Torelina?A310MX04 東麗PPS/玻璃纖維＋無機填充物增強 高填充, 標準等級
PPS的性能缺陷
聚苯硫醚(PPS)具有的機械強度、熱穩(wěn)定性、加工性能,為世界第六大工程塑料。但PPS的脆性較大,無法自潤滑,且在高溫下容易被氧化,限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用
主要應(yīng)用領(lǐng)域
聚苯硫醚產(chǎn)品擁有不同的形式和等級，例如樹脂、纖維、長絲、薄膜以及涂層等，應(yīng)用十分廣泛。聚苯硫醚的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車工業(yè)、電子電氣、化工行業(yè)、軍工、紡織行業(yè)、環(huán)保行業(yè)等。
PPS有哪些應(yīng)用問題？
未經(jīng)改性的PPS有著一些無法避免的缺陷：
加工難：這是所有耐高溫材料的大痛點——加工溫度高，無論是成型工藝還是加工能耗，都會面臨挑戰(zhàn)。此外，在熔融過程中PPS還是還容易發(fā)生熱氧化交聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致流動性降低，進一步提高加工難度；
韌性差：PPS的分子鏈呈剛性，大結(jié)晶度高達70%，延伸率低且熔接強度也一般，終導(dǎo)致的結(jié)果是未改性PPS的耐沖擊性較差，限制了應(yīng)用范圍；
成本高：PPS原料和通用工程塑料相比，價格要高出1-2倍左右，和一些改性后的材料相比性價比不高；
涂裝難：耐化、耐介質(zhì)同樣也是一把雙刃劍，PPS的表面涂裝和著色性能并不理想。雖然這個缺陷目前來看不算大問題，但也是限制應(yīng)用的一個因素。
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Torelina?A310MX04 東麗PPS/玻璃纖維＋無機填充物增強 高填充, 標準等級
PPS增強增韌改性、摩擦性能改性、導(dǎo)電性能改性、流變性能改性和抗氧化性能改性的研究
1、PPS增強增韌改性研究
PPS增強增韌改性方式主要有納米材料改性、纖維改性、合金共混改性、化學(xué)改性等。
納米材料改性一般分為2種:
1)采用納米材料對纖維表面進行處理;
2)以納米材料為填料直接增強增韌。
纖維的加入可以在保持PPS性能的前提下減少PPS的用量,降低成本,并克服了PPS易脆性斷裂和低斷裂應(yīng)變等缺點。KhanSM等通過增加碳纖維(CF)層數(shù)增強PPS。結(jié)果表明:當CF層數(shù)由4層增至20層時,材料的沖擊強度由2.60kJ/m2升至7.20kJ/m2,硬度也明顯增大。
合金共混改性可以克服單一聚合物性能上的局限性。聚苯醚(PES)具有的抗沖擊性能,可以有效克服PPS韌性差的缺點。熱塑性聚氨酯(TPU)具有的韌性,可用于增韌聚丙烯、PPS、聚酰胺(PA)、聚縮醛等多種熱塑性塑料。
化學(xué)改性主要是通過在PPS中引入活性官能團(氨基、羧基等),達到增強增韌目的。
2、PPS摩擦性能改性研究
一般通過合金共混、加入填料構(gòu)建骨架材料等方式改善PPS復(fù)合材料的耐磨性能,擴寬其應(yīng)用范圍。
PA具有的耐磨性能,其自潤滑特性可以提高PPS在滑動或滾動下的耐久性。
納米材料可以防止PPS分子鏈結(jié)構(gòu)的蠕變和滑動或者提高轉(zhuǎn)移膜與摩擦副的結(jié)合強度,提高PPS的摩擦性能。
纖維可以形成骨架保護基體材料,有效地降低材料的接觸面積,進而降低了其摩擦系數(shù)。
在PPS/SCF/Gr復(fù)合材料中加入二硫化鎢(WS2)或氮化鋁(AlN)納米顆粒,可以進一步改善其摩擦性能,這是因為納米顆粒產(chǎn)生承重摩擦膜,增強了滑動副的邊界潤滑能力,緩解摩擦表面的黏附磨損傾向。
3、PPS導(dǎo)電性能改性研究
PPS導(dǎo)電性能改性的主要方法是將PPS和導(dǎo)電性能的材料進行共混,提高PPS的導(dǎo)電性能。
纖維素纖維、金屬纖維、長碳纖維(LCF)均可以改善PPS的導(dǎo)電性能。
這是由于復(fù)合薄膜具有高孔隙率,且對液體電解質(zhì)有更好的親和力,降低了其與電極之間的界面電阻。
4、PPS流變性能改性研究
JiangT等分別采用具有圓形和矩形橫截面的GF(RdGF,RcGF)對PPS進行改性。結(jié)果表明:PPS/RcGF復(fù)合材料的黏度遠低于PPS/RdGF復(fù)合材料,這是因為與RdGF相比,RcGF具有更高的流動敏感性,且對稱程度較低,其“網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)在低剪切速率下更容易被破壞。
碳納米管、Gr、籠型聚倍半硅氧烷(POSS)等納米材料可以有效降低PPS的熔體黏度,提高其熔體加工性能。
5、PPS抗氧化性能改性研究
目前,PPS抗氧化性能改性通常有表面涂覆法、添加納米材料、添加抗氧化劑3種方法。
表面涂覆法是在PPS纖維或纖維產(chǎn)品的表面覆蓋由抗氧化劑組成的保護涂層的處理方法。BaiMQ等在PPS纖維表面涂覆聚苯并惡嗪(PBA),提高了其抗氧化性能。這是因為PBA的交聯(lián)大分子結(jié)構(gòu)具有屏蔽作用,有效改善PPS纖維的抗氧化性能。但該方法存在表面涂層不均勻和難去除等問題,限制了其應(yīng)用范圍。
添加納米材料是目前PPS抗氧化性能改性使用多的方法。在加工過程中添加抗氧化劑也可以提高PPS的抗氧化性能。有機抗氧化劑的耐熱性差,將無機納米材料和有機抗氧化劑結(jié)合,可以提高抗氧化劑的耐熱性。
Torelina?A310MX04 東麗PPS/玻璃纖維＋無機填充物增強 高填充, 標準等級
PPS目前主要通過纖維填充和合金兩種方式，來提升機械性能。
除了常見的玻纖增強，目前碳纖維、芳綸纖維等填料也是逐漸“走紅”的改性體系。
除了纖維，合金共混也是另外一種行之有效的改性體系。其中不得不一提的，當屬PPS/彈性體體系。
通俗來說，彈性體的改性原理相當于給材料套上一層“安全氣囊”：當共混物受沖擊時，彈性體粒子會發(fā)生形變，通過微孔和空穴來吸收沖擊能量；同時產(chǎn)生剪切屈服或產(chǎn)生銀紋，讓材料由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂，提高韌性。
比如東麗此前就憑借其專有的納米合金技術(shù)，開發(fā)了高彈性PPS樹脂，彈性模量可達1200MPa。
常用于PPS改性的彈性體包括EGMA、（馬來酸酐接枝的）SEBS等等。有研究表明，POE-g-MAH增韌體系下的PPS+GF，當質(zhì)量分數(shù)為6%時，復(fù)合材料的缺口沖擊強度可提升25%。
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