O que é plástico PPS?

O sulfeto de polifenileno (PPS) é um termoplástico de alto desempenho com excelente resistência química, que é solúvel em quase nenhum solvente em todas as temperaturas até 200 °C. Tem baixa absorção de umidade e oferece alta resistência mecânica e estabilidade térmica, sendo, portanto, adequado para peças usinadas com precisão. Ir para material plástico de alta temperatura para conhecer mais materiais relacionados.

Esse material é semicristalino por natureza e tem um ponto de fusão de até 225°F e degradação térmica de até 425°F. Ele tem um baixo coeficiente de expansão térmica e foi aliviado de tensões durante a fabricação, o que o torna ideal para peças que precisam de tolerâncias estreitas. Em condições extremas, o PPS apresenta excelente desempenho e pode ser usado como um substituto mais barato para o PEEK em temperaturas mais baixas. Devido aos níveis muito baixos de impurezas iônicas, o material é adequado para aplicações que exigem alta pureza.

Você pode ir para Moldagem por injeção de PEEK para saber mais sobre o material PEEK.

Muitos graus diferentes de PPS são produzidos e estão disponíveis em variantes reforçadas com fibra de vidro, minerais e lubrificadas internamente. Eles podem oferecer vantagens como baixo coeficiente de atrito, maior resistência ao desgaste e alta resistência ao impacto.

Introdução aos plásticos PPs

O sulfeto de polifenileno (PPS) é um termoplástico de alto desempenho conhecido por sua excelente resistência química. Esse material é resistente a todos os solventes em temperaturas de até 200°C (392°F). A baixa taxa de absorção de umidade, aliada à resistência mecânica e à estabilidade térmica, torna-o adequado para aplicações em que são necessários componentes de engenharia de precisão.

Propriedades térmicas do sulfeto de polifenileno (PPS)

O PPS é muito conhecido por ter alta estabilidade térmica e pode trabalhar em temperaturas altas e baixas sem alterar suas propriedades. As especificações a seguir são derivadas dos testes realizados no Techtron® 1000 PPS, que é um grau sem enchimento.

Temperatura de deflexão térmica (HDT)

A temperatura de deflexão térmica descreve a quantidade de calor que um determinado tipo de plástico pode suportar antes de começar a ceder à deformação sob um determinado peso. No caso do PPS, essa temperatura é de 115°C (250°F) quando ele é carregado com 1,8 MPa (264 PSI) e de acordo com as normas ISO 75-1/2 e ASTM D648.

Temperatura máxima de serviço

A temperatura de serviço contínuo do PPS pode chegar a 220 °C, o material pode ser usado por um período muito longo, cerca de 20.000 horas no ar, e suas características físicas não serão afetadas.

Ponto de fusão do plástico PPS

A temperatura de transição vítrea do PPS é de 280°C, de acordo com a I1357-1/-3, e de 540°F, de acordo com os padrões de teste ASTM D3418.

Condutividade térmica

A condutividade térmica é definida como a capacidade do material em questão de conduzir calor. Condutividade térmica: Como você pode ver, o PPS tem melhor condutividade térmica do que o PEEK, mas menos do que o PE e o PTFE. À temperatura ambiente (23°C ou 73°F), os valores de condutividade térmica do PPS são:

ISO: 0,3 W/(K-m)

ASTM: 2 BTU em. /(hr-ft²-°F)

Inflamabilidade e resistência ao fogo

A resistência a chamas do PPS é razoavelmente boa, com uma classificação UL 94 V-0, e não são necessários enchimentos ou aditivos adicionais. Ele tem um índice de oxigênio de 44%, de acordo com os resultados dos testes realizados segundo a norma ISO 4589-1/2, que também fala sobre a resistência ao fogo do material.

Coeficiente de Expansão Térmica Linear (CLTE)

O coeficiente de expansão térmica linear ou CLTE mostra o quanto um material se expande quando a temperatura aumenta. O PPS tem um CLTE inferior a 40 em comparação com a maioria dos outros plásticos de engenharia, como PET e POM, o que o torna ainda mais econômico do que o PEEK e o PAI. Essa baixa taxa de expansão é benéfica para aplicações em que é necessária uma tolerância estreita em ambientes de temperatura moderada a alta.

Propriedades mecânicas do sulfeto de polifenileno (PPS)

O PPS é bem conhecido por seu equilíbrio entre baixo coeficiente de expansão e alta resistência mecânica e, portanto, é adequado tanto para aplicações de suporte de carga quanto para componentes que exigem usinagem complexa. As especificações a seguir baseiam-se nos testes realizados no Techtron® 1000 PPS, que é uma classe sem enchimento.

Principais propriedades mecânicas

Densidade

O PPS não preenchido tem uma densidade de aproximadamente um. 35 g/cm³. Se reforçado, por exemplo, com 40% de fibras de vidro, a densidade aumenta para cerca de 1,66 g/cm³.

Moldagem por injeção de PPSU

Resistência à tração

Essa resistência à tração é muito maior do que a de outros plásticos de engenharia disponíveis na mesma faixa de preço do PPS. As propriedades de tração do Techtron® 1000 PPS consistem em resistência à tração de 102 MPa (13.500 PSI), tensão de escoamento de 12% e tensão de ruptura de 12%.

Resistência à compressão

Outra propriedade mecânica que merece ser mencionada é a resistência à compressão do PPS, que é estimada em cerca de 21.500 PSI de acordo com o teste ASTM D695.

Dureza e resistência a impactos

O PPS demonstra excelente dureza e resistência ao impacto: O PPS demonstra excelente dureza e resistência ao impacto:

Dureza Rockwell M: 100 (ISO), 95 (ASTM).

Dureza Rockwell R: 125, (ASTM)

Resistência ao impacto Charpy: As amostras não entalhadas não apresentam rachaduras, enquanto as amostras entalhadas têm uma resistência de cerca de 2,0 kJ/m².

Impacto Izod (entalhado): 0,60 ft-lb/in.

Propriedades de flexão

O polímero PPS tem alta resistência e módulo de flexão, o que permite que seja usado em aplicações estruturais. Ele tem uma resistência à flexão de 155 MPa (21.000 PSI) e um módulo de flexão de 575 KSI, que são indicativos de sua rigidez e capacidade de suporte de carga.

PPSU LSG

Pode-se afirmar que o PPS possui características mecânicas bastante elevadas, o que permite que ele seja usado nos setores em que são necessárias peças de alta resistência e precisão.

Propriedades elétricas do sulfeto de polifenileno (PPS)

Entre todos os materiais poliméricos, o sulfeto de polifenileno (PPS) é particularmente adequado para o isolamento elétrico de alta tensão. Sua estrutura molecular semicristalina e não polar faz com que ele tenha uma mobilidade de elétrons muito baixa e, portanto, uma alta resistividade elétrica, o que o torna um mau condutor de eletricidade.

As especificações elétricas a seguir baseiam-se em testes realizados no Techtron® 1000 PPS, um tipo sem preenchimento.

Tabela: Principais propriedades elétricas

Resistência dielétrica

A resistência dielétrica refere-se à resistência elétrica de um material quando submetido a tensão. Para o PPS não preenchido, esse valor é de aproximadamente 18 kV/mm, de acordo com a norma IEC 60243-1, ou 540V por milímetro, de acordo com a norma ASTM D149. Essa propriedade é importante para avaliar a competência do PPS como isolante elétrico.

Resistividade elétrica

A resistividade elétrica, por outro lado, é a medida da capacidade de um material de oferecer resistência ao fluxo de corrente elétrica. O PPS tem condutividade elétrica muito baixa, portanto, sua resistividade elétrica é baixa em comparação com muitos outros plásticos de engenharia comuns, o que o torna ideal para uso em serviços de isolamento. O PPS sem enchimento mostrou que a resistividade de superfície é de 10^12 Ohm/sq (ANSI/ESD STM 11. 11) e a resistividade de volume é de 10^13 Ohm/cm (IEC 62631-2-1).

Compatibilidade química do sulfeto de polifenileno (PPS)

Uma das propriedades mais importantes do PPS é sua excelente resistência química, que o coloca entre os termoplásticos de engenharia mais resistentes quimicamente no mercado atual, especialmente quando se considera seu custo. Ele absorve ainda menos umidade, o que o torna ainda mais tolerante em vários usos difíceis. O PPS é uma excelente opção para ambientes que envolvem:

• Ácidos e bases fortes: Ele também pode ser exposto a algumas substâncias, como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio.
• Solventes orgânicos: O PPS apresenta resistência aceitável a vários solventes orgânicos, incluindo álcoois, cetonas, ésteres e hidrocarbonetos aromáticos.
• Agentes oxidantes: É possível usar esse material com oxidantes, por exemplo, peróxido de hidrogênio e cloro.
• Hidrocarbonetos: Eles também podem ser usados com combustíveis, óleos e qualquer tipo de lubrificação que possa ser usada no automóvel.

• Halogênios: É bom para aplicações que envolvem esterilização e desinfecção, como o uso de alvejante e limpeza no local/esterilização no local.
• Umidade e umidade: Devido à sua baixa absorção de umidade, é ideal para locais com alta umidade.

Em suma, o material PPS é ideal para uso em aplicações que entram em contato com um amplo espectro de produtos químicos e oferecerá um serviço duradouro em ambientes adversos.

Aplicações do sulfeto de polifenileno (PPS)

O sulfeto de polifenileno (PPS) é um material termoplástico de alto desempenho que tem muitas características especiais. Devido ao seu custo relativamente baixo e à capacidade de produzir itens a partir dele, é adequado para vários setores, especialmente aqueles que envolvem altas temperaturas.

Veja a seguir um detalhamento de suas principais aplicações:

Setor automotivo

O PPS também encontra aplicação no setor automotivo devido à sua capacidade de substituir metais e outros materiais em áreas de aplicação severas. Ele é particularmente eficaz para componentes expostos a: a: É particularmente eficaz para componentes expostos a:

• Altas temperaturas: Mais adequado para uso em áreas onde é difícil instalar equipamentos fixos, como sob o capô do carro.
• Fluidos automotivos: Não é facilmente corroído por diferentes tipos de fluidos.
• Estresse mecânico: Ele oferece a resistência necessária em momentos estressantes.

As principais aplicações automotivas incluem:

• Sistemas de injeção de combustível
• Sistemas de resfriamento
• Impulsores da bomba de água
• Carcaças do termostato
• Componentes do freio elétrico
• Interruptores e invólucros de lâmpadas

Em alguns casos, quando se trata de peças de acabamento interno ou externo, o PPS não é usado com frequência; no entanto, ele é altamente adequado para aplicações automotivas funcionais.

Elétrica e eletrônica

O PPS é um material preferido no setor de eletroeletrônicos (E&E) devido à sua qualidade:

• Alta resistência térmica: Melhor usado em peças que ficam expostas ao calor.
• Excelente tenacidade e estabilidade dimensional: Garante a confiabilidade em aplicações sensíveis à precisão.
• Baixo encolhimento: Permite uma melhor modelagem de conectores e soquetes complexos da maneira correta.

O PPS também é conhecido pela classificação de inflamabilidade UL94 V-0 sem o uso de outros retardadores de chama. É comumente usado em:

• Conectores e soquetes
• Bobinas para bobinas elétricas
• Carcaças eletrônicas
• Componentes da unidade de disco rígido
• Interruptores e relés

A transição para o PPS em aplicações de E&E é, portanto, necessária pelo fato de que é preciso substituir os polímeros que são menos resistentes a baixas temperaturas.

Eletrodomésticos

Devido ao seu encolhimento e inchaço mínimos e às suas propriedades não corrosivas e não hidrolisantes quando exposto ao calor, o PPS é usado em diversos eletrodomésticos. As aplicações mais comuns incluem:

• Componentes de aquecimento e ar condicionado
• Fritura de panhandles
• Grelhas para secadores de cabelo
• Válvulas de ferro a vapor
• Interruptores de torradeira
• Mesas giratórias para fornos de micro-ondas

Usos industriais

Observa-se a tendência de o PPS substituir os metais e os plásticos termofixos nos campos da engenharia mecânica em que há ambientes quimicamente agressivos. Suas propriedades o tornam ideal para:

Normalmente, as aplicações não são consideradas moldagem por injeção reforçada padrão, mas sim mais fortemente industrializadas.

Processos de extrusão de fibra e revestimentos antiaderentes.

• Componentes moldados sob pressão para equipamentos e mecânica fina, incluindo bomba, válvula e tubulação.
• Componentes de bombas centrífugas que são usados em campos de petróleo, bem como as guias de haste para as mesmas.
• Elementos de equipamentos como sistemas HVAC, componentes do compressor, carcaças do ventilador e peças do termostato.

Medicina e saúde

No setor médico, o PPS com reforço de vidro é utilizado para a construção de ferramentas cirúrgicas e outros elementos de equipamentos que precisam ser resistentes e refratários a altas temperaturas. Além disso, as fibras de PPS também são utilizadas em membranas médicas e em outros usos.

Diversas opções de materiais

O PPS pode ser obtido em várias formas, inclusive com enchimento de vidro, enchimento de minerais e lubrificação interna. Essas opções podem incluir benefícios como redução do atrito, maior resistência ao desgaste e maior resistência ao impacto.

Tipos de PPS baseados em métodos de síntese

O sulfeto de polifenileno (PPS) pode ser classificado em três tipos principais com base em seu processo de síntese. Cada tipo oferece características e benefícios distintos, o que os torna adequados para várias aplicações.

Visão geral dos tipos de PPS

Características detalhadas

• PPS linear: O PPS linear tem alta resistência mecânica e, portanto, é usado quando se deseja resistência à tração e flexibilidade do produto. Ele também se solidifica rapidamente quando exposto ao calor acima da temperatura de transição vítrea, que é de aproximadamente 85 °C, e, portanto, é útil em vários processos de produção.
• PPS curado: O processo de cura também induz um aumento no peso molecular do material termofixo e em suas propriedades, tornando-o ideal para uso em altas temperaturas. Essas alterações são benéficas, pois proporcionam maior resistência e estabilidade das estruturas, o que é especialmente importante em condições de alto estresse.
• PPS ramificado: O PPS ramificado tem uma estrutura ramificada que é útil para proporcionar alta tenacidade e resistência ao impacto para a aplicação. Devido à sua maior ductilidade, ele é adequado para peças que podem ser submetidas a cargas dinâmicas ou impactos.

A partir da compreensão desses tipos de PPS, o fabricante estará em condições de selecionar o tipo apropriado de material para sua aplicação, a fim de melhorar o desempenho e a longevidade.

Melhoria das propriedades do material plástico PPS com aditivos

O PPS está disponível em diferentes tipos e, devido à sua resistência química inerente, é possível compô-lo com vários aditivos para melhorar suas propriedades. Esses aditivos melhoram as propriedades mecânicas, as características térmicas e outras características relevantes.

Normalmente, o PPS é modificado com o uso de cargas e fibras ou copolimerizado com outros termoplásticos para aprimorar suas propriedades. Os reforços mais populares incluem:

• Fibra de vidro
• Fibra de carbono
• PTFE (politetrafluoretileno)

São oferecidos vários graus de PPS, incluindo:

• Natural não preenchido
• 30% Preenchido com vidro
• 40% Preenchido com vidro
• Preenchido com minerais
• Vidro com enchimento mineral
• Variantes condutivas e antiestáticas
• Classes de rolamentos lubrificados internamente

Entre eles, o PPS-GF40 e o PPS-GF MD 65 se tornaram o padrão de mercado em termos de desempenho e, portanto, ocupam uma fatia considerável do mercado.

Comparação de propriedades entre diferentes graus de PPS

A tabela a seguir resume as propriedades típicas dos graus de PPS com e sem preenchimento:

Comparação de propriedades das classes de PPS

A tabela a seguir resume as propriedades típicas dos graus de PPS com e sem preenchimento:

Técnicas de processamento de sulfeto de polifenileno (PPS)

As resinas de PPS são empregadas em vários processos, como moldagem por sopro, moldagem por injeção e extrusão, normalmente a uma temperatura de 300-350 ℃. No entanto, devido ao alto ponto de fusão, não é muito fácil processar, especialmente os graus de enchimento em que há chances de superaquecimento do equipamento.

Requisitos de pré-secagem

O processo de moldagem é fundamental para transformar o formato dos produtos moldados e evitar a formação de baba. Recomenda-se secar o PPS a:: Recomenda-se secar o PPS a:

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

Essa etapa é especialmente importante para os graus de enchimento de fibra de carbono, pois eles são conhecidos por inchar e absorver umidade, o que é prejudicial ao produto final.

Parâmetros de moldagem por injeção

É importante ressaltar que o PPS pode ser processado por meio de moldagem por injeção. Para aumentar a produtividade do processo de moldagem, a temperatura do molde deve ser de 50 graus Celsius, enquanto a temperatura pós-cristalização deve ser de 200 graus Celsius. Entretanto, esse método não pode ser aplicado a aplicações em que é necessário um alto valor de estabilidade dimensional. Como o PPS tem baixa viscosidade para enchimento, é necessário focar no fechamento do molde.

Os parâmetros típicos incluem:

• Temperatura do cilindro: 300-320°C
• Temperatura do molde: 120-160°C para permitir que o tecido se cristalize de maneira adequada e não se deforme.
• Pressão de injeção: 40-70 MPa
• Velocidade do parafuso: 40-100 RPM

Processo de extrusão

O PPS também pode ser extrudado e esse processo é aplicado na produção de fibras, monofilamentos, tubos, barras e placas. As condições de processamento recomendadas incluem:

• Temperatura de secagem: 121 °C por 3 h
• Temperatura do molde: 300-310°C
• Temperatura de derretimento: 290-325°C

Sustentabilidade do PPS

Entretanto, quando o PPS é adquirido de forma responsável e fabricado, ele é considerado um dos polímeros sustentáveis. Sua sustentabilidade depende dos seguintes fatores: Com base nisso, sua sustentabilidade depende dos seguintes fatores:

Fornecimento de matéria-prima:

A seleção de materiais renováveis na fabricação de PPS também pode ajudar a diminuir as emissões de gases de efeito estufa, além de melhorar a eficiência.

Durabilidade:

O PPS não se desgasta com o calor e com os produtos químicos e, portanto, dura mais tempo. Como não se desgasta na maior parte do tempo, a substituição é rara.

Opções de reciclagem: O sulfeto de polifenileno é reciclável das seguintes maneiras:

• Reciclagem mecânica: Processos como moagem ou picagem.
• Reciclagem química: São realizadas etapas como despolimerização ou outras etapas semelhantes.

Embora o ponto de fusão do PPS seja alto e quimicamente inerte, o que cria um obstáculo para a reciclagem, houve um desenvolvimento constante no setor de reciclagem de plásticos pós-consumo, que investiu em instalações para a reciclagem de PPS e outros polímeros termofixos semelhantes, o que significa que ele apoia uma economia circular.

Recursos leves

O uso mais comum ou preferido do PPS é a substituição de metais, pois ele é leve e não é corrosivo para sais e fluidos automotivos. Ele pode montar corretamente vários segmentos de alta complexidade para acomodar diversas funções.

Certificações e considerações de segurança

Os produtos de PPS feitos de materiais que foram reciclados e/ou produzidos a partir de biomassa e que são certificados pelo ISCC+ são considerados sustentáveis. Eles não são muito perigosos para os seres humanos e o meio ambiente, mas deve-se tomar cuidado para minimizar os riscos associados a eles.

Benefícios da moldagem por injeção com PPS

O uso de moldagem por injeção com sulfeto de polifenileno (PPS) tem muitas vantagens, por isso é preferido para a fabricação de peças de alto desempenho.

Resistência mecânica superior

O PPS tem várias características excelentes como material em termos de suas propriedades mecânicas, incluindo resistência à tração, resistência à flexão e resistência ao impacto. Essas características permitem que os componentes de PPS suportem condições severas em que a resistência do material é de suma importância.

Excelente estabilidade térmica

Uma das principais características do PPS é sua resistência ao calor: esse plástico não se desintegra, não perde sua força e elasticidade nem se deforma se for exposto a altas temperaturas por um longo período. Devido à sua estabilidade térmica, ele é bem adequado para uso em áreas onde há produção de calor.

Excelente resistência química

O PPS parece ser altamente imune a vários produtos químicos, inclusive ácidos, bases, solventes e hidrocarbonetos. Essa propriedade o torna adequado para uso em aplicações químicas difíceis.

Estabilidade dimensional consistente

As peças de PPS também não podem ser afetadas por mudanças na forma e no tamanho devido a mudanças de temperatura e, portanto, podem ser adequadas para uso em aplicações que exigem tolerâncias rígidas.

Composição leve

O PPS tem uma densidade relativamente menor que a dos metais e, ao mesmo tempo, tem boa resistência mecânica e, portanto, é mais adequado para aplicações em que o peso é um fator comprometedor.

Desvantagens da moldagem por injeção de plástico PPS

No entanto, é importante levar em conta as seguintes limitações do PPS no processo de moldagem por injeção. Esses fatores devem ser avaliados para entender melhor se eles são adequados para seu uso específico.

Custo mais alto

As resinas de PPS são comparativamente caras em relação a muitos outros termoplásticos, e esse é um fator que pode fazer com que o custo geral do uso do PPS seja alto na produção em larga escala ou em projetos sensíveis ao custo.

Qualidades abrasivas

O alto grau de incorporação de carga utilizado para melhorar as características mecânicas do PPS afeta o desgaste do equipamento de moldagem por injeção. Isso, por sua vez, pode causar desgaste em parafusos, cilindros e moldes antes do fim de sua vida útil.

Opções limitadas de cores

O PPS adequadamente preparado é geralmente preto ou marrom escuro, limitando assim as possibilidades de tons claros ou mais claros nos produtos acabados.

Fragilidade inerente

Embora o PPS possa ser um pouco frágil, isso não é um grande problema e pode ser equilibrado com a ajuda de fibras e reforços. Entretanto, esses aditivos também podem alterar as propriedades do material, o que afetará a resistência, o acabamento da superfície, a estabilidade dimensional e o custo do produto.

Conclusão

Em conclusão, pode-se observar que a moldagem por injeção com PPS oferece vários benefícios, especialmente quando se trata de peças de alto desempenho com alta carga mecânica, calor e resistência química. No entanto, é preciso levar em conta o custo mais alto e algumas das limitações inerentes à abordagem, dependendo das especificidades dos projetos. Assim, ao comparar esses fatores, os fabricantes podem tomar decisões corretas sobre a utilização do inS em suas aplicações, para obter o máximo de desempenho e custo.