El sulfuro de polifenileno (PPS) es un nuevo tipo de resina termoplástica de alto rendimiento que ofrece ventajas como alta resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas, resistencia química, resistencia a la llama, buena estabilidad térmica y excelentes propiedades eléctricas. Se utiliza ampliamente en los sectores de la electrónica, la automoción, la maquinaria y la química.
Introducción
| Propiedades físicas | Valoración | Unidad de sistema | Método de prueba |
| proporción | 1.35 | g / cm³ | ASTM D792 |
| Módulo de tracción 2 | 2500 | MPa | ASTM D638 |
| Resistencia a la tracción2 (límite de fluencia) | 70.0 | MPa | ASTM D638 |
| Módulo de flexión3 (50.0 mm de longitud) | 3300 | MPa | ASTM D790 |
| Resistencia al impacto con entalla Izod (23 °C) | 29 | J / m | ASTM D256 |
| Temperatura de deformación por calor (1.8 MPa, sin recocer, 3.20 mm) | 93.0 | ° C | ASTM D648 |
| Resistividad de superficie | 1.0E+4 a 1.0E+6 | ohm | ASTM D257 |
El sulfuro de polifenileno es el nombre completo del sulfuro de polifenileno. Es una resina termoplástica con grupos feniltio en la cadena principal de la molécula. El sulfuro de polifenileno es un polímero cristalino. La fibra no estirada tiene una gran área amorfa (la cristalinidad es de aproximadamente el 5 %), la exotermia de cristalización ocurre a 125 ℃, la temperatura de transición vítrea es de 150 ℃; el punto de fusión es de 281 ℃. La fibra estirada produce una cristalización parcial (aumentada al 30 %) durante el proceso de estiramiento. Si la fibra estirada se trata térmicamente a una temperatura de 130-230 ℃, la cristalinidad puede aumentar al 60-80 %. Por lo tanto, la fibra estirada no tiene una transición vítrea obvia ni una exotermia de cristalización, y su punto de fusión es de 284 ℃. Con el aumento de la cristalinidad después del estiramiento y el termoendurecimiento, la densidad de la fibra también aumenta en consecuencia, de 1.33 g/cm³ antes del estiramiento a 1.34 g/cm³ después del estiramiento, y puede alcanzar 1.38 g/cm³ después del tratamiento térmico. Contracción de moldeo: 0.7 % Temperatura de moldeo: 300-330 ℃.
El PPS es un plástico de ingeniería especial con un excelente rendimiento integral. El PPS tiene una excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, resistencia a la radiación, retardancia de llama, propiedades físicas y mecánicas equilibradas, excelente estabilidad dimensional y excelentes propiedades eléctricas. Se usa ampliamente como material polimérico estructural. Después del llenado y la modificación, se usa ampliamente como un plástico de ingeniería especial. Al mismo tiempo, también se puede convertir en varias películas funcionales, recubrimientos y materiales compuestos, que se han aplicado con éxito en los campos de la electrónica, la aeroespacial, el transporte de automóviles, etc. Las empresas de China han llevado a cabo activamente la investigación y el desarrollo y han formado inicialmente una cierta capacidad de producción, cambiando la situación anterior de dependencia total de las importaciones. Sin embargo, la tecnología PPS de China todavía tiene problemas como pocas variedades de productos, pocos productos de alta función y una expansión urgente de la capacidad de producción. Estos serán el foco del próximo desarrollo del PPS.
Caracteristicas
Las características del PPS son las siguientes:
- Buena resistencia química.
- Bajo arrastre.
- Baja absorción de agua.
- Buena estabilidad dimensional.
- Alto módulo elástico.
- Retardante de llama.
El sulfuro de polifenileno (PPS) es conocido como uno de los seis principales plásticos de ingeniería especiales, junto con la polieteretercetona (PEEK), la polisulfona (PSF), la poliimida (PI), el poliarilato (PAR) y el polímero de cristal líquido (LCP).
Excelente rendimiento del PPS: buena resistencia al calor, la temperatura de deformación térmica es generalmente superior a 260 ℃, se puede utilizar en el rango de temperatura de 180 a 220 ℃, el PPS es una de las mejores variedades de plásticos de ingeniería resistentes al calor ; la resistencia a la corrosión es similar a la del tetrafluoroetileno, y la resistencia química solo es superada por el politetrafluoroetileno ; excelentes propiedades eléctricas; excelentes propiedades mecánicas; buenas propiedades ignífugas.
Desventajas del PPS: El precio es demasiado alto, que es el precio más bajo entre los materiales resistentes a altas temperaturas, pero mucho más alto que los plásticos de ingeniería generales; poca tenacidad y fragilidad; la viscosidad media es inestable.
El PPS puro rara vez se utiliza debido a su fragilidad, y la mayoría del PPS utilizado son sus variedades de rendimiento mejorado, incluido el PPS reforzado con fibra de vidrio al 40% (R-4), el PPS relleno inorgánico (R-8), el PPS reforzado con fibra de carbono (G-6), etc. El PPS se está desarrollando rápidamente y se espera que se convierta en el sexto material de ingeniería más importante.
(1) Propiedades generales: El PPS es un polímero blanco, altamente cristalino, duro y quebradizo. La densidad relativa del PPS puro es de 1.3, pero aumenta tras su modificación. El PPS tiene una tasa de absorción de agua muy baja, generalmente de solo alrededor del 0.03%. El PPS tiene una buena resistencia a la llama, y su índice de oxígeno es tan alto como el 44%. En comparación con otros plásticos, es un material altamente ignífugo (el índice de oxígeno del PVA puro es del 47%, el del PSF es del 30%, el del PA66 es del 29%, el del MPPO es del 28% y el del PC es del 25%).
(2) Propiedades mecánicas: Las propiedades mecánicas del PPS puro no son altas, especialmente la resistencia al impacto. Después de ser reforzado con fibra de vidrio, la resistencia al impacto mejorará enormemente, de 27 J/m a 76 J/m, un aumento de 3 veces; la resistencia a la tracción aumentará de 6 MPa a 137 MPa, un aumento de 1 vez. El PPS tiene una alta rigidez. Es raro en los materiales de ingeniería. El módulo de flexión del PPS puro puede alcanzar 3.8 GPa, y puede alcanzar 12.6 GPa después de la modificación de relleno inorgánico, un aumento de 5 veces. Sin embargo, el PPO , que es famoso por su rigidez, es solo 2.55 GPa, y el PC es solo 2.1 GPa. El PPS tiene buena resistencia a la fluencia bajo carga; alta dureza; alta resistencia al desgaste, y su módulo a 1000 revoluciones es solo 0.04 g, que mejorará aún más después del relleno con F4 y disulfuro de molibdeno; El PPS también posee cierta propiedad autolubricante. Las propiedades mecánicas del PPS son menos sensibles a la temperatura.
(3) Propiedades térmicas: El PPS tiene excelentes propiedades térmicas. Puede soportar 260 °C durante un corto período de tiempo y puede utilizarse durante un largo período de tiempo a 200-240 °C. Su resistencia térmica es comparable a la del PI y es superada solo por el plástico F4, que es raro entre los plásticos termoestables.
(4) Propiedades eléctricas: El PPS tiene propiedades eléctricas excepcionales. En comparación con otros materiales de ingeniería, su constante dieléctrica y tangente de pérdida dieléctrica son relativamente bajas y no cambian mucho en un amplio rango de frecuencia, temperatura y temperatura. El PPS tiene una buena resistencia al arco, comparable a los plásticos termoendurecibles. El PPS se utiliza a menudo como material de aislamiento eléctrico, lo que es poco común entre los materiales termoendurecibles. Su uso representa aproximadamente el 30%.
(5) Rendimiento medioambiental: Una de las principales características del PPS es su buena resistencia a la corrosión química. Su estabilidad química es superada únicamente por el F4:
El PPS es estable a la mayoría de los ácidos, ésteres, cobre, fenol, ácidos grasos, ácidos aromáticos, ácidos clorados, etc., pero no es resistente a los bifenilos clorados, ácidos oxidantes, oxidantes, ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico concentrado, agua regia, peróxido de hidrógeno, hipoclorito de sodio, etc. El PPS tiene buena resistencia a la radiación.
Método de producción
Existen muchos métodos para sintetizar PPS, como la autocondensación de tiofenoles halogenados, la polimerización en estado fundido de difenilo halogenado y azufre, la reacción electrofílica de azufre y benceno, la policondensación en solución de sulfuro de metal alcalino y 4-dihalobenceno (método de sulfuro de sodio), la policondensación en solución de azufre y 4-diclorobenceno (método de solución de azufre), la polimerización de disulfuro de difenilo bajo la acción del ácido de Lewis, etc. Actualmente, el método de sulfuro de sodio y el método de solución de azufre se utilizan para la producción industrial.
1. Método del sulfuro de sodio
Se obtiene por reacción de policondensación de sulfuro de sodio y p-diclorobenceno en un disolvente polar.
2. Método de solución de azufre
El disolvente utilizado en el método de solución de azufre para producir resina PPS es el mismo que el del método de sulfuro de sodio, y las condiciones de reacción también son aproximadamente las mismas. La principal diferencia es que el monómero que contiene azufre utilizado es una sola sustancia (azufre) en lugar de un compuesto.
Solicitud
Electrónica: componentes de alto voltaje, carcasas, enchufes, terminales de televisores y computadoras, bobinas de arranque, aspas, soportes de escobillas y piezas de aislamiento del rotor de motores eléctricos, interruptores de contacto, relés, planchas eléctricas, secadores de pelo, portalámparas, calentadores, películas de clase F, etc.
Industria del automóvil: Aplicable a válvulas de recirculación de gases de escape e impulsores de bombas de agua, así como a carburadores, dispositivos de escape, válvulas reguladoras de escape, reflectores de luz, cojinetes, componentes de sensores, etc.
Industria mecánica: se utilizan como cojinetes, bombas, válvulas, pistones, engranajes de precisión, así como en fotocopiadoras, cámaras, piezas de ordenador, catéteres, pulverizadores, inyectores de combustible, piezas de instrumentos, etc.
Industria química: se utiliza para fabricar tuberías de válvulas resistentes a ácidos y álcalis, accesorios de tuberías, válvulas, juntas, bombas sumergibles o impulsores y otras piezas resistentes a la corrosión.
Plásticos de ingeniería: se utilizan para fabricar piezas de automoción, recubrimientos anticorrosión, materiales de aislamiento eléctrico, etc.
Campo de protección del medio ambiente: el material de filtro de fibra PPS se utiliza en fundiciones, industria química, materiales de construcción, energía térmica, incineradores de residuos, calderas de carbón y otras industrias con altas temperaturas y duras condiciones de trabajo. Es un material de filtro de alta calidad, alta eficiencia y resistente a altas temperaturas.
Campo de vajilla: se utiliza para hacer palillos, cucharas, cuencos, platos y otros utensilios de mesa.
Desarrollo de producción
Los adhesivos de sulfuro de polifenileno más comunes incluyen principalmente las siguientes variedades:
| Modelo | constituir | Apariencia | Método de curado | Caracteristicas |
| TE 9229 | Dos componentes | Pasta de color de frijol mungo | Temperatura normal o calentada | Unión rígida estructural, resistencia a altas temperaturas. |
| PPS-010 | Dos componentes | Gel de fácil flujo | Temperatura normal o calentada | Unión rígida estructural, resistencia a altas temperaturas. |
| PPS-2470 | Dos componentes | pastoso | Temperatura normal o calentada | Unión rígida estructural, resistencia a altas temperaturas. |
| PPS-2471 | Dos componentes | Pasta de color amarillo grisáceo | Temperatura normal o calentada | Unión rígida estructural, resistencia a altas temperaturas. |
| PPS-2472 | Dos componentes | Pasta, color de frijol mungo | Temperatura normal o calentada | Unión rígida estructural, resistencia a altas temperaturas. |
| PPS-1090 | Componente único | Gel de fácil flujo | Curado por calentamiento a 80-90 grados | Unión estructural rígida, resistente a altas temperaturas. |
| PPS-1091 | Componente único | Pasta de color de frijol mungo | Curado por calentamiento a 80-90 grados | Unión estructural rígida, resistente a altas temperaturas. |
| PPS-1150 | Componente único | Gel de fácil flujo | Curado a 150 grados | Unión estructural rígida, resistente a altas temperaturas. |
| PPS-1151 | Componente único | pastoso | Curado a 150 grados | Unión estructural rígida, resistente a altas temperaturas. |
| PPS-1932 | Componente único | Pasta translúcida | Curado a temperatura ambiente | Unión elástica blanda no estructural, antivibración y resistente a altas y bajas temperaturas. |
| PPS-8602 | Componente único | Pegamento transparente | Curado a temperatura ambiente | Unión en segundos |
Nota: Los adhesivos anteriores se pueden utilizar para unir los materiales más comunes, como metal, plástico, vidrio, cerámica, madera, etc. Su color, velocidad de curado y viscosidad se pueden personalizar según las necesidades.
Situación del desarrollo en China
La investigación y producción de PPS en China comenzó a principios de la década de 1970. Más de 20 empresas han establecido instalaciones piloto o de producción de síntesis de resina PPS, pero generalmente tienen debilidades fatales como bajo nivel técnico y proceso inadecuado.
Desde el siglo XXI, existen muchas empresas chinas dedicadas a la producción y desarrollo de materiales compuestos de PPS, como el Instituto de Investigación Química de Chenguang, el Instituto de Investigación Química de Beijing, el Instituto de Investigación Química de Guangzhou, etc., que han logrado grandes logros en los campos del refuerzo de fibra de vidrio de PPS, el procesamiento y aplicación de moldeo de PPS reforzado con fibra de carbono y relleno mineral inorgánico, el Instituto de Investigación FRP de Beijing en la preparación de placas compuestas de PPS reforzadas con fibra continua, y la Universidad Sun Yat-sen en la investigación de materiales compuestos de PPS/fibra de carbono. Sin embargo, los fabricantes nacionales de granulados compuestos aún tienen el problema de la pequeña producción y la variedad única, y la mayoría de ellos son variedades generales: materiales reforzados con fibra de vidrio y variedades modificadas con relleno inorgánico.
Desde 2003, la demanda total del mercado de gránulos modificados y compuestos de PPS en China ha crecido rápidamente, con una tasa de crecimiento anual del 15%-20%. Los modelos de productos de PPS consumidos siguen siendo principalmente variedades de uso general con un refuerzo de fibra de vidrio del 0%-40%, y se utilizan principalmente en aparatos electrónicos y maquinaria de precisión. El consumo en los campos de automóviles, motocicletas, petróleo y productos químicos también está creciendo de manera constante. Con el rápido desarrollo de las industrias de electrodomésticos y automóviles de China, la producción y la demanda globales de PPS se han vuelto tensas desde principios del siglo XXI. Con el desarrollo de la sociedad, la demanda total de PPS en las industrias automotriz y electrónica se expandirá aún más. El mercado chino está formando una situación de doble competencia para la producción de PPS en el país y en el extranjero, lo que favorecerá la mayor promoción de PPS en China y la expansión de su mercado y áreas de aplicación, así como el desarrollo del mercado internacional.
En combinación con la tendencia de desarrollo de PPS y nuevos materiales en el país y en el extranjero, sobre la base del desarrollo de nuevas variedades de materiales PPS y el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de PPS, también debemos centrarnos en la investigación y el desarrollo de nuevos materiales modificados y materiales especiales, desarrollar activamente nuevas variedades modificadas de materiales compuestos de PPS y establecer equipos de producción a mayor escala lo antes posible. Entre ellos, es imperativo establecer una línea de producción de resina PPS de 5,000 a 8,000 toneladas/año lo antes posible. Esta es una medida estratégica necesaria para el desarrollo de los materiales estructurales de alto rendimiento de China, que es de gran importancia para romper las restricciones y bloqueos técnicos extranjeros y satisfacer las necesidades de la economía nacional y la industria militar de materiales estructurales de alto rendimiento.
Tipos
1. Sulfuro de polifenileno de Celstran tipo SF6-01
El sulfuro de polifenileno Celstran tipo SF6-01 es un sulfuro de polifenileno de acero inoxidable con un 6 % de fibra larga. Este material está dotado de excelentes propiedades disipativas estáticas y dinámicas. Los productos de acero inoxidable de fibra larga Celstran ofrecen un nivel mucho más alto de conductividad eléctrica que los materiales de acero inoxidable de fibra corta.
2. Celstran PPS-GF50-01-EE. UU.
Sulfuro de polifenileno reforzado con fibra de vidrio de cadena larga al 50%.
Sulfuro de polifenileno – hGR20
Sulfuro de polifenileno – hGR20 es sulfuro de polifenileno reforzado con fibra de vidrio
Es un producto de resina PPS y fibra de vidrio. Las propiedades inherentes del sulfuro de polifenileno determinan la resina de sulfuro de polifenileno y sus compuestos, que incluyen buenas propiedades mecánicas, alta resistencia a la fluencia, resistencia a altas temperaturas, fricción, retardancia de llama, resistencia química, excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, resistencia al arco, baja contracción del molde, fácil procesamiento, buena estabilidad dimensional y resistencia a la radiación.
Debido a sus excelentes propiedades, el sulfuro de polifenileno-hGR20 se utiliza ampliamente en aparatos electrónicos, como: conectores, enchufes y varios componentes de instrumentos. El sulfuro de polifenileno se puede utilizar para fabricar elementos de alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, el aislamiento eléctrico es el más importante en la aviación. También se utiliza para enchufes eléctricos precisos, carcasas de alta dureza y en el ejército para resistir piezas a altas temperaturas.
Compuesto de sulfuro de polifenileno hFR61
Sulfuro de polifenileno, compuesto de sulfuro de polifenileno hFR61 relleno, que está relleno de fibra mineral y de vidrio en una base de resina de sulfuro de polifenileno. Tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, resistencia al arco, resistencia a altas temperaturas, retardancia inherente a la llama, resistencia química, alta rigidez, resistencia a la fluencia, baja absorción de agua, fácil procesamiento, baja contracción del molde, buena estabilidad dimensional y resistencia a la radiación. Su color es negro.
Criterios de identificación
1. El acabado de la superficie es un indicador importante para medir el grado de calidad de varios tipos de partículas de material reciclado.
La superficie de los materiales reciclados de alta calidad es lisa y lubricada.
2. La transparencia es un indicador importante para medir el grado de calidad de las partículas de material reciclado de gama media y alta.
Los materiales transparentes son de buena calidad.
3. La uniformidad y consistencia del color son indicadores importantes para medir el grado de calidad de las partículas de material reciclado coloreado.
Blanco, blanco cremoso, amarillo, azul, negro y otros colores.
4. La densidad de partículas es un aspecto importante para probar el nivel de la tecnología de regeneración.
Mala plastificación y partículas sueltas.
5. Compruebe si las partículas recicladas flotan o se hunden en el agua para determinar el contenido de relleno de las partículas de PP y PE.
En el caso de los materiales reciclados, cada uno de ellos tiene un uso diferente. Es difícil formular normas unificadas porque no existe una norma que satisfaga plenamente los requisitos de los procesos de los usuarios.
