.6Kt/a,2016年总产能达到2.76万t

吴羽化工KUREHA

2

商品名Fortron

DIC株式会社

1.9

DIC

东曹公司

0.5

Susteel

日本东燃石油化学工业有限公司

0.5



INITZ


1.2

SK化工和日本帝人合资


三菱化工


商品名MODIC


日本出光兴产公司


IDEMITSU

中国

浙江新和成特种材料有限公司

0.5


张家港市新盛新材料有限公司

0.5


昊华西南化工有限责任公司

0.2

拟建成1.5万tPPS树脂

伊藤高科(鄂尔多斯)

0.3

50%-60%纤维级,10%薄膜级

敦煌西域特种材料有限公司

0.2

拟建成1万t/a


重庆聚狮新材料科技有限公司


在建3万吨纤维级聚苯硫醚


海西泓景化工有限公司


在建2000吨聚苯硫醚(PPS)生产线装置


广安玖源化工新材料有限公司


投资13.8亿元


四川中科与中瑞投资集团


投资15亿元,建设年产10000吨聚苯硫醚

值得注意的是,近年国内万吨级PPS生产线在逐步建立!虽然,产品质量与国外存在一定差距,但随着广安玖源、海西泓景、四川中科、重庆聚狮、新和成、敦煌西域等企业产能的释放,一方面能够比较明显地缓解我国供不应求的现状,另一方面对于提高PPS树脂生产线对提高工艺水平、降低成本等有很大的促进作用。

之后有可能会一一介绍一下,做PPS原料的公司的情况以及国内外改性PPS企业的情况,让大家对于这个行业能有一个清楚的了解!

来源:废旧头条
网址:www.feijiu.net/toutiao
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

真实货源,货到付款!专业、省心的再生塑料交易,快来再塑宝:www.zaisubao.com

+1
2
  • 新浪微博
  • 微信好友
  • QQ空间
发表评论
发表
匿名
全部评论

评论取消发送