聚苯硫醚的改性

1、聚苯硫醚的改性聚苯硫醚，英文名稱：Polyphenylene sulfide，簡(jiǎn)稱PPS.聚苯硫醚是一種線型高分子量的聚合物，其綜合性能十分優(yōu)越，是特種工程塑料的第一大品種，被稱為第六大工程塑料，也是“八大”宇航材料之一，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更新時(shí)代和高、精、尖技術(shù)發(fā)展不可缺少的新材料之一。PPS的結(jié)構(gòu)單元簡(jiǎn)單，剛性的單體使其材料在高溫下具有很好的強(qiáng)度、剛度保留率，有著較強(qiáng)的結(jié)晶趨勢(shì)和較大的結(jié)晶度。但主鏈上大量的苯環(huán)，加之結(jié)晶度很高，造成材料斷裂伸長(zhǎng)率低，韌性、抗沖擊性也較差，一定程度上限制了它的應(yīng)用。因此，對(duì)PPS的改性研究非常重要。聚合物改性共混改性結(jié)構(gòu)改性共聚接枝結(jié)構(gòu)替換物理共混化學(xué)共混機(jī)械共混溶

2、液共混乳液共混溶脹聚合互穿網(wǎng)絡(luò)核-殼型乳液聚合圖1 聚合物改性方法示意圖1 聚苯硫醚的結(jié)構(gòu)改性聚合物的結(jié)構(gòu)改性方法包括共聚、接枝、結(jié)構(gòu)替換。PPS的結(jié)構(gòu)改性主要途徑是在主鏈和苯環(huán)上引入某些集團(tuán)來(lái)改變其性質(zhì)，從而提高其使用性能。目前PPS結(jié)構(gòu)改性的主要產(chǎn)品有聚苯硫醚酮【Poly（phenylene sulfide ketone）， PPSK】 ,聚苯硫醚砜【Poly(Phenyene sulnde sulfone)， PPSS】、 聚苯硫醚酞胺【 PPSA】 、 聚苯腈硫醚( PPCS)。 （1）PPSK (2) PPSS (3) PPSA (4) PPCS圖2 聚芳族硫醚化學(xué)結(jié)構(gòu)式 PPSK是

3、近幾年才迅速發(fā)展起來(lái)的含硫芳香族化合物，它保留了PPS的一些優(yōu)良性質(zhì)，如耐化學(xué)腐蝕性、穩(wěn)定性、耐輻射性、絕緣性等，而且耐高溫性得到了顯著提高，熔點(diǎn)可達(dá)340。但另一方面，熱變形溫度的提高也對(duì)其加工設(shè)備的要求提高了很多，這是不好的一面。 聚苯硫醚砜 ( PPSS) 作為 PPS 的結(jié)構(gòu)改性材料，是一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度很高 ( Tg= 215 ) 的非結(jié)晶性聚合物，具備了聚苯硫醚的一些優(yōu)異性能，如優(yōu)良的力學(xué)、電學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性以及耐化學(xué)腐蝕性、耐輻射、阻燃性等,同時(shí)在分子鏈中引入了強(qiáng)極性的砜基同時(shí)也是一種抗沖擊、抗彎曲性能優(yōu)異的韌性材料。 2聚苯硫醚的共混改性共混是指兩種或兩種以上聚合物通過(guò)物理的

4、或化學(xué)的方法共同混合而形成的宏觀上均勻、連續(xù)的固體高分子材料，從而來(lái)提高材料的一些性能。(1)玻纖增強(qiáng)聚苯硫醚玻璃纖維（GF）是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬增強(qiáng)材料，種類繁多，價(jià)格低廉。具有機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性好、抗腐蝕性好、耐熱性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。向材料中添加玻璃纖維能提高材料的力學(xué)性能，明顯提高其使用性。隨著對(duì)玻璃纖維改性的研究和發(fā)展，玻纖增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料也在傳統(tǒng)和普通的基礎(chǔ)上有了進(jìn)一步的發(fā)展，主要表現(xiàn)在玻璃纖維含量的不斷提高上，最大含量可超過(guò)60%，并且仍能保持注塑加工時(shí)較好的加工流動(dòng)性和制品良好的表面光潔性。表1 纖維含量對(duì)PPS/GF復(fù)合材強(qiáng)度的影響纖維含量 %拉伸強(qiáng)度 MPa缺口沖擊強(qiáng)度kJ

5、 /m2010203040558011013414034.65.776.8(2)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料是一種高性能的復(fù)合材料，與玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料相比具有高剛性、高強(qiáng)度、導(dǎo)電性、高彈性、耐磨性和更好的摩擦特性等特點(diǎn)，在高強(qiáng)度、高模量、輕質(zhì)量、耐高溫、耐磨、高振動(dòng)阻尼和防靜電等環(huán)境下具有廣泛的應(yīng)用空間。碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的加工成型工藝和玻璃纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料一致，容易實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。玻璃纖維可提高聚苯硫醚的潤(rùn)滑性、耐磨性及導(dǎo)電性等，這也讓該復(fù)合材料擁有了更加廣闊的應(yīng)用空間。CF在PPS結(jié)晶過(guò)程中,起到異相成核的作用,提高了 PPS的結(jié)晶度、結(jié)晶，并能提高了 PPS的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量。表2 不同CF含量的PPS/CF的力學(xué)性能CF含量(wt%)拉伸強(qiáng)度（MPa）斷裂伸長(zhǎng)率（%）彎曲強(qiáng)度（MPa）彎曲模量（MPa）無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)03.043.264.968.3811.8916.2119.68 55.5964.3964.6274.3285.24102.19106.83115.55 42928.527.5911.22 11.079.789.729.2772.3489.1785.96103.59112.2133.80149.63152.82170