Что такое пластик PPS?

Полифениленсульфид (PPS) - это высокоэффективный термопласт с исключительной химической стойкостью, который практически не растворяется в растворителях при любых температурах до 200 °С. Он обладает низким поглощением влаги, обеспечивает высокую механическую прочность и термостойкость и, следовательно, подходит для изготовления прецизионных обработанных деталей. Перейти к высокотемпературный пластиковый материал Чтобы узнать больше сопутствующих материалов, зайдите на страницу.

Этот материал является полукристаллическим по своей природе и имеет температуру плавления до 225°F и термическую деструкцию до 425°F. Он имеет низкий коэффициент теплового расширения и снимает напряжение в процессе производства, что делает его идеальным для деталей, требующих строгих допусков. В экстремальных условиях PPS демонстрирует отличные характеристики и может использоваться в качестве более дешевого заменителя PEEK при более низких температурах. Благодаря очень низкому содержанию ионных примесей материал подходит для применения в областях, требующих высокой чистоты.

Вы можете пойти в Литье под давлением ПЭЭК Страница, чтобы узнать больше о материале PEEK.

Выпускается множество различных марок ППС, которые могут быть армированными стекловолокном, минеральными и с внутренней смазкой. Они обладают такими преимуществами, как низкий коэффициент трения, повышенная износостойкость и высокая ударная прочность.

Введение в полипропиленовые пластики

Полифениленсульфид (PPS) - это высокоэффективный термопласт, который известен своей превосходной химической стойкостью. Этот материал устойчив ко всем растворителям при температуре до 392°F (200°C). Низкая степень поглощения влаги в сочетании с механической прочностью и термической стабильностью делает его пригодным для применения в тех областях, где требуются точные инженерные компоненты.

Термические свойства полифениленсульфида (ПФС)

Известно, что ППС обладает высокой термической стабильностью и может работать при высоких и низких температурах без изменения своих свойств. Следующие характеристики получены в результате испытаний, проведенных на ненаполненном материале Techtron® 1000 PPS.

Температура тепловой деформации (HDT)

Температура теплового прогиба описывает количество тепла, которое может выдержать определенный тип пластика, прежде чем он начнет поддаваться деформации под определенным весом. Для PPS эта температура составляет 115°C (250°F) при нагрузке 1,8 МПа (264 PSI) в соответствии со стандартами ISO 75-1/2 и ASTM D648.

Максимальная температура эксплуатации

Температура непрерывной эксплуатации PPS может достигать 220 °C, материал можно использовать в течение очень долгого времени, около 20 000 часов на воздухе, при этом его физические характеристики не пострадают.

Температура плавления пластика PPS

Температура стеклования ППС составляет 280°C согласно стандарту I1357-1/-3 и 540°F согласно стандарту ASTM D3418.

Теплопроводность

Теплопроводность определяется тем, насколько хорошо данный материал проводит тепло. Теплопроводность: Как видите, теплопроводность PPS выше, чем у PEEK, но ниже, чем у PE и PTFE. При комнатной температуре (23°C или 73°F) значения теплопроводности для PPS составляют:

ISO: 0,3 Вт/(К-м)

ASTM: 2 BTU в. /(hr-ft²-°F)

Воспламеняемость и огнестойкость

Огнестойкость PPS достаточно высока и соответствует стандарту UL 94 V-0, при этом нет необходимости в дополнительных наполнителях или добавках. По результатам испытаний, проведенных в соответствии с ISO 4589-1/2, он имеет кислородный индекс 44%, что также говорит об огнестойкости материала.

Коэффициент линейного теплового расширения (CLTE)

Коэффициент линейного теплового расширения или CLTE показывает, насколько расширяется материал при повышении температуры. Коэффициент линейного теплового расширения PPS составляет менее 40 по сравнению с большинством других инженерных пластмасс, таких как PET и POM, что делает его даже более экономичным, чем PEEK и PAI. Такой низкий коэффициент расширения выгоден для применения в тех случаях, когда требуется высокая точность при умеренных и высоких температурах.

Механические свойства полифениленсульфида (ПФС)

PPS хорошо известен своим балансом низкого коэффициента расширения и высокой механической прочности, поэтому он подходит как для несущих конструкций, так и для компонентов, требующих сложной механической обработки. Приведенные ниже характеристики основаны на испытаниях, проведенных на ненаполненном материале Techtron® 1000 PPS.

Основные механические свойства

Свойство	Значение (ISO)	Значение (ASTM)
Плотность	1,35 г/см³ (без наполнителя)	1,66 г/см³ (40%, армированный стекловолокном)
Предел прочности	102 МПа	13 500 PSI
Деформация при растяжении на пределе текучести	12%	3.6%
Деформация при разрыве	12%	20%
Модуль упругости при растяжении	4,000 МПа	500 KSI
Прочность на сжатие	–	21 500 ФУНТОВ НА КВ. ДЮЙМ (ASTM D695)
Твердость по Роквеллу М	100	95
Твердость по Роквеллу R	–	125
Удар по Шарпи (без зазубрин)	–	Без перерыва
Удар по Шарпи (с надрезом)	2,0 кДж/м²	–
Удар по Изоду (с насечкой)	–	0,60 фут-фунт/дюйм
Прочность на изгиб	155 МПа	21 000 PSI
Модуль упругости при изгибе	–	575 KSI

Плотность

Плотность ненаполненного ППС составляет около 1. 35 г/см³. Если армировать его, например, стеклянными волокнами 40%, плотность возрастает до 1,66 г/см³.

Предел прочности

Этот показатель прочности на разрыв намного выше, чем у других инженерных пластиков, доступных в аналогичном ценовом диапазоне PPS. Свойства при растяжении ППС Techtron® 1000 включают в себя предел прочности при растяжении 102 МПа (13 500 PSI), деформацию текучести 12% и деформацию при разрыве 12%.

Прочность на сжатие

Еще одним механическим свойством, заслуживающим упоминания, является прочность на сжатие PPS, которая, согласно тесту ASTM D695, составляет около 21 500 PSI.

Твердость и ударопрочность

PPS демонстрирует отличную твердость и ударопрочность: PPS демонстрирует отличную твердость и ударопрочность:

 

Твердость по Роквеллу M: 100 (ISO), 95 (ASTM).

Твердость по Роквеллу R: 125, (ASTM)

Ударная вязкость по Шарпи: Незакаленные образцы не имеют трещин, в то время как прочность образцов с насечками составляет около 2. 0 кДж/м².

Удар по Изоду (с насечками): 0,60 фут-фунт/дюйм.

Свойства при изгибе

Полимер PPS обладает высокой прочностью и модулем упругости, что позволяет использовать его в конструкциях. Его прочность на изгиб составляет 155 МПа (21 000 PSI), а модуль упругости при изгибе - 575 KSI, что говорит о его жесткости и способности выдерживать нагрузки.

Можно сказать, что ППС обладает достаточно высокими механическими характеристиками, что позволяет использовать его в тех отраслях промышленности, где требуются высокопрочные и точные детали.

Электрические свойства полифениленсульфида (ПФС)

Среди всех полимерных материалов полифениленсульфид (ПФС) особенно подходит для высоковольтной электроизоляции. Благодаря своей полукристаллической и неполярной молекулярной структуре он обладает очень низкой подвижностью электронов и, следовательно, высоким удельным электрическим сопротивлением, что делает его плохим проводником электричества.

 

Следующие электрические характеристики основаны на испытаниях, проведенных на ненаполненном материале Techtron® 1000 PPS.

Таблица: Основные электрические свойства

Свойство	Значение
Диэлектрическая прочность	18 кВ/мм (IEC 60243-1)
	540 В/мил (ASTM D149)
Сопротивление поверхности	10^12 Ом/кв. м (ANSI/ESD STM 11.11)
Объемное удельное сопротивление	10^13 Ом/см (IEC 62631-2-1)

Диэлектрическая прочность

Диэлектрическая прочность - это электрическая прочность материала под напряжением. Для ненаполненного ППС это значение составляет примерно 18 кВ/мм в соответствии с IEC 60243-1 или 540 В на мил в соответствии со стандартом ASTM D149. Это свойство имеет большое значение для оценки пригодности ППС в качестве электроизолятора.

Электрическое сопротивление

С другой стороны, удельное электрическое сопротивление - это мера способности материала оказывать сопротивление прохождению электрического тока. PPS обладает очень низкой электропроводностью, поэтому его удельное электрическое сопротивление низкое по сравнению со многими другими распространенными инженерными пластиками, что делает его идеальным для использования в изоляции. Поверхностное удельное сопротивление ненаполненного ППС составляет 10^12 Ом/кв. м (ANSI/ESD STM 11. 11), а объемное - 10^13 Ом/см (IEC 62631-2-1).

Химическая совместимость полифениленсульфида (PPS)

Одним из важнейших свойств PPS является его очень хорошая химическая стойкость, которая ставит его в ряд самых химически стойких инженерных термопластов на современном рынке, особенно если учесть его стоимость. Он поглощает еще меньше влаги, что делает его еще более устойчивым в различных сложных условиях эксплуатации. PPS является отличным выбором для сред, включающих:

• Сильные кислоты и основания: Он также может подвергаться воздействию некоторых веществ, таких как серная кислота, соляная кислота, гидроксид натрия и гидроксид калия.
• Органические растворители: ППС демонстрирует приемлемую устойчивость к нескольким органическим растворителям, включая спирты, кетоны, сложные эфиры и ароматические углеводороды.
• Окисляющие агенты: Можно использовать этот материал с окислителями, например, с перекисью водорода и хлором.
• Углеводороды: Они также могут использоваться с топливом, маслами и любыми смазочными материалами, которые могут применяться в автомобиле.

 

• Галогены: Он хорошо подходит для применения при стерилизации и дезинфекции, например, при использовании отбеливателя и чистке на месте/стерилизации на месте.
• Влажность и сырость: Благодаря низкому влагопоглощению он идеально подходит для помещений с повышенной влажностью.

В целом, материал PPS идеально подходит для использования в приложениях, контактирующих с широким спектром химикатов, и обеспечивает долговечную работу в суровых условиях.

Области применения полифениленсульфида (PPS)

Полифениленсульфид (ПФС) - это высокоэффективный термопластичный материал, обладающий множеством особых характеристик. Благодаря относительно низкой стоимости и возможности производства изделий из него, он хорошо подходит для нескольких отраслей промышленности, особенно для тех, которые связаны с высокими температурами.

Вот список основных областей его применения:

Автомобильная промышленность

PPS также находит применение в автомобильной промышленности благодаря своей способности заменять металлы и другие материалы в жестких условиях эксплуатации. Он особенно эффективен для компонентов, подвергающихся воздействию: Он особенно эффективен для компонентов, подвергающихся воздействию:

• Высокие температуры: Лучше всего подходит для использования в местах, где сложно установить стационарное оборудование, например, под капотом автомобиля.
• Автомобильные жидкости: Не подвергается коррозии под воздействием различных жидкостей.
• Механическое напряжение: Он обеспечивает столь необходимую выносливость в стрессовые моменты.

Основные области применения автомобилей включают:

• Системы впрыска топлива
• Системы охлаждения
• Крыльчатки водяных насосов
• Корпуса термостатов
• Компоненты электрического тормоза
• Выключатели и корпуса ламп

В некоторых случаях, когда речь идет о деталях внутренней или внешней отделки, PPS используется нечасто, однако он очень хорошо подходит для функциональных автомобильных применений.

Электрика и электроника

PPS является предпочтительным материалом в секторе электротехники и электроники (E&E) благодаря своим свойствам:

• Высокая термостойкость: Лучше всего подходит для деталей, подвергающихся воздействию тепла.
• Отличная прочность и стабильность размеров: Гарантирует надежность при выполнении работ, требующих высокой точности.
• Низкая усадка: Позволяет придать правильную форму сложным разъемам и гнездам.

PPS также известен благодаря классу горючести UL94 V-0 без использования дополнительных антипиренов. Он широко используется в:

• Разъемы и гнезда
• Шпульки для электрических катушек
• Электронные корпуса
• Компоненты жесткого диска
• Переключатели и реле

Переход на ПФС в области ЭиЭ обусловлен тем, что необходимо заменить полимеры, менее устойчивые к низким температурам.

Бытовая техника

Благодаря минимальной усадке и набуханию, а также некорродирующим и негидролизующим свойствам при воздействии тепла, ППС используется в различных бытовых приборах. К числу распространенных областей применения относятся:

• Компоненты систем отопления и кондиционирования воздуха
• Сковородки для жарки
• Решетки для фена
• Клапаны парового утюга
• Переключатели тостера
• Поворотные столы для микроволновых печей

Промышленное использование

Наблюдается тенденция к тому, что ППС заменяет металлы и термореактивные пластмассы в машиностроении, где присутствуют химически агрессивные среды. Его свойства делают его идеальным для:

Обычно эти области применения не считаются стандартным усиленным литьем под давлением, а относятся к более тяжелой промышленности.

Процессы экструзии волокон и антипригарные покрытия.

• Компоненты, изготовленные под давлением, для оборудования и тонкой механики, включая насосы, клапаны и трубы.
• Компоненты центробежных насосов, используемые на нефтяных месторождениях, а также направляющие штока для них.
• Такие элементы оборудования, как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, компоненты компрессоров, корпуса вентиляторов и детали термостатов.

Медицина и здравоохранение

В медицинской промышленности ППС со стеклянным армированием используется для изготовления хирургических инструментов и других элементов оборудования, которые должны быть одновременно прочными и огнеупорными к высоким температурам. Кроме того, волокна ППС находят применение в медицинских мембранах и других областях.

Разнообразные варианты материалов

ППС выпускается в различных формах, в том числе с наполнителем из стекла, с наполнителем из минералов и с внутренней смазкой. Эти варианты могут включать такие преимущества, как снижение трения, повышение износостойкости и ударной прочности.

Типы СПП на основе методов синтеза

Полифениленсульфид (ПФС) можно разделить на три основных типа в зависимости от процесса синтеза. Каждый тип обладает определенными характеристиками и преимуществами, что делает их подходящими для различных областей применения.

Обзор типов PPS

Тип PPS	Описание
Линейный PPS	Молекулярная масса этой версии почти в два раза больше, чем у стандартного ППС. Благодаря более длинным молекулярным цепям он обеспечивает повышенную прочность, удлинение и ударную вязкость.
Отвержденный ППС	Производится путем нагревания обычного ППС в присутствии кислорода (O2). Этот процесс полимеризации удлиняет молекулярные цепи и создает некоторые разветвления, что приводит к увеличению молекулярного веса и термореактивным свойствам.
Разветвленный ППС	Этот тип имеет большую молекулярную массу по сравнению с обычным ППС. Его молекулярная структура включает разветвленные цепи, которые улучшают механические свойства, прочность и пластичность.

Подробные характеристики

• Линейный ППС: Линейный ППС обладает высокой механической прочностью, поэтому его используют там, где требуется прочность на разрыв и гибкость изделия. Он также быстро затвердевает при воздействии тепла выше температуры стеклования, которая составляет около 85 0 C, и поэтому полезен в различных производственных процессах.
• Вылеченный ППС: Процесс отверждения также приводит к увеличению молекулярной массы термореактивного материала и его свойств, что делает его идеальным для использования при высоких температурах. Эти изменения выгодны тем, что обеспечивают повышенную прочность и стабильность конструкций, что особенно важно в условиях высоких нагрузок.
• Разветвленный PPS: Разветвленный ППС имеет разветвленную структуру, которая обеспечивает высокую прочность и ударостойкость. Благодаря своей повышенной пластичности он подходит для деталей, которые могут подвергаться динамическим нагрузкам или ударам.

Ознакомившись с этими типами PPS, производитель сможет выбрать подходящий тип материала для своего применения, чтобы повысить производительность и долговечность.

Улучшение свойств полимерного материала PPS с помощью добавок

ППС выпускается в различных видах, а благодаря присущей ему химической стойкости, его можно соединять с различными добавками для улучшения свойств. Они улучшают механические свойства, тепловые характеристики и другие важные свойства.

PPS обычно модифицируется с помощью наполнителей и волокон или сополимеризуется с другими термопластами для улучшения своих свойств. К популярным армирующим материалам относятся:

• Стекловолокно
• Углеродное волокно
• PTFE (политетрафторэтилен)

Предлагается несколько сортов PPS, в том числе:

• Незаполненный натуральный
• 30% Стеклонаполненный
• 40% Стеклонаполненный
• С минеральным наполнителем
• Стекло-минеральное наполнение
• Токопроводящие и антистатические варианты
• Градусы подшипников с внутренней смазкой

Среди них PPS-GF40 и PPS-GF MD 65 стали стандартом рынка по своим характеристикам, поэтому занимают значительную долю рынка.

Сравнение свойств различных марок полифенилсульфона

В следующей таблице приведены типичные свойства ненаполненных и наполненных марок ППС:

Сравнение свойств марок СПП

В следующей таблице приведены типичные свойства ненаполненных и наполненных марок ППС:

Недвижимость (единица)	Метод испытания	Незаполненный	Армированное стекло	Стекло-минеральное наполнение
Содержание наполнителя (%)	–	–	40	65
Плотность (кг/л)	ISO 1183	1.35	1.66	1.90 – 2.05
Прочность на растяжение (МПа)	ISO 527	65 – 85	190	110 – 130
Удлинение при разрыве (%)	ISO 527	6 – 8	1.9	1.0 – 1.3
Модуль упругости (МПа)	ISO 178	3800	14000	16000 – 19000
Прочность на изгиб (МПа)	ISO 178	100 – 130	290	180 – 220
Ударная прочность при надрезе по Изоду (кДж/м²)	ISO 180/1A	–	11	5 – 6
HDT/A @ 1,8 МПа (°C)	ISO 75	110	270	270

Технологии обработки полифениленсульфида (ПФС)

Смолы PPS используются в различных процессах, таких как выдувное формование, литье под давлением и экструзия, и обычно при температуре 300-350 ℃. Однако из-за высокой температуры плавления ее нелегко обрабатывать, особенно наполненные марки, где есть вероятность перегрева оборудования.

Требования к предварительной сушке

Процесс формования имеет решающее значение для преобразования формы формованных изделий и предотвращения слюнотечения. Рекомендуется сушить PPS при: Рекомендуется сушить PPS при:

• При 150-160°C в течение 2-3 часов, или при 170-180°C в течение 1-2 часов, или при 200-220°C в течение 30 мин - 1 часа.
• 120°C в течение 5 часов

Этот этап особенно важен для материалов, наполненных углеродным волокном, поскольку они, как известно, разбухают и впитывают влагу, что нежелательно для конечного продукта.

Параметры литья под давлением

Важно отметить, что PPS можно обрабатывать методом литья под давлением. Для повышения производительности процесса литья температура формы должна составлять 50 градусов Цельсия, а температура после кристаллизации - 200 градусов Цельсия. Однако этот метод не может быть применен в тех случаях, когда требуется высокая стабильность размеров. Поскольку ППС имеет низкую вязкость при заполнении, необходимо сосредоточиться на закрытии формы.

Типичные параметры включают:

• Температура баллона: 300-320°C
• Температура формы: 120-160°C, чтобы ткань кристаллизовалась должным образом и не деформировалась.
• Давление впрыска: 40-70 МПа
• Скорость вращения винта: 40-100 об/мин

Процесс экструзии

ППС также может быть экструдирован, и этот процесс применяется для производства волокон, мононитей, труб, стержней и плит. Рекомендуемые условия обработки включают:

• Температура сушки: 121 °C в течение 3 ч
• Температура пресс-формы: 300-310°C
• Температура расплава: 290-325°C

Устойчивость PPS

Однако при ответственном подходе к добыче и производству ППС считается одним из экологически чистых полимеров. Его устойчивость зависит от следующих факторов: Исходя из этого, его устойчивость зависит от следующих факторов:

Поиск сырья:

Выбор возобновляемых материалов при производстве PPS также может способствовать снижению выбросов парниковых газов и повышению эффективности.

Прочность:

PPS не изнашивается под воздействием тепла и химикатов, поэтому служит дольше, так как не изнашивается большую часть времени, замена происходит редко.

 

Варианты утилизации: Полифениленсульфид можно перерабатывать следующими способами:

• Механическая переработка: Такие процессы, как фрезерование или измельчение.
• Химическая переработка: Проводятся такие этапы, как деполимеризация или другие подобные действия.

Хотя температура плавления PPS высока и он химически инертен, что создает препятствия для переработки, в индустрии переработки пластмасс после потребления постоянно развиваются компании, которые инвестируют в оборудование для переработки PPS и других подобных термореактивных полимеров, что означает поддержку циркулярной экономики.

Особенности легкого веса

Наиболее типичное или предпочтительное применение PPS - замена металлов, так как он легкий и не подвержен коррозии от солей и автомобильных жидкостей. Из него можно правильно собрать несколько сегментов высокой сложности для выполнения нескольких функций.

Сертификаты и соображения безопасности

Продукты PPS, изготовленные из материалов, которые были переработаны и/или произведены из биомассы, и сертифицированные ISCC+, считаются экологичными. Они не очень опасны для человека и окружающей среды, но следует соблюдать меры предосторожности, чтобы свести к минимуму связанные с ними риски.

Преимущества литья под давлением с использованием полифенилсульфона

Метод литья под давлением с использованием полифениленсульфида (PPS) имеет множество преимуществ, поэтому его предпочитают использовать для производства высокопроизводительных деталей.

Превосходная механическая прочность

PPS обладает рядом превосходных характеристик как материал с точки зрения его механических свойств, включая прочность на растяжение, изгиб и ударную вязкость. Благодаря этим характеристикам компоненты из PPS могут использоваться в тяжелых условиях, где прочность материала имеет первостепенное значение.

Выдающаяся термическая стабильность

Одной из ключевых характеристик PPS является термостойкость: этот пластик не разрушается, не теряет прочность и эластичность, не деформируется при длительном воздействии высоких температур. Благодаря своей термостойкости он хорошо подходит для использования в помещениях с повышенным тепловыделением.

Отличная химическая стойкость

PPS обладает высокой устойчивостью к воздействию ряда химических веществ, включая кислоты, основания, растворители и углеводороды. Это свойство делает его пригодным для использования в сложных химических условиях.

Постоянная стабильность размеров

Детали из ППС также не подвержены изменению формы и размеров под воздействием изменения температуры, поэтому их можно использовать в приложениях, требующих жестких допусков.

Легкий состав

ППС имеет относительно меньшую плотность, чем металлы, и в то же время обладает хорошей механической прочностью, поэтому больше подходит для применения в тех случаях, когда вес является компромиссным фактором.

Недостатки литья пластмасс PPS под давлением

Тем не менее, важно учитывать следующие ограничения ППС в процессе литья под давлением. Эти факторы необходимо оценить, чтобы лучше понять, подходит ли он для вашего конкретного использования.

Более высокая стоимость

Смолы PPS сравнительно дороги по сравнению со многими другими термопластами, и это является фактором, который может сделать общую стоимость использования PPS высокой в крупномасштабном производстве или в проектах, чувствительных к стоимости.

Абразивные свойства

Большое количество наполнителей, используемых для улучшения механических характеристик PPS, влияет на износ оборудования для литья под давлением. Это, в свою очередь, может привести к износу шнеков, бочек и пресс-форм до истечения срока их службы.

Ограниченный выбор цветов

Правильно приготовленный ППС обычно имеет черный или темно-коричневый цвет, что ограничивает возможность использования ярких или светлых оттенков в готовых изделиях.

Хрупкость по своей природе

Хотя ППС может быть несколько хрупким, это не является огромной проблемой и может быть сбалансировано с помощью волокон и армирующих добавок. Однако эти добавки могут изменить свойства материала, что повлияет на прочность, качество обработки поверхности, стабильность размеров и стоимость изделия.

Заключение

В заключение можно отметить, что литье под давлением с ППС предлагает ряд преимуществ, особенно когда речь идет о высокопроизводительных деталях с высокой механической нагрузкой, жаро- и химической стойкостью. Однако необходимо учитывать более высокую стоимость и некоторые ограничения, присущие этому подходу, в зависимости от специфики проектов. Таким образом, сопоставив эти факторы, производители смогут принять правильное решение об использовании inS в своих приложениях для достижения максимальной производительности и стоимости.