Was ist PPS-Kunststoff?
Polyphenylensulfid (PPS) ist ein Hochleistungsthermoplast mit hervorragender chemischer Beständigkeit, der bei allen Temperaturen bis 200 °C in nahezu keinem Lösungsmittel löslich ist. Es hat eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und bietet eine hohe mechanische Festigkeit und thermische Stabilität und ist daher für präzisionsgefertigte Teile geeignet. Gehe zu Hochtemperatur-Kunststoffmaterial Seite, um mehr über verwandte Materialien zu erfahren.
Dieses Material ist von Natur aus teilkristallin und hat einen Schmelzpunkt von bis zu 225 °F und einen thermischen Abbau von bis zu 425 °F. Es hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und wurde während der Herstellung spannungsfrei gemacht, was es ideal für Teile macht, die enge Toleranzen erfordern. Unter extremen Bedingungen zeigt PPS eine hervorragende Leistung und kann bei niedrigeren Temperaturen als billigerer Ersatz für PEEK verwendet werden. Aufgrund der sehr geringen ionischen Verunreinigungen eignet sich das Material für Anwendungen, die eine hohe Reinheit erfordern.
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Es werden viele verschiedene PPS-Typen hergestellt und sie sind in glasfaserverstärkten, mineralischen und innengeschmierten Varianten erhältlich. Sie bieten Vorteile wie einen niedrigen Reibungskoeffizienten, erhöhte Verschleißfestigkeit und hohe Schlagfestigkeit.
Einführung in PPs-Kunststoff
Polyphenylensulfid (PPS) ist ein Hochleistungsthermoplast, der für seine ausgezeichnete chemische Beständigkeit bekannt ist. Dieses Material ist bei Temperaturen bis zu 200 °C (392 °F) beständig gegen alle Lösungsmittel. Die geringe Feuchtigkeitsaufnahme in Verbindung mit mechanischer Festigkeit und thermischer Stabilität macht es für Anwendungen geeignet, bei denen Präzisionsbauteile erforderlich sind.
Thermische Eigenschaften von Polyphenylensulfid (PPS)
PPS ist für seine hohe thermische Stabilität bekannt und kann bei hohen und niedrigen Temperaturen verwendet werden, ohne dass sich seine Eigenschaften ändern. Die folgenden Spezifikationen basieren auf den Tests, die mit Techtron® 1000 PPS, einer ungefüllten Sorte, durchgeführt wurden.
Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT)
Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur beschreibt die Wärmemenge, die ein bestimmter Kunststofftyp aushalten kann, bevor er unter einem bestimmten Gewicht nachgibt. Bei PPS liegt diese bei 115 °C (250 °F), wenn es mit 1,8 MPa (264 PSI) belastet wird und den Normen ISO 75-1/2 und ASTM D648 entspricht.
Maximale Gebrauchstemperatur
Die Dauergebrauchstemperatur von PPS kann bis zu 220 °C erreichen, das Material ist sehr lange einsetzbar, etwa 20.000 Stunden in Luft, und seine physikalischen Eigenschaften werden dadurch nicht beeinträchtigt.
Schmelzpunkt von PPS-Kunststoff
Die Glasübergangstemperatur von PPS beträgt gemäß I1357-1/-3 280 °C, während sie gemäß dem Prüfstandard ASTM D3418 540 °F beträgt.
Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit wird definiert als die Wärmeleitfähigkeit des betreffenden Materials. Wärmeleitfähigkeit: Wie Sie sehen, hat PPS eine bessere Wärmeleitfähigkeit als PEEK, aber eine geringere als PE und PTFE. Bei Raumtemperatur (23 °C oder 73 °F) betragen die Wärmeleitfähigkeitswerte für PPS:
ISO: 0,3 W/(Km)
ASTM: 2 BTU Zoll /(h·ft²·°F)
Entflammbarkeit und Feuerbeständigkeit
Die Flammbeständigkeit von PPS ist mit einer UL 94 V-0-Bewertung recht gut und es werden keine zusätzlichen Füllstoffe oder Zusatzstoffe benötigt. Es hat einen Sauerstoffindex von 44% gemäß den Ergebnissen der nach ISO 4589-1/2 durchgeführten Tests, was ebenfalls für die Feuerbeständigkeit des Materials spricht.
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (CLTE)
Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient oder CLTE gibt an, wie stark sich ein Material bei steigenden Temperaturen ausdehnt. PPS hat im Vergleich zu den meisten anderen technischen Kunststoffen wie PET und POM einen CLTE von weniger als 40 und ist damit sogar kostengünstiger als PEEK und PAI. Diese geringe Ausdehnungsrate ist vorteilhaft für Anwendungen, bei denen in Umgebungen mit mittleren bis hohen Temperaturen enge Toleranzen erforderlich sind.
Mechanische Eigenschaften von Polyphenylensulfid (PPS)
PPS ist bekannt für seine Kombination aus niedrigem Ausdehnungskoeffizienten und hoher mechanischer Festigkeit und eignet sich daher sowohl für tragende Anwendungen als auch für Komponenten, die eine komplexe Bearbeitung erfordern. Die folgenden Spezifikationen basieren auf den Tests, die mit Techtron® 1000 PPS, einer ungefüllten Sorte, durchgeführt wurden.
Wichtige mechanische Eigenschaften
| Eigentum | Wert (ISO) | Wert (ASTM) |
| Dichte | 1,35 g/cm³ (ungefüllt) | 1,66 g/cm³ (40% glasfaserverstärkt) |
| Zugfestigkeit | 102 MPa | 13.500 PSI |
| Zugdehnung bei Streckgrenze | 12% | 3.6% |
| Bruchdehnung | 12% | 20% |
| Zug-E-Modul | 4.000 MPa | 500 KSI |
| Druckfestigkeit | – | 21.500 PSI (ASTM D695) |
| Rockwell-Härte M | 100 | 95 |
| Rockwell R Härte | – | 125 |
| Charpy-Schlagzähigkeit (ungekerbt) | – | Keine Pause |
| Charpy-Schlagzähigkeit (gekerbt) | 2,0 kJ/m² | – |
| Izod-Schlagzäh (gekerbt) | – | 0,60 Fuß-Pfund/Zoll |
| Biegefestigkeit | 155 MPa | 21.000 PSI |
| Biege-Elastizitätsmodul | – | 575 KSI |
Dichte
Ungefülltes PPS hat eine Dichte von ca. 1,35 g/cm³. Verstärkt man es beispielsweise mit Glasfasern 40%, steigt die Dichte auf ca. 1,66 g/cm³.
PPSU-Spritzgießen
Zugfestigkeit
Diese Zugfestigkeit ist viel höher als bei anderen technischen Kunststoffen, die in der gleichen Preisklasse wie PPS erhältlich sind. Die Zugfestigkeitseigenschaften von Techtron® 1000 PPS bestehen aus einer Zugfestigkeit von 102 MPa (13.500 PSI), einer Streckgrenze von 12% und einer Bruchdehnung von 12%.
Druckfestigkeit
Eine weitere erwähnenswerte mechanische Eigenschaft ist die Druckfestigkeit von PPS, die gemäß ASTM D695-Test auf etwa 21.500 PSI geschätzt wird.
Härte und Schlagfestigkeit
PPS weist eine hervorragende Härte und Schlagfestigkeit auf: PPS weist eine hervorragende Härte und Schlagfestigkeit auf:
Rockwell-Härte M: 100 (ISO), 95 (ASTM).
Rockwell-Härte R: 125, (ASTM)
Charpy-Schlagzähigkeit: Ungekerbte Proben weisen keine Risse auf, während gekerbte Proben eine Festigkeit von ca. 2,0 kJ/m² aufweisen.
Izod-Schlagzäh (gekerbt): 0,60 ft·lb/Zoll.
Biegeeigenschaften
PPS-Polymere haben eine hohe Festigkeit und einen hohen Biegemodul, wodurch sie für strukturelle Anwendungen geeignet sind. Die Biegefestigkeit beträgt 155 MPa (21.000 PSI) und der Biegemodul 575 KSI, was auf die Steifigkeit und Tragfähigkeit hinweist.
Man kann feststellen, dass PPS über ziemlich hohe mechanische Eigenschaften verfügt, was seinen Einsatz in den Branchen ermöglicht, in denen hochfeste und präzise Teile erforderlich sind.
Elektrische Eigenschaften von Polyphenylensulfid (PPS)
Unter allen Polymermaterialien eignet sich Polyphenylensulfid (PPS) besonders gut für die elektrische Hochspannungsisolierung. Aufgrund seiner teilkristallinen und unpolaren Molekularstruktur weist es eine sehr geringe Elektronenbeweglichkeit und damit einen hohen elektrischen Widerstand auf, was es zu einem schlechten Stromleiter macht.
Die folgenden elektrischen Spezifikationen basieren auf Tests, die mit Techtron® 1000 PPS, einer ungefüllten Sorte, durchgeführt wurden.
Tabelle: Wichtige elektrische Eigenschaften
| Eigentum | Wert |
| Durchschlagsfestigkeit | 18 kV/mm (IEC 60243-1) |
| 540 V/mil (ASTM D149) | |
| Oberflächenwiderstand | 10^12 Ohm/Quadrat (ANSI/ESD STM 11.11) |
| Volumenwiderstand | 10^13 Ohm/cm (IEC 62631-2-1) |
Durchschlagsfestigkeit
Die dielektrische Festigkeit bezeichnet die elektrische Festigkeit eines Materials unter Spannung. Für ungefülltes PPS beträgt dieser Wert gemäß IEC 60243-1 etwa 18 kV/mm oder gemäß ASTM D149-Standard 540 V pro mil. Diese Eigenschaft ist von Bedeutung bei der Beurteilung der Eignung von PPS als elektrischer Isolator.
Elektrischer Widerstand
Der elektrische Widerstand hingegen ist das Maß für die Fähigkeit eines Materials, dem Fluss von elektrischem Strom Widerstand zu bieten. PPS hat eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit, daher ist sein elektrischer Widerstand im Vergleich zu vielen anderen üblichen technischen Kunststoffen gering, was es ideal für den Einsatz in Isolierdiensten macht. Ungefülltes PPS hat einen Oberflächenwiderstand von 10^12 Ohm/sq (ANSI/ESD STM 11. 11) und einen Volumenwiderstand von 10^13 Ohm/cm (IEC 62631-2-1).
Chemische Verträglichkeit von Polyphenylensulfid (PPS)
Eine der wichtigsten Eigenschaften von PPS ist seine sehr gute chemische Beständigkeit, die es zu einem der chemisch beständigsten technischen Thermoplaste auf dem heutigen Markt macht, insbesondere wenn man seinen Preis berücksichtigt. Es nimmt sogar noch weniger Feuchtigkeit auf, was es bei verschiedenen schwierigen Anwendungen noch widerstandsfähiger macht. PPS ist eine ausgezeichnete Wahl für Umgebungen mit:
- Starke Säuren und Basen: Es kann auch einigen Substanzen wie Schwefelsäure, Salzsäure, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid ausgesetzt werden.
- Organische Lösungsmittel: PPS weist eine akzeptable Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber mehreren organischen Lösungsmitteln auf, darunter Alkohole, Ketone, Ester und aromatische Kohlenwasserstoffe.
- Oxidationsmittel: Es ist möglich, dieses Material mit Oxidationsmitteln wie beispielsweise Wasserstoffperoxid und Chlor zu verwenden.
- Kohlenwasserstoffe: Sie können auch mit Kraftstoffen, Ölen und allen Arten von Schmiermitteln verwendet werden, die im Auto eingesetzt werden können.
- Halogene: Es eignet sich für Anwendungen, die Sterilisation und Desinfektion beinhalten, wie etwa die Verwendung von Bleichmittel und die Reinigung vor Ort/Sterilisation vor Ort.
- Feuchtigkeit und Luftfeuchtigkeit: Aufgrund der geringen Feuchtigkeitsaufnahme ist es ideal für Orte mit hoher Luftfeuchtigkeit.
Alles in allem eignet sich PPS ideal für den Einsatz in Anwendungen, die mit einem breiten Spektrum an Chemikalien in Kontakt kommen, und bietet dauerhaften Einsatz in rauen Umgebungen.
Anwendungen von Polyphenylensulfid (PPS)
Polyphenylensulfid (PPS) ist ein thermoplastischer Hochleistungswerkstoff mit vielen besonderen Eigenschaften. Aufgrund seiner relativ geringen Kosten und der Möglichkeit, daraus Gegenstände herzustellen, eignet es sich gut für mehrere Branchen, insbesondere für solche mit hohen Temperaturen.
Hier ist eine Aufschlüsselung der Hauptanwendungen:
Automobilindustrie
PPS wird auch in der Automobilindustrie eingesetzt, da es in der Lage ist, Metalle und andere Materialien in rauen Anwendungsbereichen zu ersetzen. Es ist besonders wirksam für Komponenten, die Folgendem ausgesetzt sind: Es ist besonders wirksam für Komponenten, die Folgendem ausgesetzt sind:
- Hohe Temperaturen: Am besten geeignet für den Einsatz in Bereichen, in denen die Installation fester Geräte schwierig ist, wie beispielsweise unter der Motorhaube eines Autos.
- Kfz-Flüssigkeiten: Wird durch verschiedene Flüssigkeiten nicht so leicht korrodiert.
- Mechanische Beanspruchung: Es bietet die dringend benötigte Ausdauer in stressigen Momenten.
Zu den wichtigsten Automobilanwendungen gehören:
- Kraftstoffeinspritzsysteme
- Kühlmittelsysteme
- Wasserpumpen-Laufräder
- Thermostatgehäuse
- Elektrische Bremskomponenten
- Schalter und Lampengehäuse
In manchen Fällen wird PPS, wenn es um Innen- oder Außenverkleidungsteile geht, nicht so häufig verwendet, für funktionale Automobilanwendungen eignet es sich jedoch sehr gut.
Elektrik und Elektronik
PPS ist aufgrund seiner Eigenschaften ein bevorzugtes Material im Elektro- und Elektroniksektor (E&E):
- Hoher Wärmewiderstand: Am besten für Teile verwenden, die Hitze ausgesetzt sind.
- Hervorragende Zähigkeit und Dimensionsstabilität: Garantiert Zuverlässigkeit bei Anwendungen, bei denen es auf Genauigkeit ankommt.
- Geringe Schrumpfung: Ermöglicht eine bessere und richtige Formgebung komplexer Stecker und Buchsen.
PPS ist auch für die Entflammbarkeitsklasse UL94 V-0 ohne Verwendung weiterer Flammschutzmittel bekannt. Es wird häufig verwendet in:
- Stecker und Buchsen
- Spulenkörper für elektrische Spulen
- Elektronikgehäuse
- Festplattenlaufwerkkomponenten
- Schalter und Relais
Der Übergang zu PPS in E&E-Anwendungen wird daher durch die Tatsache notwendig, dass Polymere ersetzt werden müssen, die gegenüber niedrigen Temperaturen weniger beständig sind.
Haushaltsgeräte
Aufgrund seiner minimalen Schrumpfung und Quellung sowie seiner nicht korrosiven und nicht hydrolysierenden Eigenschaften bei Hitzeeinwirkung wird PPS in verschiedenen Haushaltsgeräten eingesetzt. Zu den üblichen Anwendungen gehören:
- Heizungs- und Klimaanlagenkomponenten
- Bratpfannenstiele
- Haartrocknergitter
- Dampfbügeleisenventile
- Toasterschalter
- Drehteller für Mikrowellenherde
Industrielle Anwendungen
Es ist zu beobachten, dass PPS in den Bereichen des Maschinenbaus, in denen chemisch aggressive Umgebungen herrschen, Metalle und Duroplaste ersetzt. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es ideal für:
Bei den Anwendungen handelt es sich normalerweise nicht um standardmäßiges verstärktes Spritzgießen, sondern eher um stärker industrialisierte Verfahren.
Faserextrusionsverfahren und Antihaftbeschichtungen.
- Druckgeformte Komponenten für Geräte und Feinmechanik, einschließlich Pumpen, Ventile und Rohre.
- Auf Ölfeldern verwendete Kreiselpumpenkomponenten sowie deren Stangenführungen.
- Geräteelemente wie HVAC-Systeme (Heizungs-, Lüftungs- und Klimasysteme), Kompressorkomponenten, Gebläsegehäuse und Thermostatteile.
Medizin und Gesundheitswesen
In der Medizinbranche wird glasfaserverstärktes PPS für die Herstellung von chirurgischen Instrumenten und anderen Ausrüstungselementen verwendet, die sowohl robust als auch hitzebeständig sein müssen. Darüber hinaus werden PPS-Fasern auch für medizinische Membranen und andere Anwendungen verwendet.
Vielfältige Materialoptionen
PPS ist in verschiedenen Formen erhältlich, darunter mit Glasfüllung, mit Mineralienfüllung und mit Innenschmierung. Diese Optionen können Vorteile wie geringere Reibung, verbesserte Verschleißfestigkeit und erhöhte Schlagfestigkeit mit sich bringen.
PPS-Typen basierend auf Synthesemethoden
Polyphenylensulfid (PPS) kann je nach Syntheseverfahren in drei Haupttypen eingeteilt werden. Jeder Typ bietet unterschiedliche Eigenschaften und Vorteile und eignet sich daher für verschiedene Anwendungen.
Übersicht der PPS-Typen
| PPS-Typ | Beschreibung |
| Lineares PPS | Diese Version weist ein Molekulargewicht auf, das fast doppelt so hoch ist wie das von Standard-PPS. Aufgrund seiner längeren Molekülketten bietet es eine verbesserte Zähigkeit, Dehnung und Schlagfestigkeit. |
| Ausgehärtetes PPS | Hergestellt durch Erhitzen von normalem PPS in Gegenwart von Sauerstoff (O2). Dieser Aushärtungsprozess dehnt die Molekülketten aus und erzeugt einige Verzweigungen, was zu einem höheren Molekulargewicht und duroplastähnlichen Eigenschaften führt. |
| Verzweigtes PPS | Dieser Typ hat im Vergleich zu normalem PPS ein höheres Molekulargewicht. Seine Molekularstruktur umfasst verzweigte Ketten, die die mechanischen Eigenschaften, Zähigkeit und Duktilität verbessern. |
Detaillierte Eigenschaften
- Lineares PPS: Lineares PPS hat eine hohe mechanische Festigkeit und wird daher dort eingesetzt, wo Zugfestigkeit und Flexibilität des Produkts erwünscht sind. Es verfestigt sich außerdem schnell, wenn es Hitze über der Glasübergangstemperatur von etwa 85 °C ausgesetzt wird, und ist daher in verschiedenen Produktionsprozessen nützlich.
- Ausgehärtetes PPS: Der Aushärtungsprozess führt auch zu einer Erhöhung des Molekulargewichts des Duroplasts und seiner Eigenschaften, wodurch es ideal für den Einsatz bei hohen Temperaturen wird. Diese Veränderungen sind vorteilhaft, da sie für eine erhöhte Festigkeit und Stabilität der Strukturen sorgen, was insbesondere unter Bedingungen hoher Belastung wichtig ist.
- Verzweigtes PPS: Das verzweigte PPS hat eine verzweigte Struktur, die für die Anwendung eine hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit bietet. Aufgrund seiner höheren Duktilität eignet es sich für Teile, die dynamischen Belastungen oder Stößen ausgesetzt sein können.
Durch das Verständnis dieser PPS-Typen ist ein Hersteller in der Lage, den geeigneten Materialtyp für seine Anwendung auszuwählen, um Leistung und Lebensdauer zu verbessern.
Verbesserung der Materialeigenschaften von PPS-Kunststoff durch Additive
PPS ist in verschiedenen Typen erhältlich und aufgrund seiner inhärenten chemischen Beständigkeit ist es möglich, verschiedene Additive hinzuzufügen, um seine Eigenschaften zu verbessern. Diese verbessern die mechanischen Eigenschaften, thermischen Merkmale und andere relevante Eigenschaften.
PPS wird üblicherweise mit Füllstoffen und Fasern modifiziert oder mit anderen Thermoplasten copolymerisiert, um seine Eigenschaften zu verbessern. Beliebte Verstärkungen sind:
- Glasfaser
- Kohlefaser
- PTFE (Polytetrafluorethylen)
Es werden verschiedene PPS-Qualitäten angeboten, darunter:
- Ungefüllt Natur
- 30% Glasgefüllt
- 40% Glasgefüllt
- Mit Mineralien gefüllt
- Glas-Mineral-gefüllt
- Leitfähige und antistatische Varianten
- Lagerklassen mit Innenschmierung
Darunter haben sich PPS-GF40 und PPS-GF MD 65 aufgrund ihrer Leistung als Marktstandard herauskristallisiert und nehmen daher einen beträchtlichen Marktanteil ein.
Vergleich der Eigenschaften verschiedener PPS-Qualitäten
In der folgenden Tabelle sind die typischen Eigenschaften ungefüllter und gefüllter PPS-Typen zusammengefasst:
Eigenschaftsvergleich der PPS-Typen
In der folgenden Tabelle sind die typischen Eigenschaften ungefüllter und gefüllter PPS-Typen zusammengefasst:
| Eigentum (Einheit) | Testmethode | Ungefüllt | Glasfaserverstärkt | Glas-Mineral gefüllt |
| Füllinhalt (%) | – | – | 40 | 65 |
| Dichte (kg/l) | ISO 1183 | 1.35 | 1.66 | 1.90 - 2.05 |
| Zugfestigkeit (MPa) | ISO 527 | 65 - 85 | 190 | 110 - 130 |
| Bruchdehnung (%) | ISO 527 | 6 - 8 | 1.9 | 1.0 - 1.3 |
| Biegemodul (MPa) | ISO 178 | 3800 | 14000 | 16000 - 19000 |
| Biegefestigkeit (MPa) | ISO 178 | 100 - 130 | 290 | 180 - 220 |
| Izod-Kerbschlagzähigkeit (kJ/m²) | ISO 180/1A | – | 11 | 5 - 6 |
| HDT/A bei 1,8 MPa (°C) | ISO 75 | 110 | 270 | 270 |
Verarbeitungstechniken für Polyphenylensulfid (PPS)
PPS-Harze werden in verschiedenen Verfahren wie Blasformen, Spritzgießen und Extrusion eingesetzt und normalerweise bei einer Temperatur von 300–350 °C verarbeitet. Aufgrund des hohen Schmelzpunkts ist es jedoch nicht sehr einfach, insbesondere gefüllte Sorten zu verarbeiten, bei denen die Gefahr einer Überhitzung der Geräte besteht.
Anforderungen an die Vortrocknung
Der Formprozess ist entscheidend, um die Form der geformten Produkte zu verändern und ein Auslaufen zu verhindern. Es wird empfohlen, PPS bei folgenden Temperaturen zu trocknen: Es wird empfohlen, PPS bei folgenden Temperaturen zu trocknen:
- Bei 150–160 °C für 2–3 Stunden oder bei 170–180 °C für 1–2 Stunden oder bei 200–220 °C für 30 Min.–1 Std.
- 120°C für 5 Stunden
Dieser Schritt ist insbesondere bei mit Kohlenstofffasern gefüllten Typen von entscheidender Bedeutung, da diese bekanntermaßen aufquellen und Feuchtigkeit aufnehmen, die sich nachteilig auf das Endprodukt auswirkt.
Spritzgussparameter
Es ist wichtig zu betonen, dass PPS im Spritzgussverfahren verarbeitet werden kann. Um die Produktivität des Formprozesses zu verbessern, sollte die Formtemperatur 50 Grad Celsius und die Nachkristallisationstemperatur 200 Grad Celsius betragen. Dieses Verfahren kann jedoch nicht bei Anwendungen angewendet werden, bei denen ein hoher Wert an Dimensionsstabilität erforderlich ist. Da PPS eine niedrige Viskosität zum Füllen aufweist, muss man sich auf den Formschluss konzentrieren.
Typische Parameter sind:
- Zylindertemperatur: 300-320°C
- Formtemperatur: 120–160 °C, damit das Gewebe richtig kristallisieren kann und sich nicht verzieht.
- Einspritzdruck: 40-70 MPa
- Schneckendrehzahl: 40-100 U/min
Extrusionsprozess
PPS kann auch extrudiert werden. Dieses Verfahren wird bei der Herstellung von Fasern, Monofilamenten, Rohren, Stäben und Platten angewendet. Zu den empfohlenen Verarbeitungsbedingungen gehören:
- Trocknungstemperatur: 121 °C für 3 h
- Formtemperatur: 300-310°C
- Schmelztemperatur: 290-325°C
Nachhaltigkeit von PPS
Wenn PPS jedoch verantwortungsbewusst beschafft und hergestellt wird, gilt es als eines der nachhaltigen Polymere. Seine Nachhaltigkeit hängt von den folgenden Faktoren ab:
Beschaffung der Rohstoffe:
Die Auswahl erneuerbarer Materialien bei der Herstellung von PPS kann ebenfalls zur Verringerung der Treibhausgasemissionen und zur Verbesserung der Effizienz beitragen.
Haltbarkeit:
PPS nutzt sich durch Hitze und Chemikalien nicht ab und hält daher länger, da es sich die meiste Zeit nicht abnutzt und nur selten ausgetauscht werden muss.
Recyclingoptionen: Polyphenylensulfid kann auf folgende Arten recycelt werden:
- Mechanisches Recycling: Verfahren wie Mahlen oder Zerkleinern.
- Chemisches Recycling: Es werden Schritte wie Depolymerisation oder ähnliche Schritte durchgeführt.
Obwohl der Schmelzpunkt von PPS hoch ist und es chemisch inert ist, was das Recycling erschwert, gibt es in der Recyclingbranche für Post-Consumer-Kunststoffe eine kontinuierliche Entwicklung. In Anlagen zum Recycling von PPS und anderen ähnlichen duroplastischen Polymeren wurde investiert, was eine Kreislaufwirtschaft unterstützt.
Leichtgewichtige Funktionen
Die typischste oder beliebteste Verwendung von PPS ist der Ersatz von Metallen, da es leicht ist und nicht korrodierend gegenüber Salzen und Autoflüssigkeiten wirkt. Es kann mehrere hochkomplexe Segmente korrekt zusammensetzen, um mehrere Funktionen zu erfüllen.
Zertifizierungen und Sicherheitsaspekte
PPS-Produkte, die aus recycelten und/oder aus Biomasse hergestellten Materialien hergestellt und ISCC+-zertifiziert sind, gelten als nachhaltig. Sie stellen keine große Gefahr für Mensch und Umwelt dar, aber es sollten Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um die damit verbundenen Risiken zu minimieren.
Vorteile des Spritzgusses mit PPS
Das Spritzgussverfahren mit Polyphenylensulfid (PPS) bietet zahlreiche Vorteile und wird deshalb bevorzugt für die Herstellung von Hochleistungsteilen eingesetzt.
Überlegene mechanische Festigkeit
PPS weist als Material mehrere hervorragende mechanische Eigenschaften auf, darunter Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit. Dank dieser Eigenschaften können PPS-Komponenten auch unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden, bei denen die Materialfestigkeit von größter Bedeutung ist.
Hervorragende thermische Stabilität
Eine der wichtigsten Eigenschaften von PPS ist seine Hitzebeständigkeit: Dieser Kunststoff zerfällt nicht, verliert seine Festigkeit und Elastizität und verzieht sich auch nicht, wenn er über längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Aufgrund seiner thermischen Stabilität eignet er sich gut für den Einsatz in Bereichen, in denen Hitze entsteht.
Ausgezeichnete chemische Beständigkeit
PPS scheint gegenüber vielen Chemikalien, darunter Säuren, Basen, Lösungsmittel und Kohlenwasserstoffe, äußerst resistent zu sein. Diese Eigenschaft macht es für den Einsatz in schwierigen chemischen Anwendungen geeignet.
Konstante Dimensionsstabilität
Darüber hinaus können PPS-Teile bei Temperaturschwankungen nicht durch Form- und Größenänderungen beeinträchtigt werden und eignen sich daher für den Einsatz in Anwendungen, die enge Toleranzen erfordern.
Leichte Zusammensetzung
PPS weist eine relativ geringere Dichte als Metalle auf, verfügt gleichzeitig aber über eine gute mechanische Festigkeit und ist daher besser für Anwendungen geeignet, bei denen das Gewicht ein entscheidender Faktor ist.
Nachteile des PPS-Kunststoffspritzgusses
Es ist jedoch wichtig, die folgenden Einschränkungen von PPS im Spritzgussverfahren zu berücksichtigen. Diese Faktoren müssen bewertet werden, um besser zu verstehen, ob sie für Ihren speziellen Einsatz geeignet sind.
Höhere Kosten
PPS-Harze sind im Vergleich zu vielen anderen Thermoplasten verhältnismäßig teuer, und dieser Faktor kann bei der Verwendung von PPS in der Großserienproduktion oder bei kostensensiblen Projekten zu hohen Gesamtkosten führen.
Schleifeigenschaften
Der hohe Füllstoffanteil, der zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von PPS verwendet wird, wirkt sich auf den Verschleiß der Spritzgussgeräte aus. Dies kann wiederum zu vorzeitigem Verschleiß von Schnecken, Zylindern und Formen führen.
Begrenzte Farbauswahl
Richtig hergestelltes PPS ist im Allgemeinen schwarz oder dunkelbraun, was die Möglichkeiten heller oder heller Farbtöne im fertigen Produkt einschränkt.
Inhärente Sprödigkeit
Obwohl PPS etwas spröde sein kann, ist dies kein allzu großes Problem und kann mithilfe von Fasern und Verstärkungen ausgeglichen werden. Diese Zusätze können jedoch auch die Eigenschaften des Materials verändern, was sich auf die Festigkeit, die Oberflächenbeschaffenheit, die Dimensionsstabilität und die Kosten des Produkts auswirkt.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Spritzgießen mit PPS bietet mehrere Vorteile, insbesondere bei Hochleistungsteilen mit hoher mechanischer Belastung, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit. Allerdings muss man die höheren Kosten und einige der inhärenten Einschränkungen des Ansatzes berücksichtigen, die von den Besonderheiten der Projekte abhängen. Durch den Vergleich dieser Faktoren können Hersteller also die richtigen Entscheidungen über die Verwendung von inS in ihren Anwendungen treffen, um maximale Leistung und Kosten zu erzielen.