PPS材料性能

PPS聚苯撑硫
Polyphenylene Sulphide
1    通称:聚苯撑硫.
2    缩写:PPS
3    别名:(香港工业用俗称雷腾)硫化聚合物(Sulphidepolymer
4    供应商:               5、商品名称/注册商标:
Bayer                    Tedur
CibaGeigy                  Craston
General Electric Plastics        Supcc
Hocchst Cclancsc               Fortron
PhillipsChemicals            Ryton
6、物料性质:
PPS是一种结晶热塑性塑料,以似苯撑(paraphenylcnc)组合为基,联合硫原子.质地易碎;加入填料后可大大改良物料的性质(如冲击强度、抗电弧及抗漏电痕迹).市面上的PPS多数已混合玻璃纤维(如40%或矿物填料/玻璃纤维混合物).这些PPS合成物有良好
的机械及绝缘性质,可抗潮湿、化学品及高温(连续使用温度240),本身已具防火性能,质地坚固(可比美铝质),抵抗蠕变,尺寸稳定性高,注塑复杂精密的制品亦毫无困难,在高温下仍能保持性质不变.因为其结构排列整齐、结晶度高(最多为65%),故制品可在短期内完成.
另外,PPS是不易燃物料,氧指标高(例如47,与PVC一样),GFPBT的氧指标为20GFPA美容灯28.其缺口冲击强度(增强GF级)与PBT差不多,但比PPOPC低.目前有较高份子量的PPS(如Ryton A-100)发售,有更佳的物理性质(相较于原装PPS)及抗断裂性(例如注入厚壁部位时).
7、流动性:
  PPS乃容易流动的物料(较PPCPPO易,与PP差不多),有34的熔流指数(MFR.在熔点以上(约282)时,熔胶会变成流体.所采用的浇口直径为0.25毫米,可塑造出很薄的制品.
流动数据:
粘度(Nsmˉ²    物料
1000sˉ¹剪切率下:    一般用途R4:含40%玻璃    电子级R10含玻璃及矿物
300    234    200
320    185    145
340    145    105
360    115    76
320下:
100sˉ¹    522    328
1000sˉ¹    185    145
10000sˉ¹    65    64
100000sˉ¹    23    28
8、收缩性:
  收缩量可以很少(0.2%),但其于PPS通常填入玻璃纤维,故收缩量并无规律,厚件比薄件收缩得更多.在脆化温度(190)以上的模具温度会有额外收缩量;低模具温度(90)则不会出现此情况,不过,在大多数情况下,这些塑后收缩是很难察觉到的,而且热 模具(135)是绝无塑后收缩的.
9、可抵抗以下物质:
200以下不溶于任何已知的溶剂.其抗化池能力仅次于PTFE.加外,可抵抗油、汽油、清洁剂、大多数的酸和碱、碳甲及氯化碳氲.在高温下除可抵抗化学品外,亦可抗水解,且尺寸稳定性良好.即使在200以上,物料性质仍可维持不变.在室温下,含40GFPPSABS更加坚硬.
10、不能抵抗以下物质:
  热浓氧化酸(如硫酸)、某些胺(amines)、苯醛(benzaldchyde)、氮甲烷(niromethane)及一些卤化(halogenated)混合物.
11、塑料测试或鉴定法:
未增强的PPS密度为1.4gcmˉ³,帮会迅速沉于水,而慢慢沉于饱和的氯化镁溶液(密度为1.34).制品主要以填充物料制成,因为密度较高;含40GFPPS密度为1.6gcmˉ³.纤维含量可达45%.一并使用矿物填料及玻璃纤维时,总填料量更可达65%(以重量计).
12、着:
底为深褐钯,故染范围有限.PPS制品可在一些恶劣的情况下使用(例如高温),而这些情况亦制到颜的范围.
13、塑料及制品的处理:
吸水量少(0.05%,但矿物填料级的吸水量或会增加.尽管如此,加热有香于加工,故应烘干所有物料.最好用抽湿干燥机(温度可达175)以涂布刮刀1503小时――普通焗炉甚至须要6小时.退火(通常以225烘2至4小时)可以达到最佳的尺寸稳定性、遇热稳定性、坚固性、结晶程度及260以上的热变形温度(HDT).
以一般情况而言,热模具(135以上)已可产生足够的结晶程度及上佳的表面.但如不要求制品定要耐热和稳定,便可采用冻模具(30-90).此类(低结晶度)制品的HDT可能只有230.部件的表面或者较差,但比(高结晶度)制品更为刚韧耐用.可以150把矿物填料级烘干3小时.
14、模具及浇口设计:
模具温度应为135.若熔胶温度为320,那么,每注一克料最多便须消耗385焦耳的热量.比热为2080j/kgK.
由于填充聚合物有磨损的问题,太选择钢材时要特别小心:应选用含铬(chromium/钽(molybdenum/钒(vanadium)量高的碳钢.模具表面必须打磨平滑及经热处理加硬,才可造出平滑的制品表面,并使模具更加耐用.常用的防腐蚀方法乃镀上保护物质,如硬铬(hardchrome.模具可以用电加热(至140),通常会用盒式加热器,每公斤重量可
0.5kw
进料系统必须将纤维定向性所引致的焊接及翘曲可能性减至最你.所以最宜采用模模形及薄膜浇口.由于PPS没有其它热塑性塑料的过份饱压问题,故无须使用平衡流道系统;热流道的效果也不错.另处,PPS的收缩量少,故注口、模腔及模芯必须有足够的拔模斜角及打磨.
15、流径:胶壁厚度比例:
  完全视乎等级、熔胶及模具温度而定,可达1501汽车脚垫生产线(若壁厚1毫米以上),若可以用另一种物料(如PA66)填充模具,即使PPS须较高的填充压力,仍可使用.
16、投影面积:
如果锁模力不足,便会产生毛边,制品表面差劣.厚件制品(3毫米以上)应有2tsi(31MNmˉ²);薄件制品应有3tsi(47MNmˉ²)
17、射料缸装备:
射咀应配备关闭阀,以免物料溢出.开入式射咀(温度控制得宜)必须连同减压装置及冷料并使用,周期时间要短而一致才可被接受.螺丝应装配回流阀.由于熔胶有磨擦力,故必须定期维修料缸装备.
18、螺丝垫料(srewcushion:3毫米
19、射料量:
20、熔胶温度:
  5085%.
300360不等,以320为佳.若某一等级的熔胶温度提升,粘度就会骤降,但不会对强度性质构成太大的影响.切勿超过370杨梅采摘机,否则会产生刺激性气体.
21、机筒滞留时间:
  以高温加工时,必须确保物料在机筒内流动.但在305320的平均模塑温度下是容许有短暂滞留的.
22、温度调值:
只有对于溶流的要求十分严谨时才可使用高溶胶温度,譬如,360315的溶流多50%模具温度不应在90135之间,如超过此范围,即使冷却程度有轻微的差别亦会使结晶程度(以及物质)大大不同.高模具温度可塑帛制出最高硬度(翘曲模数);低模具温度则使制品表面粗糙,有最大的冲击、弯曲及拉伸强度.135以上(甚至高达260)的温度可以令制品的尺寸稳定.若以低温模塑,仍然可保尺寸稳定,只要不超过此温度加热制
品(因为结晶体会起变化).
23、温度调值:
地区编号    位置    高结晶度由-至-    刮刮卡制作低结晶度由-至-
1    机筒后方(料斗附近)    280-300    280-300
2    机筒    290-310    290-310
3    中间    300-330    300-330
4    机筒前方    315-360    315-360
5    射咀    305-340    305-340
    模具    135-160    30-80
24、射料速度:
极度高速会使制品燃烧.遇此情况应改善排气系统及减低速度.切勿超过50000sˉ¹(例数秒)的剪切率.
25、射压:
注塑机在首阶段所付出的压力最高可达1500bar•150MNmˉ²•21800psi;而在次阶段则可达1000bar•100MNmˉ²•14500psi.所用的压力应足以阻止毛边出现.
26、螺丝转动速度(rpm:
越低越好(100rpm以下)以免纤维降质.
27、背压:
最高为50 bar•5MNmˉ²•725psi.实际上只须少量(甚至无须)背压,故越低越好,与射料量一致.
28、停机:
若要长期停机,应空置机筒,把螺丝留在推前位置,停止加热.可用挤压级HDPE清洗机筒.
29、再加工:
将翻磨的物料贮存于密封的容器内,可免潮湿或污染.翻磨料必须烘干,使用量越少越好(最多为30%).许多聚合物会在PPS的熔胶温度下降质.应在使用PPS前后用流动性慢(低MFR)的HDPE清理.
30、塑件修饰:
浇口很易折断,尤其是附近有预早安排的缺口,可令进料容易拆除;或可用热切方法,只要整组设备可达到及维持于所须的高温.除了下班及矿物填料级外(因为塑胶成份少),
其它制品可用超声波焊接塑件.
31、典型制品:
由于物料可耐高温而不变形,故适宜制造接驳器、电极板、插座、线圈模、线轴及机电器、抗电弧级可制造机电器底部、汽车外壳、灯架及电器开关掣、于气车制造业来说,PPS可替代金属品,造成化油器零件、点火板、电灯插座及加热系统的流动控制阀.因为石英卤素灯的用途日渐普遍,制品可达200以上――在这方面,PPS已取替陶器,在其它方面也可代替金属,例如制造散气控制阀时,3PPS料已可取代14种钢质料,并且是以超声波焊接的.PPS适用于气车制造业的原因是:可抗高温及高热、有适当的机械性质、模塑精确、尺寸稳定、抗化学品.此外,由于街灯反射器须要抗热、高度光滑、精确及有足够的冲击强度,所以亦用PPS制造.还有用于PH测量器制品(不锈钢只可维持两个月,PPS在三年后仍有效).
目前,新出的PPS有较高份子量,可免龟裂、而这问题会民生在某此旧款的PPS(指厚件而言),或壁厚剧变的制品身上.
常见的新等级为RytonA10,虽然较贵,但延伸性质较佳(由1%增至21%),冲击强度也递增,不过,结晶时间较长,生产量自然少.PPS亦用作密封式(encapsulation)混合物,
以取替环氧权脂,制造密封式电晶体及贮电箱等.
32PPS的主要性能
耐热性能优异:其熔点超过280,热变形温度超过260,长期使用温度为220-240。在空气中于700降解在1000惰性气体仍保持40%的重量,短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优于目前所有的工程塑料。经特殊改性的品种,热变形温度可达350以上。
    自身具有阻燃性:聚苯硫醚阻燃性可达到UL94-0级,氧指数(LOI)>57% 聚苯硫醚自身的化学结构使其具有良好的难燃烧性能,无需加入阻燃剂。
    机械性能好:其刚性极强,表面硬度高,洛氏硬度>100HR,拉伸强度>170 MPa ,弯曲强度>220MPa,缺口冲击强度〉16 MPa,弯曲模量>3.5×104,并具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性。
    耐化学药物性能优异:目前尚未发现可在200以下溶解聚苯硫醚的溶剂,对无机酸、碱和盐类的抵抗性极强。
    尺寸稳定性好:成型收缩率很低,小于0.0025%,吸收率小于0.05%,线性热膨胀系数也小。在高温、高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。故在机械、化工、仪器、仪表和
航空、航天、舰船等各个方面都具有广泛用途。
    电性能优:聚苯硫醚在高温、高湿、高频条件下仍具有优良的电性能,其体积电阻率为1×1016Ω.cm,表面电阻率为1×1015Ω,电气强度>18KV/mm.
    耐磨性突出:通过填充氟树脂和碳纤维等润滑剂,可大幅度提高其耐磨性,摩擦系数在0.01-0.02
    耐幅射:耐幅射达到Gy 1×108,是其它工程塑料无法比拟的新材料,是电子、电气、机械、仪器、航空、航天、军事等领域特别是、中子弹耐辐射唯一理想的优良材料。
    加工性能好:PPS树脂的熔体粘度低,流动性好,极易与玻纤润湿接触,因此填充填料容易,用其制备的玻纤或无机填料增强注塑级粒料,具有极高抗伸缩性,抗冲击性,抗弯曲及延展性。在其熔点以上可以统一成形。
    与金属和非金属粘接性能好:PPS特别对玻璃、铝、钛、不锈钢等具有非常高的粘结强度,附着力达到1级。对玻璃的粘结性能好,极宜作化工设备的衬里。
33PPS的主要应用范围
  电子电气:微型电子元件封装、连接器、接线器、插座、线圈骨架、微调电容器,保险器基座。
    机械仪表: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。
    汽车领域:温度传感器、汽化器、进化器、汽化泵、坐椅基座,水箱水室。
    家用电器:电风扇、微波炉支架,干衣机、咖啡煲、电饭煲、热风筒、烫发器、空调压缩机。
数据库探针    军事领域:制作歼击机、导弹垂直尾翼,导弹燃烧室,航空、航天、飞行器接插件、线圈骨架、仪表盘诸多部件,特别是隐形战斗机、轰炸机主要部件。核潜艇耐核幅射零件部分,支、头盔,军用帐篷、器皿、宇航员用品,军舰、潜艇耐腐蚀、耐磨零部件,美国研制的新型战车(正在生产阶段)和英国研制的塑料坦克(在实验阶段)等等
    纤维、薄膜:用PPS纤维与其它合成纤维混纺,可制作高性能工业滤布,耐辐射的宇航用布。PPS薄膜是最好的达到F级的绝缘材料,可制作电容器、阻抗电子元件,扁平线圈骨架、电线包覆物、掩盖物、汽化器隔膜,热敏印刷材料、柔软磁盘,电子摄影用感光带等。

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