聚苯硫醚改性技术研究进展(下)
北京燕山石油化工公司研究院 燕 丰
(上接本刊第12期A15版)
聚砜(PSF)共混改性PPS
PSF树脂具有良好的力学性能、介电性能、化学稳定性和耐热性,但PSF在熔融时粘度较大,给成型加工带来
一定的困难。可采用PSF与PPS共混,以降低其粘度,改善加工性能,所得共混物可用于制造齿轮、轴承、电器开
关、绝缘罩、容器和薄膜等方面。
聚四氟乙烯(PTFE)共混改性PPS
PPS/PTFE共混合金是优良的耐磨和低摩擦系数材料,特别适合制作轴承,以PPS为主的共混物比单纯PPS有
较高的韧性和耐腐蚀性,而以PTFE为主的共混物,可以提高PTFE的抗蠕变性能,压缩强度并减少透气性,更适宜
制作成衬垫材料。用PTFE共混改性PPS可以得到具有较高韧性和优异耐腐蚀性的共聚物。由于含有PTFE,共混物
在成型加工时更容易脱模,常用于制备耐磨部件及传动部件。当PPS含量为20%~40%时,共混物的蠕变性压缩强
度将得到大幅度提高,而透气率则明显下降。
聚醚醚酮(PEEK)共混改性PPS
将PPS与PEEK共混可改善PEEK的加工条件,降低PEEK的成本并提高PEEK的韧性,从而得到一种能综合PPS
和PEEK优点的新型高性能复合材料。
酚醛树脂(PF)共混改性PPS
PPS与PF的共混物可制成多孔性聚合物轴承,PF掺入PPS中,经烧结可形成相互联结的孔穴,当外加润滑剂在
真空条件下渗入其中后,便制成了PPS基的含油轴承材料。PPS在其中是作为提供强度(特别是在高温情况下)的
基材而存在的。在共混物中,PPS与PF的共混比例以50:50为宜,这样既可兼顾轴承强度,又可以降低轴承的成
本,同时保证制得的轴承具有最多的孔隙和最高的润滑油保留能力。
聚苯乙烯(PS)共混改性PPS
PPS和PS都比较脆,但两者共混后却能使脆性得到改善,冲击强度比原来的单独品种高。PPS不仅能与PS单
独共混,而且还可以与PS的各种共聚体共混,并能获得良好的效果。用PS及其共聚物共混改性PPS,冲击强度可
得到大幅度的提高,但拉伸强度和热变形温度有所下降。
聚苯醚(PPO)共混改性PPS
PPO具有优良的电性能、力学性能以及阻燃性,但PPO熔体粘度大,加工困难,成型时制品容易出现气泡。PPO
与PPS共混改性后,可以大大改善PPO的成型加工性,同时又能保持它们优良的耐热、阻燃、耐腐蚀性和力学性能。
该合金可用于制作耐高温材料及高温、高频环境下使用的电子电气元件。
聚醚酰亚胺(PEI)共混改性PPS
由于PPS和PEI分子链上均有大量的芳香环,这种结构上的相似性使它们具有良好的相容性。用PEI共混改
性PPS,能保持PEI的耐热性和电气绝缘性优异的特点,且可降低成本,还可用挤出法和注射法成型加工。
用PEI与PPS共混,改性后PPS的熔融流动性和成型加工性与两者的共混比例关系密切,一般当PPS含量为
20%时,即可熔融流动;含量为50%时,可获得优良的成型加工性能。近年来又开发了聚酰胺酰亚胺共混改性PPS,
其力学性能更好,成型加工更容易;再加入填料改性后,可制成高强度的耐热结构部件。
聚芳酯共混改性PPS
用高分子量的线型聚酯与PPS共混改性,可得到耐热性优良、强度高的热塑性品种,其中尤以聚芳酯共混改性
PPS最好。聚芳酯具有优良的耐热性、电气绝缘和力学性能,但由于热变形温度太高,成型加工较为困难,而且耐
腐蚀和阻燃性不够理想。而PPS具有优异的耐腐蚀性,冲击强度较低,将两者进行共混改性,则能取长补短,综合
它们的优点。共混时将两者的粉料或粒料先在V型混合机或捏合机中混合,经真空干燥后,可直接成型,也可再经
过挤出熔融混合造粒后成型。此类合金可用于制造齿轮、轴承、电气开关和绝缘罩等。
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共混改性PPS
由于PPS的伸长率较低,抗冲击性较差,采用PBT树脂与PPS共混,既可保持PPS原有的优异性能,又可达到
增韧的目的。PBT和PPS不相容,PBT和PPS分别在各自的微区内进行结晶。PBT的加入可使PPS的熔体粘度明显
上升,PBT的含量越大,熔体粘度越大,加工性能变差。随着PBT组分的减少,PBT结晶的完善性受到影响。
聚醚砜(PESU)共混改性PPS
PESU的力学性能、介电性能、化学稳定性和耐热性能优良,PPS与PESU共混可显著改善PPS的韧性和冲击强
度,共混物的弯曲强度及模量皆高于PESU。PPS/PESU综合力学性能优良,该合金在电子电器、机械设备和交通运
输中具有广泛的应用前景。
热致液晶聚合物(TLCP)共混改性PPS
由于特殊化学结构的液晶聚合物具有高强度、高模量、低粘度、易加工等诸多优异的特性,TLCP一直是高分
子领域的研究开发热点。加入少量的TLCP可以极大地改善热塑性基体材料的加工性,同时在熔融态可使TLCP在基
体中取向,冷却时成为微纤,因而对基体材料可起到增强作用。将PPS与TLCP共混,得到PPS的原位增强复合材
料。国外对PPS/TLCP共混合金进行了较为详细的研究,他们不仅对一些常规问题如PPS/TLCP的形态特征、流变性、
结晶动力学、力学性能及相容性、热稳定性等问题进行了详细的研究,还对PPS/TLCP合金中TLCP在各层中含量的
分布,淬火和退火对PPS/TLCP合金结构与力学性能的影响,以及注射模塑过程中PPS/TLCP合金中TLCP微纤束的
改变等问题进行了初步研究。
我国在这方面也进行了一些研究。研究结果表明,在PPS中加入少量半芳族TLCP(低于5%),对PPS的熔融温
度影响很小,但可使其粘度大大降低,热稳定性得以提高,且PPS/TLCP共混物的粘度对温度的敏感性较PPS要小。
研究还发现,半芳族TLCP含量不同,共混物的形态也不同,当TLCP含量增高时共混物呈纤维状形态的趋势增强。
此外,国内还发明了一种耐热塑料轴承材料,它是由PPS、TLCP、石墨以及二硫化钼等组成。该材料能在250℃下
连续使用,且短期使用温度可以达到300℃,用常用的模压或注射成型法即可制得耐热塑料轴承。该材料具有低的
摩擦系数(0.08~2)及高的压缩强度(100MPa)。
形成互穿网络聚合物(IPN)
聚合物的相互贯穿和永久性机械缠结,使互穿网络聚合物(IPN)具有优异的耐热、耐溶剂特性和较高的强度,
该法通常采用溶液或熔融共混来实现。
由于PPS的特殊性能,与其他工程塑料有理想的互补性,因而近年来PPS共混合金发展速度很快,已经开发出
很多具有商业价值的共混合金,有着广阔的应用前景。今后PPS共混合金的研究方向是如何增强PPS与其他聚合物
间的相容性,以制备高性能PPS共混合金材料,同时设法降低成本以形成规模化、系列化合金品种。目前我国已经
实现了PPS的规模化生产,但是无论在数量和质量方面与国外相比均存在很大的差距。今后,国内的研究及开发工
作应瞄准与国外的差距,重视基础性研究工作如聚合物相容性研究以及理论与技术在PPS合金材料中的具体应用,
如利用半互穿聚合物网络理论和技术制备高性能的PPS合金材料,并着重开发具有更优良综合性能和某些特殊性能
以及低成本的PPS合金材料和制品,形成多品种、系列化的PPS合金材料,以便于进一步扩大其应用领域,满足各
行业特别是高技术领域对高性能材料的需求。(全文完)
