Tworzywo PPS z polisiarczku fenylenu

PPS (siarczek polifenylenu) to wysokowydajny, krystaliczny termoplastyczny polimer konstrukcyjny o wyjątkowych wszechstronnych właściwościach:
Doskonała odporność na ciepło: Długoterminowa temperatura użytkowania może przekroczyć 220°C, a krótkotrwała odporność może osiągnąć ponad 260°C. Ma wysoką temperaturę odkształcenia cieplnego (HDT) i dobrą ognioodporność, osiągając ocenę UL94 V-0.
Znakomita odporność chemiczna: Z wyjątkiem silnych kwasów utleniających (np. stężonego kwasu siarkowego, stężonego kwasu azotowego), PPS jest odporny na większość kwasów, zasad, soli, rozpuszczalników organicznych i olejów i jest praktycznie nierozpuszczalny w żadnym rozpuszczalniku w temperaturze poniżej 200°C.
Dobre właściwości mechaniczne: Wysoka sztywność i twardość, z doskonałą odpornością na pełzanie i odpornością na zmęczenie.
Wyjątkowa stabilność wymiarowa: Wyjątkowo niski skurcz przy formowaniu i prawie zerowa absorpcja wody, co pozwala zachować dokładne wymiary nawet w środowiskach o wysokiej temperaturze i dużej wilgotności.
Doskonała izolacja elektryczna: Niska stała dielektryczna, niska strata dielektryczna i stabilna wydajność elektryczna w warunkach wysokiej częstotliwości, wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności.
Naturalna ognioodporność: Osiąga wysoki poziom ognioodporności bez dodawania środków zmniejszających palność.
Wewnętrzne ograniczenia: Czysta żywica PPS jest stosunkowo krucha, ma niską udarność (zwłaszcza udarność) i słabą wytrzymałość. Jego kolor jest zwykle ciemnobrązowy lub czarny, co utrudnia wytwarzanie produktów o jasnym kolorze. Niska lepkość stopu ogranicza przetwarzalność, ale ma doskonałą zwilżalność materiałów wzmacniających, takich jak włókno szklane, dlatego jest powszechnie stosowany jako kompozyty wzmocnione lub wypełnione.

Główne kierunki modyfikacji PPS
Aby przezwyciężyć ograniczenia czystego PPS i rozszerzyć jego zastosowania, modyfikacje przeprowadza się głównie poprzez mieszanie, wypełnianie, wzmacnianie i dodawanie stopów:
Modyfikacja zbrojenia i wypełnienia:
Wzmocnienie włóknem szklanym (GF): Najczęściej znacznie poprawia wytrzymałość na rozciąganie, zginanie, sztywność i temperaturę odkształcenia cieplnego.

Włókno węglowe/wypełnienie mineralne (CF/wypełniacze nieorganiczne): Włókno węglowe znacznie zwiększa wytrzymałość, sztywność, odporność na zużycie i przewodność/działanie antystatyczne. Wypełniacze, takie jak węglan wapnia, talk i dwutlenek tytanu, głównie obniżają koszty, poprawiają stabilność wymiarową i poprawiają jakość powierzchni.

Modyfikacja hartownicza:
Mieszanie z poliolefinami (np. PP, PE), elastomerami (np. SEBS, POE), nylonami (PA), polisulfonem (PSU) lub dodanie cząstek elastomeru znacznie zwiększa udarność i wytrzymałość, przezwyciężając kruchość.

Modyfikacja stopowa:
Stop PPS/PA: Łączy odporność cieplną i chemiczną PPS z wytrzymałością PA, poprawiając przebieg przetwarzania złożonych części cienkościennych.
Stop PPS/PTFE: Dodatek politetrafluoroetylenu znacznie zwiększa odporność na zużycie, samosmarowanie i odporność na korozję, co jest odpowiednie dla odpornych na zużycie elementów uszczelniających.
Stop PPS/PPO lub PPS/PSU: Dodatkowo poprawia odporność na ciepło, stabilność wymiarową i właściwości dielektryczne.

Modyfikacja funkcjonalna:
Modyfikacja przewodząca/antystatyczna: Dodanie włókna węglowego, nanorurek węglowych, sadzy przewodzącej itp. w celu zapewnienia przewodności lub właściwości antystatycznych.
Modyfikacja przewodności cieplnej: Dodanie azotku boru, tlenku glinu i innych wypełniaczy w celu zwiększenia przewodności cieplnej.
Modyfikacja odporności na zużycie: Oprócz PTFE, stałe smary, takie jak grafit lub dwusiarczek molibdenu, mogą zmniejszać współczynnik tarcia.

Przetwarzanie i modyfikacja wyglądu:
Popraw przepływ stopu i okno procesu formowania.
Specjalne zabiegi umożliwiają lekkie podbarwienie lub barwienie w celu spełnienia wymogów estetycznych.

Zastosowania PPS i jego materiałów modyfikowanych
Dzięki swoim wszechstronnym właściwościom kompozyty PPS znajdują szerokie zastosowanie w wymagających dziedzinach:
Przemysł motoryzacyjny:
Obszar silnika: Ramy cewek zapłonowych, obudowy czujników, elementy wtryskiwaczy, korpusy przepustnic, rury dolotowe turbosprężarek.
Instalacje elektryczne: Złącza, skrzynki bezpieczników, przekaźniki, uchwyty szczotek silnika.
Nadwozie i podwozie: Odporne na korozję oprawki lamp, obudowy łożysk, obudowy pomp itp.

Elektronika i elektryka (E&E):
Technologia montażu powierzchniowego (SMT): Złącza do lutowania rozpływowego w wysokiej temperaturze, ramy cewek, nośniki układów scalonych, elementy przełączników.
Nośniki chipów, gniazda, obudowy podzespołów wysokiego napięcia, kondensatory itp.
Sprzęt AGD: Wysokotemperaturowe elementy stykowe w żelazkach, kuchenkach mikrofalowych, grzejnikach, ze wspornikami i obudowami.

Sektor przemysłowy:
Obróbka chemiczna: Pompy, wirniki, zawory, rurociągi, filtry, kołnierze – elementy odporne na korozję i działanie wysokich temperatur.
Sprzęt mechaniczny: Przekładnie, łożyska, tuleje, ślizgacze – odporne na zużycie, samosmarujące, precyzyjne części konstrukcyjne.
Sprzęt środowiskowy: Odporne na korozję komponenty do oczyszczania ścieków i spalin.

Lotnictwo i wojsko:
Komponenty, obudowy i złącza spełniające rygorystyczne wymagania dotyczące lekkości, odporności na wysokie temperatury, ognioodporności i odporności na korozję.

Inne pola:
Urządzenia medyczne (sterylizacja w wysokiej temperaturze), maszyny spożywcze (odporność na parę), instrumenty precyzyjne itp.

Podsumowanie: PPS to wysokowydajne tworzywo sztuczne, którego głównymi zaletami są odporność na ciepło, odporność chemiczną i stabilność. Dzięki ukierunkowanemu wzmacnianiu, hartowaniu, dodawaniu stopów i innym modyfikacjom można systematycznie optymalizować jego właściwości mechaniczne, przetwarzalność i właściwości funkcjonalne, spełniając wymagania wymagających dziedzin przemysłu, od wysokotemperaturowych opakowań elektroniki po trudne warunki chemiczne, precyzyjne części samochodowe i komponenty odporne na zużycie o dużej prędkości.