Ce este plasticul PPS?

Sulfura de polifenilenă (PPS) este un material termoplastic de înaltă performanță cu o rezistență chimică remarcabilă, care nu este solubil în aproape niciun solvent la toate temperaturile de până la 200 ° C. Are o absorbție scăzută a umidității și oferă o rezistență mecanică ridicată și stabilitate termică și, prin urmare, este potrivit pentru piesele prelucrate cu precizie. Mergeți la material plastic pentru temperaturi ridicate pentru a afla mai multe materiale conexe.

Acest material este semi-cristalin în natură și are un punct de topire de până la 225 ° F și degradare termică de până la 425 ° F. Are un coeficient scăzut de dilatare termică și a fost eliberat de tensiuni în timpul fabricației, devenind astfel ideal pentru piesele care necesită toleranțe strânse. În condiții extreme, PPS prezintă performanțe excelente și poate fi utilizat ca înlocuitor mai ieftin pentru PEEK la temperaturi mai scăzute. Datorită nivelurilor foarte scăzute de impurități ionice, materialul este potrivit pentru aplicații care necesită o puritate ridicată.

Puteți merge la Turnare prin injecție PEEK pentru a afla mai multe despre materialul PEEK.

Sunt produse multe tipuri diferite de PPS și sunt disponibile în variante ranforsate cu fibre de sticlă, minerale și lubrifiate intern. Acestea pot oferi avantaje precum un coeficient scăzut de frecare, rezistență crescută la uzură și rezistență ridicată la impact.

Introducere în PPs Plastic

Sulfura de polifenilenă (PPS) este un material termoplastic de înaltă performanță, cunoscut pentru rezistența sa chimică excelentă, acest material este rezistent la toți solvenții la temperaturi de până la 392°F (200°C). Rata scăzută de absorbție a umidității, împreună cu rezistența mecanică și stabilitatea termică îl fac potrivit pentru aplicații în care sunt necesare componente tehnice de precizie.

Proprietăți termice ale sulfurii de polifenilenă (PPS)

PPS este foarte bine cunoscut ca având o stabilitate termică ridicată și poate funcționa la temperaturi ridicate și scăzute fără a-și schimba proprietățile. Următoarele specificații sunt derivate din testele efectuate pe Techtron® 1000 PPS, care este o calitate fără umplutură.

Temperatura de deformare termică (HDT)

Temperatura de deformare termică descrie cantitatea de căldură pe care un anumit tip de plastic o poate suporta înainte de a începe să cedeze deformării sub o anumită greutate. Pentru PPS, aceasta este de 115°C (250°F) atunci când este încărcat cu 1,8 MPa (264 PSI) și în conformitate cu standardele ISO 75-1/2 și ASTM D648.

Temperatura maximă de funcționare

Temperatura de serviciu continuă a PPS poate ajunge până la 220 ° C, materialul poate fi utilizat pentru o perioadă foarte lungă de timp, aproximativ 20.000 de ore în aer și caracteristicile sale fizice nu vor fi afectate.

Punct de topire plastic PPS

Temperatura de tranziție vitroasă a PPS este de 280°C în conformitate cu I1357-1/-3, în timp ce este de 540°F în conformitate cu standardele de testare ASTM D3418.

Conductivitate termică

Conductivitatea termică este definită ca fiind măsura în care materialul în cauză conduce căldura. Conductivitatea termică: După cum puteți vedea, PPS are o conductivitate termică mai bună decât PEEK, dar mai mică decât PE și PTFE. La temperatura camerei (23°C sau 73°F), valorile conductivității termice pentru PPS sunt:

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

ASTM: 2 BTU în. /(hr-ft²-°F)

Inflamabilitate și rezistență la foc

Rezistența la flacără a PPS este destul de bună, cu un rating UL 94 V-0 și nu sunt necesare umpluturi sau aditivi suplimentari. Acesta are un indice de oxigen de 44% conform rezultatelor testelor efectuate în conformitate cu ISO 4589-1/2, ceea ce vorbește, de asemenea, despre rezistența la foc a materialului.

Coeficientul de dilatare termică liniară (CLTE)

Coeficientul de dilatare termică liniară sau CLTE arată cât de mult se dilată un material atunci când temperatura crește. PPS are un CLTE mai mic de 40 în comparație cu majoritatea celorlalte materiale plastice tehnice, cum ar fi PET și POM, ceea ce îl face chiar mai rentabil decât PEEK și PAI. Această rată scăzută de dilatare este benefică pentru aplicațiile în care este necesară o toleranță strânsă în medii cu temperaturi moderate până la ridicate.

Proprietăți mecanice ale sulfurii de polifenilenă (PPS)

PPS este bine cunoscut pentru echilibrul său între coeficientul de dilatare scăzut și rezistența mecanică ridicată și, prin urmare, este potrivit atât pentru aplicații portante, cât și pentru componente care necesită prelucrări complexe. Următoarele specificații se bazează pe testele care au fost efectuate pe Techtron® 1000 PPS, care este o calitate fără umplutură.

Proprietăți mecanice cheie

Densitate

PPS neumplut are o densitate de aproximativ 1. 35 g/cm³. Dacă este întărit, de exemplu, cu 40% de fibre de sticlă, densitatea crește la aproximativ 1,66 g/cm³.

PPSU turnare prin injecție

Rezistența la tracțiune

Această rezistență la tracțiune este mult mai mare decât a altor materiale plastice tehnice care sunt disponibile în gama de prețuri similară PPS. Proprietățile la tracțiune ale Techtron® 1000 PPS constau în rezistență la tracțiune de 102 MPa (13 500 PSI), deformație de curgere de 12% și deformație de rupere de 12%.

Rezistența la compresiune

O altă proprietate mecanică care merită menționată este rezistența la compresiune a PPS, care este estimată la aproximativ 21.500 PSI conform testului ASTM D695.

Duritate și rezistență la impact

PPS demonstrează duritate excelentă și rezistență la impact: PPS demonstrează duritate excelentă și rezistență la impact:

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

Rockwell R Duritate: 125, (ASTM)

Rezistența la impact Charpy: Probele fără crestături nu prezintă fisuri, în timp ce probele crestate au o rezistență de aproximativ 2. 0 kJ/m².

Izod Impact (crestat): 0,60 ft-lb/in.

Proprietăți de flexiune

Polimerul PPS are o rezistență ridicată și un modul de flexiune care îi permit să fie utilizat în aplicații structurale. Acesta are o rezistență la flexiune de 155 MPa (21 000 PSI) și un modul de flexiune de 575 KSI, care indică rigiditatea și capacitatea sa de susținere a sarcinii.

PPSU LSG

Se poate afirma că PPS posedă caracteristici mecanice destul de ridicate, ceea ce îi permite să fie utilizat în acele industrii în care sunt necesare piese de înaltă rezistență și precizie.

Proprietăți electrice ale sulfurii de polifenilenă (PPS)

Dintre toate materialele polimerice, sulfura de polifenilen (PPS) este deosebit de potrivită pentru izolarea electrică de înaltă tensiune. Structura sa moleculară semicristalină și nepolară îi conferă o mobilitate electronică foarte scăzută și, prin urmare, o rezistivitate electrică ridicată, ceea ce îl face un slab conductor de electricitate.

Următoarele specificații electrice se bazează pe teste efectuate pe Techtron® 1000 PPS, o calitate fără umplutură.

Tabel: Proprietăți electrice cheie

Rezistența dielectrică

Rigiditatea dielectrică se referă la rezistența electrică a unui material atunci când este solicitat. Pentru PPS neîncărcat, această valoare este de aproximativ 18 kV/mm conform IEC 60243-1 sau 540V per mil conform standardului ASTM D149. Această proprietate este importantă în evaluarea competenței PPS ca izolator electric.

Rezistivitatea electrică

Pe de altă parte, rezistivitatea electrică este măsura capacității unui material de a oferi rezistență la fluxul de curent electric. PPS are o conductivitate electrică foarte scăzută, astfel încât rezistivitatea sa electrică este scăzută în comparație cu multe alte materiale plastice tehnice comune, ceea ce îl face ideal pentru utilizarea în serviciile de izolare. PPS neîncărcat a prezentat o rezistivitate de suprafață de 10^12 Ohm/sq (ANSI/ESD STM 11. 11) și o rezistivitate de volum de 10^13 Ohm/cm (IEC 62631-2-1).

Compatibilitatea chimică a sulfurii de polifenilenă (PPS)

Una dintre cele mai importante proprietăți ale PPS este rezistența sa chimică foarte bună, care îl clasează printre cele mai rezistente chimicale termoplastice de inginerie de pe piață în prezent, în special atunci când se ia în considerare costul său. Acesta absoarbe și mai puțină umiditate, ceea ce îl face și mai tolerant în diverse utilizări dificile. PPS este o alegere excelentă pentru medii care implică:

• Acizi și baze puternice: De asemenea, poate fi expus la anumite substanțe precum acid sulfuric, acid clorhidric, hidroxid de sodiu și hidroxid de potasiu.
• Solvenți organici: PPS prezintă o rezistență acceptabilă la solvenți pentru mai mulți solvenți organici, inclusiv alcooli, cetone, esteri și hidrocarburi aromatice.
• Agenți oxidanți: Este posibil să se utilizeze acest material cu oxidanți, de exemplu peroxid de hidrogen și clor.
• Hidrocarburi: De asemenea, acestea pot fi utilizate cu carburanți, uleiuri și orice tip de lubrifiant care poate fi utilizat în automobile.

• Halogeni: Este bun pentru aplicații care implică sterilizarea și dezinfecția, cum ar fi utilizarea înălbitorului și curățarea la fața locului/sterilizarea la fața locului.
• Umiditate și umiditate: Datorită absorbției reduse de umiditate, este ideal pentru locurile cu umiditate ridicată.

În concluzie, materialul PPS este ideal pentru utilizarea în aplicații care intră în contact cu un spectru larg de substanțe chimice și va oferi servicii de lungă durată în medii dure.

Aplicații ale sulfurii de polifenilenă (PPS)

Sulfura de polifenilenă (PPS) este un material termoplastic de înaltă performanță care are multe caracteristici speciale. Datorită costului său relativ scăzut și a capacității de a produce articole din acesta, este potrivit pentru mai multe industrii, în special cele care implică temperaturi ridicate.

Iată o defalcare a principalelor sale aplicații:

Industria auto

PPS își găsește, de asemenea, aplicabilitatea în industria auto datorită capacității sale de a înlocui metalele și alte materiale în domenii de aplicare dificile. Este deosebit de eficient pentru componentele expuse la: Este deosebit de eficient pentru componentele expuse la:

• Temperaturi ridicate: Cel mai potrivit pentru utilizarea în zone în care este dificil să instalați echipamente fixe, cum ar fi sub capota mașinii.
• Fluide auto: Nu sunt ușor corodate de diferite tipuri de lichide.
• Stres mecanic: Oferă rezistența atât de necesară în timpul momentelor stresante.

Aplicațiile cheie pentru industria auto includ:

• Sisteme de injecție a combustibilului
• Sisteme de răcire
• Rotoare pompă de apă
• Carcasele termostatului
• Componente ale frânei electrice
• Întrerupătoare și carcase de becuri

În unele cazuri, când este vorba de piese de finisare interioare sau exterioare, PPS nu este utilizat frecvent; cu toate acestea, este foarte potrivit pentru aplicațiile auto funcționale.

Electricitate și electronică

PPS este un material preferat în sectorul electric și electronic (E&E) datorită:

• Rezistență termică ridicată: Se utilizează cel mai bine la piesele care sunt expuse la căldură.
• Rezistență și stabilitate dimensională excelente: Garantează fiabilitatea în aplicații sensibile la precizie.
• Contracție redusă: Permite o mai bună modelare a conectorilor și prizelor complexe în mod corect.

PPS este, de asemenea, cunoscut pentru gradul de inflamabilitate UL94 V-0, fără utilizarea altor substanțe ignifuge. Este utilizat în mod obișnuit în:

• Conectori și prize
• Bobine pentru bobine electrice
• Carcase electronice
• Componente ale unității de hard disk
• Comutatoare și relee

Trecerea la PPS în aplicațiile E&E este, prin urmare, impusă de necesitatea de a înlocui polimerii care sunt mai puțin rezistenți la temperaturi scăzute.

Aparate electrocasnice

Datorită contracției și umflării sale minime, precum și a proprietăților necorozive și nehidrolizante la expunerea la căldură, PPS este utilizat în diferite aparate electrocasnice. Aplicațiile comune includ:

• Componente de încălzire și aer condiționat
• Prăjit panhandles
• Grile cu uscător de păr
• Supape pentru fierul de călcat cu abur
• Comutatoare toaster
• Platane pentru cuptorul cu microunde

Utilizări industriale

Se observă tendința ca PPS să înlocuiască metalele și materialele plastice termorigide în domeniile ingineriei mecanice în care sunt prezente medii agresive din punct de vedere chimic. Proprietățile sale îl fac ideal pentru:

În mod normal, aplicațiile nu sunt considerate standard de turnare prin injecție armată, ci mai degrabă mai puternic industrializate.

Procese de extrudare a fibrelor și acoperiri antiaderente.

• Componente formate sub presiune pentru echipamente și mecanică fină, inclusiv pompe, supape și țevi.
• Componentele pompei centrifuge care sunt utilizate în câmpurile petrolifere, precum și ghidajele tijei pentru acestea.
• Astfel de elemente de echipament, cum ar fi sistemele HVAC, componentele compresorului, carcasele suflantei și piesele termostatului.

Medicină și asistență medicală

În industria medicală, PPS cu armătură de sticlă este utilizat pentru construcția de instrumente chirurgicale și alte elemente de echipament care trebuie să fie atât puternice, cât și refractare la temperaturi ridicate. În plus, fibrele de PPS sunt utilizate în membrane medicale și în alte aplicații.

Diverse opțiuni de materiale

PPS poate fi obținut în diferite forme, inclusiv umplut cu sticlă, umplut cu minerale și lubrifiat intern. Aceste opțiuni pot include beneficii precum reducerea frecării, îmbunătățirea rezistenței la uzură și creșterea rezistenței la impact.

Tipuri de PPS bazate pe metode de sinteză

Sulfura de polifenilenă (PPS) poate fi clasificată în trei tipuri principale pe baza procesului său de sinteză. Fiecare tip oferă caracteristici și beneficii distincte, ceea ce le face potrivite pentru diverse aplicații.

Prezentare generală a tipurilor de SPP

Caracteristici detaliate

• PPS liniar: PPS liniar are o rezistență mecanică ridicată și, prin urmare, este utilizat atunci când se dorește rezistența la tracțiune și flexibilitatea produsului. De asemenea, se solidifică rapid atunci când este expus la căldură peste temperatura de tranziție vitroasă, care este de aproximativ 85 0 C și, prin urmare, este util în diferite procese de producție.
• PPS polimerizat: Procesul de întărire induce, de asemenea, o creștere a greutății moleculare a materialului termorezistent și a proprietăților acestuia, făcându-l astfel ideal pentru utilizarea la temperaturi ridicate. Aceste modificări sunt benefice prin faptul că asigură o rezistență și o stabilitate sporite ale structurilor, ceea ce este deosebit de important în condiții de stres ridicat.
• PPS ramificat: PPS ramificat are o structură ramificată care este utilă pentru a oferi duritate ridicată și rezistență la impact pentru aplicație. Datorită ductilității sale mai mari, este potrivit pentru piesele care pot fi supuse la sarcini dinamice sau la impact.

Din înțelegerea acestor tipuri de PPS, un producător va fi în măsură să selecteze tipul adecvat de material pentru aplicația sa, pentru a îmbunătăți performanța și longevitatea.

Îmbunătățirea proprietăților materialelor plastice PPS cu ajutorul aditivilor

PPS este disponibil în diferite tipuri și, datorită rezistenței sale chimice inerente, este posibil să fie combinat cu diferiți aditivi pentru a-i îmbunătăți proprietățile. Aceștia îmbunătățesc proprietățile mecanice, caracteristicile termice și alte caracteristici relevante.

PPS este de obicei modificat folosind materiale de umplutură și fibre sau copolimerizat cu alte materiale termoplastice pentru a-i spori proprietățile. Armăturile populare includ:

• Fibra de sticlă
• Fibra de carbon
• PTFE (politetrafluoroetilenă)

Sunt oferite mai multe grade de PPS, inclusiv:

• Natural neumplut
• 30% Umplut cu sticlă
• 40% Umplut cu sticlă
• Cu umplutură minerală
• Sticlă umplută cu minerale
• Variante conductive și antistatice
• Clase de rulmenți lubrifiați intern

Dintre acestea, PPS-GF40 și PPS-GF MD 65 s-au impus ca standard de piață datorită performanței lor, ocupând astfel o cotă de piață considerabilă.

Compararea proprietăților între diferite tipuri de PPS

Tabelul de mai jos rezumă proprietățile tipice ale tipurilor de PPS umplute și neumplute:

Compararea proprietăților gradelor de PPS

Tabelul de mai jos rezumă proprietățile tipice ale tipurilor de PPS umplute și neumplute:

Tehnici de prelucrare a sulfurii de polifenilenă (PPS)

Rășinile PPS sunt utilizate în diverse procese, cum ar fi turnarea prin suflare, turnarea prin injecție și extrudarea și, în mod normal, la o temperatură de 300-350 ℃. Cu toate acestea, datorită punctului de topire ridicat, nu este foarte ușor de procesat, în special gradele umplute, unde există șanse de supraîncălzire a echipamentului.

Cerințe de preuscare

Procesul de turnare este esențial în transformarea formei produselor turnate și în prevenirea salivării. Se recomandă uscarea PPS la: Se recomandă uscarea PPS la:

• La 150-160°C timp de 2-3 ore sau la 170-180°C timp de 1-2 ore sau la 200-220°C timp de 30 min-1 oră.
• 120°C timp de 5 ore

Această etapă este esențială în special pentru materialele umplute cu fibră de carbon, deoarece se știe că acestea se umflă și absorb umezeala care este dăunătoare produsului final.

Parametrii de turnare prin injecție

Este important să subliniem faptul că PPS poate fi prelucrat prin turnare prin injecție. Pentru a îmbunătăți productivitatea procesului de turnare, temperatura matriței trebuie să fie de 50 de grade Celsius, în timp ce temperatura post-cristalizare trebuie să fie de 200 de grade Celsius. Cu toate acestea, această metodă nu poate fi aplicată în cazul aplicațiilor în care este necesară o valoare ridicată a stabilității dimensionale. Deoarece PPS are o vâscozitate scăzută pentru umplere, este necesar să se pună accentul pe închiderea matriței.

Parametrii tipici includ:

• Temperatura cilindrului: 300-320°C
• Temperatura de turnare: 120-160°C pentru a permite țesăturii să se cristalizeze în mod corespunzător și să nu se deformeze.
• Presiunea de injecție: 40-70 MPa
• Viteza șurubului: 40-100 RPM

Procesul de extrudare

PPS poate fi, de asemenea, extrudat și acest proces este aplicat în producția de fibre, monofilamente, tuburi, tije și plăci. Condițiile de prelucrare recomandate includ:

• Temperatura de uscare: 121 °C timp de 3 h
• Temperatura de turnare: 300-310°C
• Temperatura de topire: 290-325°C

Sustenabilitatea PPS

Cu toate acestea, atunci când PPS este achiziționat în mod responsabil și atunci când este fabricat, este considerat a fi unul dintre polimerii sustenabili. Durabilitatea sa depinde de următorii factori: Pe această bază, durabilitatea sa depinde de următorii factori:

Procurarea materiilor prime:

Selectarea materialelor regenerabile pentru fabricarea PPS poate contribui, de asemenea, la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, precum și la îmbunătățirea eficienței.

Durabilitate:

PPS nu se uzează la căldură și substanțe chimice și, prin urmare, durează mai mult, deoarece nu se uzează în cea mai mare parte a timpului, înlocuirea este rară.

Opțiuni de reciclare: Sulfura de polifenilenă este reciclabilă în următoarele moduri:

• Reciclare mecanică: Procese precum măcinarea sau tocarea.
• Reciclarea chimică: Sunt luate măsuri precum depolimerizarea sau alte măsuri similare.

În timp ce punctul de topire al PPS este ridicat și este inert din punct de vedere chimic, ceea ce creează un obstacol în reciclare, a existat o dezvoltare constantă în industria reciclării materialelor plastice post-consum care au investit în instalații pentru reciclarea PPS și a altor polimeri termorezistenți similari, ceea ce înseamnă că sprijină o economie circulară.

Caracteristici ușoare

Cea mai tipică sau preferată utilizare a PPS este înlocuirea metalelor, deoarece este ușor și nu este coroziv la săruri și fluide auto. Acesta poate asambla corect mai multe segmente de complexitate ridicată pentru a îndeplini mai multe funcții.

Certificări și considerente de siguranță

Produsele PPS fabricate din materiale care au fost reciclate și/sau produse din biomasă și care sunt certificate ISCC+ sunt considerate durabile. Acestea nu sunt foarte periculoase pentru oameni și pentru mediu, dar trebuie luate măsuri de precauție pentru a reduce la minimum riscurile asociate cu ele.

Beneficiile turnării prin injecție cu PPS

Utilizarea turnării prin injecție cu sulfură de polifenilenă (PPS) are multe avantaje, astfel încât este preferată pentru fabricarea pieselor de înaltă performanță.

Rezistență mecanică superioară

PPS are câteva caracteristici excelente ca material în ceea ce privește proprietățile sale mecanice, inclusiv rezistența la tracțiune, rezistența la flexiune și rezistența la impact. Aceste caracteristici permit componentelor din PPS să facă față condițiilor severe în care rezistența materialului este de o importanță capitală.

Stabilitate termică excepțională

Una dintre caracteristicile cheie ale PPS este rezistența sa la căldură: acest plastic nu se dezintegrează, nu își pierde rezistența și elasticitatea și nu se deformează dacă este expus la temperaturi ridicate pentru o perioadă lungă de timp. Datorită stabilității sale termice, este potrivit pentru utilizarea în zonele în care există producție de căldură.

Rezistență chimică excelentă

PPS pare a fi foarte imun la mai multe substanțe chimice, inclusiv acizi, baze, solvenți și hidrocarburi. Această proprietate îl face potrivit pentru utilizarea în aplicații chimice dificile.

Stabilitate dimensională consecventă

De asemenea, piesele din PPS nu pot fi afectate de modificările de formă și dimensiune cauzate de schimbările de temperatură și, prin urmare, pot fi potrivite pentru utilizarea în aplicații care necesită toleranțe strânse.

Compoziție ușoară

PPS are o densitate relativ mai mică decât metalele și, în același timp, are o rezistență mecanică bună și, prin urmare, este mai potrivit pentru aplicații în care greutatea este un factor compromițător.

Dezavantaje ale turnării prin injecție a plasticului PPS

Cu toate acestea, este important să se ia în considerare următoarele limitări ale PPS în procesul de turnare prin injecție. Acești factori trebuie evaluați pentru a înțelege mai bine dacă sunt potriviți pentru utilizarea dumneavoastră specifică.

Cost mai mare

Rășinile PPS sunt relativ scumpe în comparație cu multe alte materiale termoplastice și acesta este un factor care poate face ca costul total al utilizării PPS să fie ridicat în producția pe scară largă sau în proiectele sensibile la costuri.

Calități abrazive

Gradul ridicat de încorporare a materialului de umplutură care este utilizat pentru a îmbunătăți caracteristicile mecanice ale PPS afectează uzura echipamentelor de turnare prin injecție. Acest lucru poate provoca, la rândul său, uzura șuruburilor, butoaielor și matrițelor înainte de expirarea duratei lor de viață utilă.

Opțiuni limitate de culori

PPS corect preparat este în general negru sau maro închis, limitând astfel posibilitățile de nuanțe deschise sau mai deschise în produsele finite.

Fragilitate inerentă

Deși PPS poate fi oarecum fragil, aceasta nu este o problemă foarte mare și poate fi echilibrată cu ajutorul fibrelor și al armăturilor. Cu toate acestea, acești aditivi pot modifica, de asemenea, proprietățile materialului, ceea ce va afecta rezistența, finisarea suprafeței, stabilitatea dimensională și costul produsului.

Concluzie

În concluzie, se poate observa că turnarea prin injecție cu PPS oferă mai multe beneficii, în special în ceea ce privește piesele de înaltă performanță cu sarcină mecanică ridicată, rezistență termică și chimică. Cu toate acestea, trebuie să se ia în considerare costul mai ridicat și unele dintre limitările inerente ale abordării, în funcție de specificul proiectelor. Astfel, prin compararea acestor factori, producătorii pot lua decizii corecte cu privire la utilizarea inS în aplicațiile lor, pentru performanțe și costuri maxime.