聚苯硫醚的高性能与应用特点

PPS 树脂是一种呈白色或近白色的半结晶性热塑性高性能聚合物，结晶度可达60%~70%，密度为1.34g/cm3，熔点在280~290℃，玻璃化转变温度在90℃左右，空气中分解温度高达430~460℃，同时，200℃以下不溶于任何有机溶剂[18]；具有较高的强度、模量及优良的尺寸稳定性，蠕变小，抗辐射能力强，是继聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚苯醚（PPO）后的第六大通用工程塑料及性价比最高的耐高温特种工程塑料[18-20]。

（一）耐热稳定性

PPS 树脂是热塑性树脂中热稳定程度最好的树脂之一，其热稳定性与聚酰亚胺（PI）和聚四氟乙烯（PTFE）相当。聚合物的热稳定性可通过高温时聚合物的分子尺寸、力学性能及自身质量损耗等方面来表现，因此，可通过测定PPS高温时的力学性能和质量损耗来确定PPS的热稳定性。PPS的熔点高达280~290℃，高于目前其他可进行熔融纺丝的树脂；在空气氛围下430~460℃以上才开始分解，氮气氛围中500℃以下基本无质量损失，1000℃下仍能保持原质量的40%；PPS树脂与玻璃纤维复合增强后，其热变形温度可高达260℃，可在220~240℃高温下长期使用，瞬时使用温度最高可达260℃；PPS纤维及其制品也可在180~200℃下长期使用，瞬时使用温度可达240℃；PPS复丝在200℃高温处理54天后仍能保持强度基本不变，断裂伸长率仍可达到初始断裂伸长率的一半，可见PPS耐热稳定性十分优异[12, 18-20]。

（二）耐化学腐蚀性

PPS是由对苯巯基结构单元构成且结晶度高，其耐化学腐蚀性优异，接近PTFE树脂的性能。PPS能够被强氧化性无机酸，如浓硫酸、硝酸和王水等腐蚀，但可免受其他酸、碱和盐的腐蚀，同时，PPS在200℃下几乎不溶于任何化学溶剂，仅对甲苯和氧化性溶剂的耐化学腐蚀性较弱，因此，PPS纤维及其制品可用于较为恶劣的环境，特别是在高温烟尘过滤及化学品过滤等环保领域有着无可比拟的优势。但需要指出的是，PPS因其自身结构原因导致对游离的氟、氯、溴等卤素和硝酸、浓硫酸、王水、铬酸、次氯酸等强氧化性溶剂的耐化学腐蚀性较差，因这些溶剂可破坏PPS分子链上的C—S键，使苯环发生取代及S原子受到氧化[12, 19]。

（三）力学性能

交联型PPS树脂因分子链之间交联，其表现为硬而脆，只能用作塑料；而线型PPS树脂的伸长率和冲击强度有较大的提高，应主要用于制备纤维及薄膜。PPS树脂的拉伸强度可达60~90MPa，弯曲强度为90~140MPa，无缺口耐冲击强度为1.1~9.5×102J/m；因PPS纤维的结晶度较高，所以其力学性能较好，PPS纤维的拉伸强度可达到3.8~4.6cN/dtex，断裂伸长率为25%~35%，同时，其尺寸稳定性良好，加工不易变形，具有良好的纺织可加工性[12]。

（四）电性能(www.xing528.com)

PPS具有介电常数小及介电损耗低的特性，同时，在较大频率范围内基本无变化；PPS的电导率一般在10-18~10-15S/cm，在高真空下（1.33×10-3Pa）可低至10-20S/cm；PPS的电性能随温度和湿度的变化都很小，并且在很大的温度和频率范围内其介电性能都能保持稳定[6, 12]，因此，PPS可作为优良的电绝缘材料而广泛应用。

（五）阻燃性能

PPS 由于分子结构中含有硫原子而阻燃性能显著，其极限氧指数可达44~53，达到UL94的V-0/5V等级，即燃烧安全性的最高等级，无需添加阻燃剂就可达到阻燃要求；PPS可在火焰上燃烧，但离火自熄并无滴落现象，自动着火温度更高达590℃；因此，PPS树脂可广泛应用于机械、电气部件安全防护罩等领域[5, 12]。

（六）其他性能

PPS与玻璃、陶瓷、铝银、不锈钢及镀铬镍等制品之间有着良好的黏合性能，加之自身良好的耐化学腐蚀性，十分适于制备化工设备的内衬；PPS 也具有显著的尺寸稳定性，其成型收缩率及线膨胀系数均较小，可用于制备精密工业器件和化工设备等；PPS也具有良好的耐辐射性能，并且自身为生理惰性物质，无毒并通过美国FDA安全认证，可应用于食品加工接触[12]。

需要指出的是，PPS树脂的耐氧化（光氧化、热氧化、酸氧化）性能较差，而我国PPS纤维及其制品最常用的领域就是高温烟气过滤，其工作环境高温且含氧量高并富含氧化性物质（NOx、SOx等），易使PPS氧化造成PPS过滤材料的损坏，从而缩短使用寿命，同时，提高了企业的生产成本，严重影响PPS作为高温滤料在高温烟气除尘中的应用。因此，对PPS树脂及制品进行耐氧化改性是目前亟需解决的问题，也是环保领域的迫切要求，具有极其重要的学术价值和应用价值。