Полифениленсульфид (PPS)

И.А. Барвинский, И.Е. Барвинская
Опубликовано: 2005. Обновление: 21.03.2018

     Зарубежные: Polyphenylene sulfide, PPS.
     Отечественные: полифениленсульфид, ПФС.

     Суперконструкционые термопласты.

      Кристаллизующийся материал. Один из самых теплостойких термопластов, стекло- и минералонаполненные марки имеют температуру длительной эксплуатации до 240 ^оС (кратковременно до 270 ^оС). Температура стеклования: 85 - 100 ^оС. Температура плавления: 280 - 285 ^оС. Выпускается линейный (Linear PPS) и разветвленный (Branched PPS) полифениленсульфид.
      Стоек к ударным нагрузкам. 
      Нетоксичен. Допускают стерилизацию. Химически стоек к авиационным горюче-смазочным  материалам, автомобильному топливу. Имеет высокую стойкость к растрескиванию, в том числе в контакте с моющими средствами аминного типа. Стоек к горячей воде под давлением (130 ^оС / 16 бар).
     Самозатухает без всяких добавок (UL-94 V-0).
     Рекомендуется для точного литья, но имеются особые требования к технологическому режиму литья. Имеет высокую стабильность размеров и малую ползучесть при высоких температурах. Обладает очень низким водопоглощением.
     Обычно применяется в виде композиций со стекловолокном и минеральным наполнителем. 
     Можно получить детали с высоким блеском даже для стеклонаполненных марок.

Показатели марок

(приводятся характерные значения показателей для литьевых марок, выпускаемых современной промышленностью)
  

     Примечания:
     Механические и прочие характеристики литьевых деталей могут быть значительно хуже показателей, определенных стандартными методами (на стандартных образцах). Они в частности, могут ухудшаться при образовании концентраторов напряжений, спаев, неустойчивом заполнении, проблемах уплотнения, деструкции полимерного материала и пр.
     Для марок, содержащих стеклянное или углеродное волокно, механические свойства очень сильно зависит от разрушения волокна при переработке (особенно интенсивное разрушение происходит при переработке композиций с длинным волокном), ориентации частиц волокна (влияют места впуска, конструкция литьевой детали и пр.).
  
    

     Теплостойкие детали автомобиля. Детали под капотом автомобиля. Топливные рампы. Детали воздуховсасывающей системы, насосов, вентилей автомобиля. 
     Детали интерьера самолетов и космической техники. 
     Теплостойкие и нагруженные детали бытовой техники. Детали и посуда для микроволновых печей. Теплостойкие детали фенов, щипцов для завивки. Головки электробритв. Мелкие детали кухонных  процессоров.  
     Светотехника. Корпуса, патроны, рефлекторы, держатели мощных ламп. Адапторы галогеновых ламп.  
     Стерилизуемые медицинские поддоны и контейнеры.          
     Шестерни, поршни и корпуса прецизионных насосов (для аппарата "искусственная почка" и др.). 
     Детали химических и нефтеперегонных установок. 
     Детали счетчиков для горячей воды под давлением.
     Теплостойкие детали электротехнического назначения. Подложки микросхем. Штекеры, переключатели. Корпуса катушек, детали реле. Компоненты для поверхностного монтажа.

     Температура материального цилиндра: 290 - 320 (марки с ПТФЭ), 295 - 325; 300 - 340; 310 - 320 ^оС. 
     Температура формы: 120 - 150 (специальные марки); 135 - 175 ^оС
     Отличается сложным поведением при кристаллизации (медленно кристаллизующийся). При низкой температуре формы (до 80 ^оС) получается материал с низкой степенью кристалличности (<10%), имеющий пониженные механические свойства. При температуре формы от 80 до 135 ^оС получается материал с высокой вторичной кристаллизацией, что ведет к повышенной нестабильности размеров изделия при хранении и эксплуатации. Разработаны специальные марки, при переработке которых используется меньшая температура формы.
     Противодавление: 2 – 5 МПа (при нестабильной дозе 8 – 10 МПа).
     Имеет относительно высокую термостабильность при переработке (максимальное время пребывания расплава в материальном цилиндре: 60 мин)
     Скорость впрыска: принципы оптимизации скорости впрыска рассмотрены в статье.
     Макс. давление при впрыске зависит от вязкости материала, конструкции изделия (толщина, длина затекания) и литниковой системы.
     Макс. скорости сдвига при впрыске: 50000 1/с.
     Давление выдержки: 40 - 80 МПа. Для использования большего давления выдержки необходимо повышение жесткости литьевой формы.
     Температура потери текучести: 260 - 280 ^оС.
     Допустимая влажность: < 0.02 - 0.04 %.
     Температура сушки: 140 - 150 ^оС.
     Время сушки: 2 - 4 ч  (время сушки зависит от типа сушилки). При сушке сухим воздухом точка росы воздуха: -40 ^оС.
     Допускается добавление макс. 20% вес. вторичного материала (в некоторых случаях возможна переработка до 100% вторичного материала).
     Для чистки машины рекомендуется применять высоковязкий HDPE.
     Толщина вентиляционных каналов: 0.008-0.015 мм.

     Примечания: Температура материального цилиндра может значительно отличаться от фактической температуры расплава из-за диссипативного тепловыделения при течении вязкой жидкости и других факторов. Фактическую температуру расплава нельзя определить путем ее измерении при открытой литьевой форме.     

     Типичная технологическая усадка для ненаполненных марок: 
                                 продольная: 1.0 - 1.2; 1.1; 1.5%.
                                 поперечная: 0.8 - 1.0; 1.6; 1.7; 1.8%.

     Типичная технологическая усадка для стеклонаполненных марок (30% стекловолокна): 
                                 продольная (вдоль волокна): 0.2 - 0.3; 0.4 - 0.6 %.
                                 поперечная (перпендикулярно волокну): 0.5 - 0.7; 0.6 - 0.8; 0.8; 1.2%.

    Примечания: Технологическая усадка литьевых термопластичных материалов может выходить за пределы диапазона значений, определенного на стандартных образцах. Она зависит от конструкции изделия и литьевой формы, а также технологического режима литья. Подробнее о колебании усадки.  
          Для марок, содержащих стеклянное или углеродное волокно, технологическая усадка очень сильно зависит от ориентации частиц волокна, на которую влияют места впуска, конструкция литьевой детали и пр. Также необходимо учитывать влияния на технологическую усадку разрушения волокна при переработке. Особенно интенсивное разрушение происходит при переработке композиций с длинным волокном.

     Армотен (Полипластик) композиции
     AMORVON (DIC)
     Badatron (Bada) композиции
     Celstran PPS (Celanese) композиции
     DIC PPS (DIC)
     DURAFIDE (Polyplastics)
     ECOTRAN (A. Schulman) композиции
     Edgetek PPS (PolyOne)
     Fortron (Celanese)
     IINFINO PPS (LOTTE Advanced Materials)
     KOPPS (Kolon Plastics)
     Lucep (LG Chem)
     NHU-PPS (Zhejiang NHU Special Materials)
     PPS (Guangdong Shunde Hones Polymer Material) композиции
     PPS  (Некспол, Волжский) композиции
     Pyramid PPS (Polymics) композиции
     RTP 1300 (RTP) композиции
     Ryton (Solvay)
     TORELINA (Toray)
     Xytron (DSM)

     Бюллер Г.К. Тепло- и термостойкие полимеры. Пер. с нем. под ред. Я.С. Выгодского. -М.: Химия, 1984. 1056 с. 
     Зеленецкий А.С., Ваецкий П.М. Полифениленсульфиды // Энциклопедия полимеров. Т. 3. -М.: Советская энциклопедия, 1977. С. 72-74.
     Ли Г., Стоффи Д., Невилл К. Новые линейные полимеры. -М.: Химия, 1972. С. 251-252.
     Литье пластмасс под давлением / Под ред. Т. Оссвальда, Л.-Ш. Тунга, П.Дж. Грэманна. Пер с англ. под ред. Э.Л. Калинчева. -СПб: Профессия, 2006. 712 с.
     Милицкова Е.А., Артемов С.В. Ароматические полисульфоны, полиэфирэфиркетоны, полифениленоксиды и полисульфиды. -М.: НИИТЭхим, 1990. 105 с.
     Милицкова Е.А. Смеси и сплавы на основе ароматических полисульфонов и их применение. -М.: НИИТЭхим, 1989. 76 с.
     Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. – СПб: Профессия, 2006. 624 с.
     Третьяков В.Н., Богданов А.П., Теряева Т.Н., Евменов С.Д., Юнников В.В. Переработка композиций на основе полифениленсульфида литьем под давлением // Пласт. массы. 1987. № 8. С. 35-36.
     Точные пластмассовые детали и технология их получения / Старжинский В.Е., Фарберов А.М., Песецкий С.С., Осипенко С.А., Брагинский В.А. Минск, Навука i тэхнiка, 1992, с. 59-61.
     Фрейзер А.Г. Высокотермостойкие полимеры. -М.: Мир, 1971. 296 с.
     Beland S. High performance thermoplastic resins and their composites. Noyes Data Corporation, 1990. 177 p.
     Brady D.G. The crystallinity of poly(phenylene sulfide) and Its effect on polymer properties // J. Appl. Polymer Sci. 1976. V. 20. P. 2541-2551.
     Budgell D.R., Day M. Crystallization behavior of polyphenylenesulfide // Polymer Eng. Sci. 1991. V. 31. P. 1271-1278.
     Designing with Fortron polyphenylene sulfide. Ticona, 1999. 
     DesLauriers P.J., Geibel J.F., Das P.K. Aspects of poly(p-phenylene sulfide) degradation and stabilization. Part I. Influence of polymer and groups on exposure induced coloration // Angew. Makromol. Chem. 1997. V. 247. P. 45-59.
     DIC PPS Product guide. Dainippon Ink and Chemicals, 2016. 15 p.
     DIC PPS Properties of DIC PPS. Dainippon Ink and Chemicals, 2013. 34 p.
     Fink J.K. High performance polymers. – Norwich: William Andrew Inc., 2008. P. 175-207.
      Graff G. Electronic materials yield productivity gains // Mod. Plast. Int. 1992. Nov. P. 45-46.
     Greer M., Reaume A., Kowalski G. The importance of mold temperature on the properties of polyphenylene sulfide parts // 68 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2010. P. 504-508.
     Hsiung C.M., Cakmak M., White J.L. Structural gradients in injection molded PPS: Influence of processing conditions and effect on mechanical behavior // Int. Polym. Process. 1990. V. 5, № 2. P. 109-123.
     Karger-Kocsis J. Microstructural aspects of fracture and fatique behavior in short fiber-reinforced, injection-molded PPS-, PEEK- and PEN-composites // Polymer Bull. 1991. V. 27. P. 109-116.
     Leaversuch R.D. Fortron plant gives major boost to linear PPS capacity // Mod. Plast. Int. 1994. Dec. P. 20-21.
     Leland J.E. Polyphenylene sulfide // Modern Plastics encyclopedia. 1986-1987. P. 69-70.
     Lotti C., Bretas R.E.S. Correlations between injection molding parameters, morphology and mechanical properties of PPS using artificial neural networks // Int. Polym. Process. 2006. V. 21, № 2. P. 104-115.
     Modern plastics handbook / Ed. by C.A. Harper. McGraw-Hill, 2000. P. 1.58-1.59.
     Molding technology for DURAFIDE PPS. Polyplastics Co., Ltd. https://www.polyplastics.com , 2018.
     Nohara L.B., Nohara E.L., Moura A., Goncalves J.M.R.P., Costa M.L., Rezende M.C. Study of crystallization behavior of poly(phenylene sulfide) // Polimeros: Ciencia e Tecnologia. 2006. V. 16, № 2. P. 104-110.
     Okiyokota M., Hamada H., Hiragushi M., Hasegawa T. Fracture behavior of fiber reinforced PPS injection molding // 55th SPE ANTEC Tech. Papers. 1997. P. 3319-3321.
     Peters E.N., Arisman R.K. Engineering thermoplastics // Applied polymer science: 21 century / Ed. by C.D. Craver, C.E. Carraher. Elsevier, 2000. P. 177-196.
     Polyphenylene sulfide // Mach. Des. 1987. Apr. 16. P. 158-160.
     Processing Fortron polyphenylene sulfide (PPS). Ticona, 1999. 
     Rees H. Mold Engineering. -Munich, Vienna, N.Y., Cincinnati: Hanser, Hanser Gardner, 2002. 
     Rogers J.K. Advanced thermoplastics // Mod. Plast. Int. 1994. Jan. P. 43-44.
     Ryton PPS. Design Guide. Solvay Specialty Polymers, 2016.
     Ryton PPS. Processing Guide. Solvay Specialty Polymers, 2017.
     Sandler S.R., Karo W. Polymer synthesis. 2 nd edition. V. 3. Elsevier, 1996. 424 p. P. 73-119.
     Sattich W.E., Geibel J.F. Reinforced poly(phenylene sulfide) // Engineering plastics handbook / Ed. by J.M. Margolis. The McGraw-Hill Companies Inc., 2006. P. 385-418.
     Selden R. Effect of processing on weld line strength in five thermoplastics // Polym. Eng. Sci. 1997. V. 37, № 1. P. 205-218.
     Strong A.B. Plastics: Materials and processing. 3 rd edition. New Jersey: Pearson Education Inc., 2006. P. 286-287.
     Zhai H., Zhou X., Fang L., Lu A. Study on mechanical properties of powder impregnated glass fiber reinforced poly(phenylene sulphide) by injection molding at various temperatures // J. Appl. Polym. Sci. 2010. V. 115. P. 2019-2027.

Перепечатка публикаций сайта допускается только с 
разрешения авторов