¿Qué es el plástico PPS?

¿Qué es el plástico PPS?

El sulfuro de polifenileno (PPS) es un termoplástico de alto rendimiento con una resistencia química excepcional, que es soluble en casi ningún disolvente a todas las temperaturas hasta 200 °C. Tiene una baja absorción de humedad y proporciona una alta resistencia mecánica y estabilidad térmica, por lo que es adecuado para piezas mecanizadas de precisión. Material plástico de alta temperatura. Página para conocer más materiales relacionados.

Este material es de naturaleza semicristalina y tiene un punto de fusión de hasta 225 °F y una degradación térmica de hasta 425 °F. Tiene un coeficiente de expansión térmica bajo y se le han eliminado las tensiones durante la fabricación, lo que lo hace ideal para piezas que necesitan tolerancias estrechas. En condiciones extremas, el PPS muestra un rendimiento excelente y se puede utilizar como un sustituto más económico del PEEK a temperaturas más bajas. Debido a los niveles muy bajos de impurezas iónicas, el material es adecuado para aplicaciones que requieren alta pureza.

Puedes ir a Moldeo por inyección de PEEK Página para saber más sobre el material PEEK.

Se producen muchos grados diferentes de PPS y están disponibles en variantes reforzadas con fibra de vidrio, minerales y lubricadas internamente. Pueden ofrecer ventajas tales como un bajo coeficiente de fricción, mayor resistencia al desgaste y alta resistencia al impacto.

Introducción al plástico PP

El sulfuro de polifenileno (PPS) es un termoplástico de alto rendimiento conocido por su excelente resistencia química. Este material es resistente a todos los solventes a temperaturas de hasta 392 °F (200 °C). La baja tasa de absorción de humedad, junto con la resistencia mecánica y la estabilidad térmica, lo hacen adecuado para aplicaciones donde se requieren componentes de ingeniería de precisión.

Propiedades térmicas del sulfuro de polifenileno (PPS)

Se sabe muy bien que el PPS tiene una alta estabilidad térmica y puede funcionar a temperaturas altas y bajas sin cambiar sus propiedades. Las siguientes especificaciones se derivan de las pruebas realizadas en Techtron® 1000 PPS, que es un grado sin relleno.

Temperatura de deflexión térmica (HDT)

La temperatura de deflexión térmica describe la cantidad de calor que puede soportar un determinado tipo de plástico antes de que comience a deformarse bajo un peso determinado. En el caso del PPS, esta temperatura es de 115 °C (250 °F) cuando se carga con 1,8 MPa (264 PSI) y de acuerdo con las normas ISO 75-1/2 y ASTM D648.

Temperatura máxima de servicio

La temperatura de servicio continuo del PPS puede alcanzar hasta 220 °C, el material se puede utilizar durante mucho tiempo, alrededor de 20.000 horas en el aire y sus características físicas no se verán afectadas.

Punto de fusión del plástico PPS

La temperatura de transición vítrea del PPS es de 280 °C según la norma I1357-1/-3, mientras que es de 540 °F según las normas de prueba ASTM D3418.

Conductividad térmica

La conductividad térmica se define como la capacidad del material en cuestión para conducir el calor. Conductividad térmica: como puede ver, el PPS tiene una mejor conductividad térmica que el PEEK, pero menor que el PE y el PTFE. A temperatura ambiente (23 °C o 73 °F), los valores de conductividad térmica del PPS son:

YO ASI: 0,3 W/(K·m)

Norma ASTM: 2 BTU pulg./(hr·ft²·°F)

Inflamabilidad y resistencia al fuego

La resistencia al fuego del PPS es razonablemente buena, con una clasificación UL 94 V-0 y no se necesitan rellenos ni aditivos adicionales. Tiene un índice de oxígeno de 44% según los resultados de las pruebas realizadas según la norma ISO 4589-1/2, lo que también habla de la resistencia al fuego del material.

Coeficiente de expansión térmica lineal (CLTE)

El coeficiente de expansión térmica lineal o CLTE muestra cuánto se expande un material cuando aumenta la temperatura. El PPS tiene un CLTE de menos de 40 en comparación con la mayoría de los demás plásticos de ingeniería, como PET y POM, lo que lo hace incluso más rentable que el PEEK y el PAI. Esta baja tasa de expansión es beneficiosa para aplicaciones en las que se requiere una tolerancia estricta en entornos de temperatura moderada a alta.

Propiedades mecánicas del sulfuro de polifenileno (PPS)

El PPS es conocido por su equilibrio entre un bajo coeficiente de expansión y una alta resistencia mecánica, por lo que es adecuado tanto para aplicaciones de soporte de carga como para componentes que exigen un mecanizado complejo. Las siguientes especificaciones se basan en las pruebas que se realizaron con Techtron® 1000 PPS, que es un grado sin relleno.

Propiedades mecánicas clave

Densidad

El PPS sin relleno tiene una densidad de aproximadamente 1,35 g/cm³. Si se refuerza, por ejemplo, con fibras de vidrio 40%, la densidad aumenta hasta aproximadamente 1,66 g/cm³.

Moldeo por inyección de PPSU

Resistencia a la tracción

Esta resistencia a la tracción es mucho mayor que la de otros plásticos de ingeniería disponibles en el rango de precios similar al del PPS. Las propiedades de tracción de Techtron® 1000 PPS consisten en una resistencia a la tracción de 102 MPa (13 500 PSI), una deformación elástica de 12% y una deformación por rotura de 12%.

Resistencia a la compresión

Otra propiedad mecánica que merece mención es la resistencia a la compresión del PPS, que se estima en alrededor de 21.500 PSI según la prueba ASTM D695.

Dureza y resistencia al impacto

El PPS demuestra una excelente dureza y resistencia al impacto: El PPS demuestra una excelente dureza y resistencia al impacto:

Dureza Rockwell M: Normas ISO 9001:2008.

Dureza Rockwell R: 125, (ASTM)

Resistencia al impacto Charpy: Las muestras sin entallar no tienen grietas, mientras que las muestras con entalla tienen una resistencia de aproximadamente 2,0 kJ/m².

Izod Impact (con muescas): 0,60 ft·lb/pulgada.

Propiedades de flexión

El polímero PPS tiene una alta resistencia y un módulo de flexión que le permite ser utilizado en aplicaciones estructurales. Tiene una resistencia a la flexión de 155 MPa (21 000 PSI) y un módulo de flexión de 575 KSI, lo que indica su rigidez y capacidad de soportar cargas.

Grupo de trabajo de la PPSU

Se puede afirmar que el PPS posee unas características mecánicas bastante elevadas, lo que permite su uso en aquellas industrias donde se requieren piezas de alta resistencia y precisión.

Propiedades eléctricas del sulfuro de polifenileno (PPS)

Entre todos los materiales poliméricos, el sulfuro de polifenileno (PPS) es especialmente adecuado para el aislamiento eléctrico de alta tensión. Su estructura molecular semicristalina y apolar hace que tenga una movilidad electrónica muy baja y, por lo tanto, una alta resistividad eléctrica que lo convierte en un mal conductor de la electricidad.

Las siguientes especificaciones eléctricas se basan en pruebas realizadas en Techtron® 1000 PPS, un grado sin relleno.

Tabla: Propiedades eléctricas clave

Rigidez dieléctrica

La rigidez dieléctrica se refiere a la resistencia eléctrica de un material cuando se somete a tensión. Para el PPS sin relleno, este valor es de aproximadamente 18 kV/mm según IEC 60243-1 o 540 V por mil según la norma ASTM D149. Esta propiedad es importante para evaluar la competencia del PPS como aislante eléctrico.

Resistividad eléctrica

Por otra parte, la resistividad eléctrica es la medida de la capacidad de un material para ofrecer resistencia al flujo de corriente eléctrica. El PPS tiene una conductividad eléctrica muy baja, por lo que su resistividad eléctrica es baja en comparación con muchos otros plásticos de ingeniería comunes y esto lo hace ideal para su uso en servicios de aislamiento. El PPS sin relleno ha demostrado una resistividad superficial de 10^12 Ohm/sq (ANSI/ESD STM 11.11) y una resistividad volumétrica de 10^13 Ohm/cm (IEC 62631-2-1).

Compatibilidad química del sulfuro de polifenileno (PPS)

Una de las propiedades más importantes del PPS es su excelente resistencia química, que lo ubica entre los termoplásticos de ingeniería más resistentes a los productos químicos del mercado actual, especialmente si se tiene en cuenta su costo. Absorbe incluso menos humedad, lo que lo hace aún más tolerante en diversos usos difíciles. El PPS es una excelente opción para entornos que implican:

• Ácidos y bases fuertes: También puede estar expuesto a algunas sustancias como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, hidróxido de sodio e hidróxido de potasio.
• Disolventes orgánicos: El PPS exhibe una resistencia aceptable a varios solventes orgánicos, incluidos alcoholes, cetonas, ésteres e hidrocarburos aromáticos.
• Agentes oxidantes: Es posible utilizar este material con oxidantes como por ejemplo peróxido de hidrógeno y cloro.
• Hidrocarburos: También se pueden utilizar con combustibles, aceites y cualquier tipo de lubricación que se pueda utilizar en el automóvil.

• Halógenos: Es bueno para aplicaciones que involucran esterilización y desinfección, como el uso de blanqueador y la limpieza en el lugar/esterilización en el lugar.
• Humedad y humedad: Por su baja absorción de humedad es ideal para lugares con alta humedad.

En general, el material PPS es ideal para su uso en aplicaciones que entran en contacto con un amplio espectro de productos químicos y ofrecerá un servicio duradero en entornos hostiles.

Aplicaciones del sulfuro de polifenileno (PPS)

El sulfuro de polifenileno (PPS) es un material termoplástico de alto rendimiento que posee muchas características especiales. Debido a su costo relativamente bajo y a la capacidad de producir artículos a partir de él, es adecuado para varias industrias, especialmente aquellas que involucran altas temperaturas.

A continuación se presenta un desglose de sus principales aplicaciones:

Industria automotriz

El PPS también se aplica en la industria automotriz debido a su capacidad para sustituir metales y otros materiales en áreas de aplicación difíciles. Es particularmente eficaz para componentes expuestos a: Es particularmente eficaz para componentes expuestos a:

• Altas temperaturas: Ideal para usar en áreas donde es difícil instalar equipos fijos, como debajo del capó del automóvil.
• Fluidos automotrices: No se corroe fácilmente por diferentes tipos de fluidos.
• Estrés mecánico: Ofrece la resistencia muy necesaria durante momentos estresantes.

Las principales aplicaciones automotrices incluyen:

• Sistemas de inyección de combustible
• Sistemas de refrigeración
• Impulsores de bombas de agua
• Carcasas de termostato
• Componentes del freno eléctrico
• Interruptores y carcasas de bombillas

En algunos casos, cuando se trata de piezas de revestimiento interior o exterior, el PPS no se utiliza con frecuencia; sin embargo, es muy adecuado para aplicaciones automotrices funcionales.

Electricidad y electrónica

El PPS es un material preferido en el sector eléctrico y electrónico (E&E) debido a sus:

• Alta resistencia térmica: Se utiliza mejor en piezas que están expuestas al calor.
• Excelente tenacidad y estabilidad dimensional: Garantiza confiabilidad en aplicaciones sensibles a la precisión.
• Baja contracción: Permite dar forma de manera más adecuada a conectores y enchufes complejos.

El PPS también es conocido por su clasificación de inflamabilidad UL94 V-0 sin el uso de retardantes de llama adicionales. Se utiliza comúnmente en:

• Conectores y enchufes
• Bobinas para bobinas eléctricas
• Carcasas electrónicas
• Componentes de la unidad de disco duro
• Interruptores y relés

Por lo tanto, la transición a PPS en aplicaciones E&E es necesaria por el hecho de que existe la necesidad de sustituir polímeros que son menos resistentes a las bajas temperaturas.

Electrodomésticos

Debido a su mínima contracción e hinchamiento y a sus propiedades no corrosivas y no hidrolizantes al exponerse al calor, el PPS se utiliza en diferentes electrodomésticos. Entre las aplicaciones más comunes se incluyen:

• Componentes de calefacción y aire acondicionado
• Sartenes para freír
• Rejillas para secador de pelo
• Válvulas de plancha de vapor
• Interruptores de tostadora
• Platos giratorios para hornos microondas

Usos industriales

Se observa una tendencia a que el PPS sustituya a los metales y plásticos termoendurecibles en los campos de la ingeniería mecánica donde existen ambientes químicamente agresivos. Sus propiedades lo hacen ideal para:

Las aplicaciones normalmente no se consideran de moldeo por inyección reforzado estándar, sino más bien más industrializadas.

Procesos de extrusión de fibras y recubrimientos antiadherentes.

• Componentes conformados a presión para equipos y mecánica fina, incluyendo bombas, válvulas y tuberías.
• Componentes de bombas centrífugas que se utilizan en yacimientos petrolíferos, así como las guías de varillas para las mismas.
• Elementos de equipos tales como sistemas HVAC, componentes de compresores, carcasas de sopladores y piezas de termostatos.

Medicina y atención sanitaria

En la industria médica, el PPS reforzado con vidrio se utiliza para la construcción de instrumentos quirúrgicos y otros elementos de equipamiento que deben ser resistentes y refractarios a altas temperaturas. Además, las fibras de PPS se utilizan en membranas médicas y en otros usos.

Diversas opciones de materiales

El PPS se puede conseguir en diversas formas, como relleno de vidrio, relleno de minerales y lubricado internamente. Estas opciones pueden incluir ventajas como menor fricción, mayor resistencia al desgaste y mayor resistencia al impacto.

Tipos de PPS según métodos de síntesis

El sulfuro de polifenileno (PPS) se puede clasificar en tres tipos principales según su proceso de síntesis. Cada tipo ofrece características y beneficios distintos, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones.

Descripción general de los tipos de PPS

Características detalladas

• PPS lineal: El PPS lineal tiene una alta resistencia mecánica y, por lo tanto, se utiliza cuando se desea resistencia a la tracción y flexibilidad del producto. También se solidifica rápidamente cuando se expone al calor por encima de la temperatura de transición vítrea, que es de aproximadamente 85 °C, por lo que es útil en varios procesos de producción.
• PPS curado: El proceso de curado también induce un aumento del peso molecular del material termoendurecible y de sus propiedades, lo que lo hace ideal para su uso a altas temperaturas. Estos cambios son beneficiosos porque proporcionan mayor resistencia y estabilidad a las estructuras, lo que es especialmente importante en condiciones de alto estrés.
• PPS ramificado: El PPS ramificado tiene una estructura ramificada que resulta útil para proporcionar una alta tenacidad y resistencia al impacto para la aplicación. Debido a su mayor ductilidad, es adecuado para piezas que pueden estar sujetas a cargas dinámicas o impactos.

A partir de la comprensión de estos tipos de PPS, un fabricante estará en condiciones de seleccionar el tipo de material apropiado para su aplicación para mejorar el rendimiento y la longevidad.

Mejora de las propiedades del plástico PPS con aditivos

El PPS está disponible en distintos tipos y, debido a su resistencia química inherente, es posible combinarlo con diversos aditivos para mejorar sus propiedades, que mejoran las propiedades mecánicas, las características térmicas y otras características relevantes.

El PPS se modifica generalmente con rellenos y fibras o se copolimeriza con otros termoplásticos para mejorar sus propiedades. Los refuerzos más populares incluyen:

• Fibra de vidrio
• Fibra de carbono
• PTFE (politetrafluoroetileno)

Se ofrecen varios grados de PPS, incluidos:

• Natural sin relleno
• 30% Relleno de vidrio
• 40% Relleno de vidrio
• Relleno de minerales
• Vidrio relleno de minerales
• Variantes conductoras y antiestáticas
• Calidades de cojinetes lubricados internamente

Entre estos, PPS-GF40 y PPS-GF MD 65 han surgido como el estándar del mercado debido a su rendimiento, por lo que ocupan una participación considerable en el mercado.

Comparación de propiedades entre diferentes grados de PPS

La siguiente tabla resume las propiedades típicas de los grados de PPS con y sin relleno:

Comparación de propiedades de los grados PPS

La siguiente tabla resume las propiedades típicas de los grados de PPS con y sin relleno:

Técnicas de procesamiento del sulfuro de polifenileno (PPS)

Las resinas PPS se emplean en diversos procesos, como moldeo por soplado, moldeo por inyección y extrusión, y normalmente a una temperatura de 300-350 ℃. Sin embargo, debido al alto punto de fusión, no es muy fácil procesar especialmente los grados rellenos donde existe la posibilidad de sobrecalentamiento del equipo.

Requisitos de presecado

El proceso de moldeo es fundamental para transformar la forma de los productos moldeados y evitar que se formen grumos. Se recomienda secar el PPS a: Se recomienda secar el PPS a:

• A 150-160°C durante 2-3 horas o a 170-180°C durante 1-2 horas o a 200-220°C durante 30 min-1 h.
• 120°C durante 5 horas

Este paso es especialmente crucial para los grados rellenos de fibra de carbono, ya que se sabe que se hinchan y absorben humedad, lo cual es perjudicial para el producto final.

Parámetros de moldeo por inyección

Es importante señalar que el PPS se puede procesar mediante moldeo por inyección. Para mejorar la productividad del proceso de moldeo, la temperatura del molde debe ser de 50 grados Celsius, mientras que la temperatura de poscristalización debe ser de 200 grados Celsius. Sin embargo, este método no se puede aplicar a aplicaciones en las que se requiere un alto valor de estabilidad dimensional. Dado que el PPS tiene una baja viscosidad para llenar, es necesario centrarse en el cierre del molde.

Los parámetros típicos incluyen:

• Temperatura del cilindro: 300-320 °C
• Temperatura del molde: 120-160°C para permitir que el tejido cristalice de manera adecuada y no se deforme.
• Presión de inyección: 40-70 MPa
• Velocidad del tornillo: 40-100 RPM

Proceso de extrusión

El PPS también se puede extruir y este proceso se aplica en la producción de fibras, monofilamentos, tubos, varillas y placas. Las condiciones de procesamiento recomendadas incluyen:

• Temperatura de secado: 121 °C durante 3 h
• Temperatura del molde: 300-310 °C
• Temperatura de fusión: 290-325 °C

Sostenibilidad de PPS

Sin embargo, cuando el PPS se obtiene de manera responsable y se fabrica, se lo considera uno de los polímeros sostenibles. Su sostenibilidad depende de los siguientes factores: Sobre esta base, su sostenibilidad depende de los siguientes factores:

Adquisición de materia prima:

La selección de materiales renovables en la fabricación de PPS también puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la eficiencia.

Durabilidad:

El PPS no se desgasta con el calor ni los productos químicos y, por lo tanto, dura más ya que no se desgasta la mayor parte del tiempo y el reemplazo es poco común.

Opciones de reciclaje: El sulfuro de polifenileno es reciclable de las siguientes maneras:

• Reciclaje mecánico: Procesos como la molienda o el picado.
• Reciclaje químico: se toman medidas como la despolimerización u otras similares.

Si bien el punto de fusión del PPS es alto y es químicamente inerte, lo que crea un obstáculo para el reciclaje, ha habido un desarrollo constante en la industria del reciclaje de plásticos posconsumo que han invertido en instalaciones para reciclar PPS y otros polímeros termoendurecibles similares, lo que significa que apoya una economía circular.

Características ligeras

El uso más típico o preferido del PPS es en reemplazo de metales, ya que es liviano y actúa como un material no corrosivo para las sales y los fluidos automotrices. Puede ensamblar varios segmentos de alta complejidad de manera correcta para adaptarse a varias funciones.

Certificaciones y consideraciones de seguridad

Los productos PPS fabricados con materiales reciclados o producidos a partir de biomasa y que cuentan con la certificación ISCC+ se consideran sostenibles. No son muy peligrosos para los seres humanos ni para el medio ambiente, pero se deben tomar precauciones para minimizar los riesgos asociados.

Beneficios del moldeo por inyección con PPS

El uso del moldeo por inyección con sulfuro de polifenileno (PPS) tiene muchas ventajas, por lo que es el preferido para fabricar piezas de alto rendimiento.

Resistencia mecánica superior

El PPS tiene varias características excelentes como material en términos de propiedades mecánicas, entre ellas, resistencia a la tracción, resistencia a la flexión y resistencia al impacto. Estas características permiten que los componentes de PPS soporten condiciones severas donde la resistencia del material es de suma importancia.

Excelente estabilidad térmica

Una de las características clave del PPS es su resistencia al calor: este plástico no se desintegra, no pierde su resistencia y elasticidad, ni se deforma si se expone a altas temperaturas durante un largo periodo. Debido a su estabilidad térmica, es muy adecuado para su uso en zonas donde se produce calor.

Excelente resistencia química

El PPS parece ser altamente inmune a varias sustancias químicas, entre ellas ácidos, bases, solventes e hidrocarburos. Esta propiedad lo hace adecuado para su uso en aplicaciones químicas difíciles.

Estabilidad dimensional constante

Las piezas de PPS tampoco pueden verse afectadas por cambios de forma y tamaño provocados por cambios de temperatura y, por lo tanto, pueden ser adecuadas para su uso en aplicaciones que requieren tolerancias estrictas.

Composición ligera

El PPS tiene una densidad relativamente menor que los metales y al mismo tiempo tiene buena resistencia mecánica y, por lo tanto, es más adecuado para aplicaciones donde el peso es un factor determinante.

Desventajas del moldeo por inyección de plástico PPS

Sin embargo, es importante tener en cuenta las siguientes limitaciones del PPS en el proceso de moldeo por inyección. Estos factores deben evaluarse para comprender mejor si son adecuados para su uso particular.

Costo más alto

Las resinas PPS son comparativamente caras en comparación con muchos otros termoplásticos y este es un factor que puede hacer que el costo general de usar PPS sea alto en la producción a gran escala o en proyectos que son sensibles al costo.

Cualidades abrasivas

La gran cantidad de material de relleno que se incorpora para mejorar las características mecánicas del PPS afecta el desgaste del equipo de moldeo por inyección, lo que a su vez puede provocar el desgaste de los tornillos, cilindros y moldes antes de que llegue el momento de su vida útil.

Opciones de color limitadas

El PPS adecuadamente preparado generalmente es de color negro o marrón oscuro, lo que limita las posibilidades de obtener tonos brillantes o más claros en los productos terminados.

Fragilidad inherente

Aunque el PPS puede ser algo frágil, esto no supone un problema enorme y se puede compensar con la ayuda de fibras y refuerzos. Sin embargo, estos aditivos también pueden cambiar las propiedades del material, lo que afectará a la resistencia, el acabado de la superficie, la estabilidad dimensional y el coste del producto.

Conclusión

En conclusión, se puede señalar que el moldeo por inyección con PPS El inS ofrece varias ventajas, especialmente cuando se trata de piezas de alto rendimiento con alta carga mecánica, resistencia térmica y química. Sin embargo, hay que tener en cuenta el mayor coste y algunas de las limitaciones inherentes del enfoque en función de las particularidades de los proyectos. Por tanto, al comparar estos factores, los fabricantes pueden tomar decisiones correctas sobre el uso del inS en sus aplicaciones, para obtener el máximo rendimiento y coste.