PPS开发利用前景广阔
□ 燕 丰
聚苯硫醚(PPS)是一种工程塑料,具有优良的热稳定性、化学稳定性、尺寸稳定性、耐腐蚀性以及电性能等,
开发利用前景广阔。
日、美、德垄断全球市场
目前全球PPS总生产能力为6.0万t/a,总产量为5.0万t。美国Fortron公司将于2007年使其在美国Wilmington
公司的PPS生产能力扩增到1.5万t/a,届时该公司将成为世界上最大的PPS生产企业;日本吴羽公司拟于2008
年在新加坡新建一套1.0万t/a的PPS生产装置。预计到2010年,世界PPS的总产能将达到8.5万t/a。目前全
球PPS主要生产企业及其产能见表1。
目前,世界PPS的总消费量为5.0万t,电子电气、汽车工业是PPS主要消费领域(详见图1)。主要用于制
造连接器、IC包装材料、开关、线圈、汽阀、发动机零件、表壳、泵、照相机以及仪器仪表等。
美国和日本既是PPS的主要生产国也是主要消费国。美国PPS产量为1.8万t,占世界总产量的36%,消费1.5
万t/a,占世界总消费量的30%;日本PPS产量为2.2万t,占世界总产量的44%,消费1.6万t,占世界总消费量
的32%。
近10年全球对PPS 的需求保持稳定增长,美国PPS需求年均增长率为15%,日本为18%,西欧为15%。预计到
2010年世界对PPS的总需求量将达9.0万t。
技术获得突破 应用领域亟待扩展
我国PPS的研究开发起步较早,但生产能力较小。2001年四川华拓股份有限公司开发的加压法合成注塑级PPS
中试研究获得成功,并建成85t/a的中试生产装置;2002年四川德阳科技股份有限公司采用该技术建成国内首套
千吨级PPS树脂生产线,填补了我国PPS工业化生产的空白,使我国成为世界上继美、日、德之后的第四个实现
PPS产业化的国家。该项目被列为国家高技术产业化示范工程项目、国家科技部火炬计划项目、863课题产业化项
目等,并已申报国家发明专利技术7项,拥有独立知识产权的技术成果3项;德阳科技股份有限公司投资4.8亿元
新建的5000t/a PPS项目、河南天泰科技有限公司的1000t/a PPS项目均于2005年开工;沧州炼油厂工贸实业公
司500t/a生产装置、南京化学工业园1500t/a生产装置均在规划之中。此外,天津合成材料工业研究所、广州市
化工研究所、四川特种工程塑料厂PPS产能合计为2500t/a,但这些企业生产装置规模较小,多为百吨级以下。
目前我国对PPS的需求量为1.0万t,主要用于防腐涂层和注塑塑料,主要消费大户是一些合资企业和军工企
业,产不足需,需从美国Phillips公司和日本的一些公司进口。
目前我国PPS行业主要存在原料精制、聚合工艺、产物后处理、产品开发及工程放大等关键技术突破难题,且
生产成本高、产品质量及外观较差、污染严重,无法满足国内实际生产的需要,此外国内PPS合金、薄膜、纤维及
共聚物的生产几乎还是空白。随着我国电子、汽车及机械等支柱产业的迅速崛起,PPS的消费量也必将迅速增长。
预计到2010年我国对PPS的需求量将达到1.5万t,开发前景十分乐观。
加强改性研究 完善产品结构
(1)由于PPS用途涉及军工领域,国外限制向我国出口PPS树脂,加上发达国家的技术封锁,建议国内有关
企业与科研院所紧密结合,尽快建设拥有自主知识产权、具有一定规模的PPS生产装置。
(2)不断完善现行工艺,降低溶剂消耗。
(3)加强树脂改性研究,积极开发新品种。在现有基础上大力开展PPS和玻璃纤维、碳纤维、无机材料及氟
树脂、尼龙等有机材料共混复合,加快开发低溢料、高性能PPS新品级、高抗冲击性PPS树脂、吹塑级PPS树脂以
及PPS塑料合金等,扩大PPS应用领域,使产品结构完善化、品种牌号系列化,提高企业的竞争能力。
链接
PPS树脂性能简介及纤维应用
PPS树脂呈白色或近白色,结晶度达70%,是一种硬而脆的聚合物,强度和硬度均较高,可用多种成型方法进
行加工。密度为1.34g/cm3,熔点为280~290℃,玻璃化温度90℃,空气中430~460℃分解。PPS与无机填料、
增强纤维的亲和性以及与其他高分子材料的相容性好,可制成多种的增强填充品种及高分子合金。
PPS聚合分为线性流程和交联流程。线性流程为:聚合、沉淀、溶剂洗涤、水洗、烘干,制得成品;交联的流
程为:聚合、溶剂蒸发、水洗、烘干、交联热处理,制得交联PPS树脂。线性PPS树脂纯度较高,主要用于生产纤
维和膜。
PPS树脂具有优异的耐化学性、耐热性、抗水解性和阻燃性。
耐化学性:能抵抗酸、碱、烃、酮、醇、酯、氯烃等化学品的侵蚀,在200℃时不溶于任何化学溶剂,但强氧
化剂(如浓硝酸、浓硫酸和铬酸)可使树脂发生剧烈的降解。由PPS纤维制成的非织造布过滤织物在93℃的50%硫酸
中具有良好的耐蚀性,强度保持率无显著影响,在93℃的10%氢氧化钠溶液中放置两周后,其强度没有明显的变化。
耐热性:PPS树脂具有优良的耐热稳定性,其热变形温度在260℃以上,可在200~240℃下连续使用,在低于
400℃的空气或氮气中稳定,基本无质量损失,在1000℃惰性气体中仍能保持40%的质量,短期耐热性和长期连续
使用的热稳定性均优于目前所用的工程塑料。PPS纤维的耐热性表现在:在200℃时的强度保持率为60%,250℃ 时
为40%,250℃以下时其断裂伸长率基本保持不变。
抗水解性: PPS具有超强的耐湿热性能,在160℃高压釜的作用下能保持90%的强度,明显优于PET等材料。
阻燃性:PPS的LOI(极限氧指数)为34,燃烧时呈黄橙色火焰,并生成微量的黑烟灰,但不会滴落,表现出
较低的延燃性和烟密度,且离火自熄,发烟率低于卤化聚合物。不需添加阻燃剂就可达到UL-94V-0标准。
PPS纤维主要用于生产高温除尘过滤袋,用于燃煤锅炉烟气除尘时,出口烟气灰尘的排放浓度只有普通滤毡的
50%左右,可大幅度降低粉尘污染。PPS纤维还可用于生产复印机滚轴专用去污纸,PPS编织线可用于固定混合动力
汽车上的电动线圈。
表1 全球PPS主要生产企业及产能统计 万t/a
国家 公司名称 产能
美国 Phillis石油公司 0.98
Fortron公司① 0.85
德国 拜耳公司 0.50
日本 东丽-菲利浦公司 0.85
吴羽化学工业公司 1.00
东曹-保士谷公司 0.50
大日本油墨化学公司 0.30
东燃石油化学工业公司 0.72
总计 5.70
注:① Fortron公司为Ticona公司与日本Kureha 化学工业公司的合资企业
