PPS的改性技术

聚苯硫醚(PPS)具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点；具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。

聚苯硫醚PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一，一般大于260度，其流动性仅次于尼龙。

PPS 分子结构此外，它还具有成型收缩率小（约0.8%），防火性好，耐震动疲乏性好等优点。

PPS的发展成熟，全球产能达5万吨/年以上，其价格相对较低，相比于动辄数百元每公斤的其他特种工程塑料，性价比高，常作为结构性高分子材料使用，并应用于不同领域。

聚苯硫醚（PPS）与聚醚醚酮（PEEK），聚砜（PSF），聚酰亚胺（PI），聚芳酯（PAR），液晶聚合物（LCP）一起被称为6大特种工程塑料。

PPS的软化点为277～282℃，Tg为85～93℃。

PPS性能优良，尤其通过增强、改性、共混合金化及原位复合技术制成了用途广泛的各种复合材料。

PPS改性和应用实例根据结构不同，PPS分为交联型与直链型两种。

直链型有优良的韧性和延伸性;交联型在氧气存在的情况下能加热固化，超过200℃热处理时熔融指数急剧下降，利用该性能可将聚合终了的低黏度PPS通过热处理制造适合注塑、挤出任意黏度的聚合物。

但是，PPS具有耐冲击性能差、性脆的致命缺点。

未改性的PPS较脆、热变形温度低，影响其应用领域和范围。

为了进一步改善PPS的性能，扩大适用范围，须对其进行改性，改性方向主要有:•提高强度;•提高冲击性能;•提高润滑性;•改善电性能以及研制具有特殊性能的共混材料;•合金化新型材料。

研究表明，PPS添加无机填料后仍能与其他聚合物有良好的相容性，这为其合金化和复合改性创造了有利条件。

最早开发成功的是PPS与氟塑料共混合金，此后形成了合金系列。

PPS 合金化后拉伸强度、弯曲强度、抗冲击性能、耐热性能大幅提高，为进一步的挤出、吹塑成型工艺的实施提供了可能。

目前，全世界销售的PPS复合改性品种多达200余种，主要有玻纤GF增强、碳纤维CF增强、无机填料填充、GF和填料共同填充增强等共混改性。

PPPS共混改性的研究的开题报告一、研究背景PPS（聚苯硫醚）具有优越的耐热，耐腐蚀和抗疲劳性能，常用于制造汽车发动机部件等高温环境下的零部件。

然而，在某些特殊应用条件下，单一的PPS材料无法满足要求，需要对其进行改性。

目前，PPS的改性主要有两种方式：一是掺杂其他物质，如玻纤、碳纤维等，但这种方式会影响PPS的热性能和加工性能；另一种方式是PPS与其他树脂共混，以获得更优异的性能。

因此，对PPS与其他树脂的共混改性进行研究具有现实的工程应用价值。

二、研究内容本研究拟以PPS为基础材料，筛选合适的共混树脂，并采用熔体共混法进行混合，通过控制共混比例和共混工艺参数，制备出一系列PPS 共混复合材料，并对其力学性能、热性能、阻燃性能等进行测试。

并分析不同树脂对PPS材料性能的影响，探究共混树脂种类和比例对PPS改性效果的影响规律。

三、研究意义共混改性可以实现对PPS材料性能的双重提升，一方面在保持PPS 原有优异性能的基础上，增加其他材料的功效，提高材料性能；另一方面可以扩大PPS的应用范围。

因此，本研究对汽车、航空航天、电子电器等领域中高性能材料的研究具有重要的工程应用意义。

四、研究方法1.材料准备：选择PPS作为基础材料，筛选合适的共混树脂。

2.共混制备：采用熔体共混法制备共混复合材料。

3.性能测试：对制备得到的PPS共混复合材料进行力学性能、热性能、阻燃性能等方面的测试，分析其性能特点。

4.参数优化：针对材料测试结果，对共混比例、共混工艺参数等参数进行优化，提高材料性能。

五、研究预期成果本研究预计能够在PPS共混改性方面取得一定成果，包括：1.得出合适的共混树脂材料种类和比例。

2.制备出一系列优异的PPS共混复合材料，拟实现该材料的力学性能、热性能、阻燃性能等方面的双重提升。

3.为PPS共混材料的应用提供了一种新的改性途径。

六、研究进度安排1.研究背景、研究内容和方法撰写。

2.材料准备和共混制备。

聚苯硫醚抗氧化改性及其结构与性能的研究聚苯硫醚(PPS)是一种具有优异的耐化学腐蚀性、良好的热稳定性、优良的机械性能及高性价比的半结晶型高性能热塑性材料,由PPS制备的过滤材料广泛应用于高温烟气粉尘过滤等领域,但PPS较差的抗氧化性能严重制约了PPS滤料的使用寿命,因此对PPS进行抗氧化改性具有重要的科研意义和实用价值。

本文利用层状纳米颗粒-蒙脱土(MMT)和石墨烯微片(GNPs)以及高聚物-聚偏二氟乙烯(PVDF)代替传统的抗氧剂对PPS进行抗氧化改性探讨,并对不同复合体系的PPS 基复合材料的形态结构与性能进行了系统的研究与分析,在此基础上提出了层状纳米颗粒改善PPS树脂抗氧化性能的机理,为提高PPS的抗氧化能力和开发新型的耐氧化PPS滤料提供理论基础和科学依据,本课题的研究工作主要包括:1.纳米MMT是一种常见的高性价比层状纳米颗粒,本文首先利用不同的有机改性剂对MMT进行有机改性提高其和PPS树脂的相容性,通过测试分析筛选获得层间距大且热稳定性良好的有机改性蒙脱土(Bz-MMT),然后利用熔融插层法与PPS熔融共混制备PPSBMx纳米复合材料,并对复合材料的形态结构及性能进行系统研究,研究发现不同Bz-MMT含量下PPSBMx纳米复合材料可形成剥离型、插层型或两者共混的结构;添加少量的Bz-MMT即可显著改善PPS的力学拉伸性能,PPSBM0.5纳米复合材料的拉伸强度比纯PPS树脂提高了61.8%,并且还可以促进PPS基体结晶、提高结晶度和改善PPS基体的结晶完整度。

同时,添加Bz-MMT也显著提高了PPS基体的耐热指数温度(THRI),PPSBM0.5纳米复合材料的THRI比纯PPS树脂提高了12.5℃,PPS的耐热稳定性得到显著改善;抗氧化测试表明PPSBMx纳米复合材料经氧化处理后拉伸强度保持率高于纯PPS树脂,纯PPS树脂拉伸强度保持率仅为9.7%,PPSBM0.5的拉伸强度保持率可达49.4%,且添加Bz-MMT可在氧化处理过程中促使PPS分子链中亚砜基转变为砜基形成类聚芳硫醚砜结构,显著改善PPS基体的抗氧化能力。

聚苯硫醚PPS/CF碳纤填充改性聚苯硫醚虽然具有很多的优异特点，但也存在着一些不足。

例如，聚苯硫醚虽然机械性能优异，但韧性较差，冲击强度不高；PPS 无定形部分的玻璃化转变温度只有85～90℃，制品在温度超过90℃的情况下长期使用易产生蠕变而使力学性能降低；成本高、价格昂贵也是其不足之处。

由于PPS 这些自身的不足，纯PPS 制品很少，一般都要对PPS 进行改性后才最终投入使用。

目前针对聚苯硫醚的改性主要有化学结构改性和物理改性两种方法。

化学结构改性是在PPS分子链中引入改性单体，改变PPS 的分子链结构，这种化学改性成本高，技术难度也相当大，工业化实施困难，而物理改性中的填充改性和共混改性，由于操作简单、成本低廉，改性效果显著，成为PPS 改性最主要的方法。

将聚苯硫醚与各种高模量的纤维如玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、芳纶纤维等复合，可以提高其刚度、强度、耐热性等。

加入到PPS 基体中的纤维，可作为成核剂，使PPS 分子链在纤维的表面结晶，这种现象称为横穿结晶现象。

横穿晶可以在PPS 与纤维之间的界面形成较强的界面粘附，当基体受到外力时，应力可以通过界面传递到纤维上，使其起到结构支撑作用，从而使复合材料的力学性能大幅提高。

S. Bahadur 等[22]研究了碳纤维增强PPS 复合材料的动态力学性能、摩擦性能和热性能。

研究发现碳纤维的加入对复合材料熔点、结晶温度、玻璃化转变温度、结晶度等都有一定程度的影响，摩擦系数受碳纤维的影响较小。

Desio 等研究了纤维的加入对PPS 结晶度的影响。

他们发现碳纤维会减少PPS 的半结晶时间，而玻璃纤维只有在较高的结晶温度下才会影响半结晶时间。

T. Caramaro 等人研究了碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的力学性能，发现复合材料的力学性能可以通过控制模塑条件和树脂形态来进行调节。

ChiM.Ma 等研究了环境中的水对PPS/CF 复合材料力学性能的影响，结果表明，在潮湿环境下，PPS/CF 复合材料仍能保持良好的力学性能；Lopez 等发现，横穿结晶的程度会受到CF 表面粗糙程度的影响，其适于在较低温度下形成且随着PPS 摩尔质量的降低而增加。

高性能聚苯硫醚(PPS)纤维的制备与改性的开题报告一、研究背景高性能聚苯硫醚(PPS)纤维是一种高性能材料，具有优越的耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天、军事、汽车、化工等领域。

PPS纤维的制备工艺和改性技术对其性能和应用范围有着重要的影响。

二、研究目的与意义本研究旨在探究PPS纤维制备的关键技术，包括合成PPS原料、纺丝、拉伸等环节，并对其进行改性，提高其性能。

通过研究，可以优化PPS纤维制备工艺，提高其应用价值，并为相关领域的研究提供参考和借鉴。

三、研究内容及方案（一）PPS原料的合成采用苯硫酚和氯化苯的聚合反应，制备PPS原料。

考虑到反应条件对PPS制备的影响，设计不同温度、不同催化剂等条件进行对比实验，优选最佳反应条件。

（二）纺丝与拉伸采用湿法纺丝将PPS溶解液制成纤维，通过拉伸处理，使纤维达到理想的物理性能。

在此过程中，优化纺丝工艺，增强PPS纤维的拉伸强度和断裂伸长率。

（三）改性处理探究PPS纤维在化学、物理和表面形态等方面的改性。

考虑采用置换、溶解、复合等方法对PPS纤维进行改性，提高其性能。

四、研究进展目前已完成PPS原料的合成实验，通过调整反应条件，得到了优良的PPS原料，可制备高性能PPS纤维。

正在进行纺丝与拉伸的实验，对纤维的物理性能进行测试。

下一步将进行针对性的改性处理研究。

五、研究预期结果通过本次研究，预计可以得到优化的PPS纤维制备工艺和改性技术，PPS纤维的性能将得到明显提升，可应用于更广泛的领域。

同时，为高性能纤维材料的研究提供新的思路和方法。

聚苯硫醚的改性聚苯硫醚，英文名称：Polyphenylene sulfide，简称PPS.聚苯硫醚是一种线型高分子量的聚合物，其综合性能十分优越，是特种工程塑料的第一大品种，被称为第六大工程塑料，也是“八大”宇航材料之一，是传统产业更新时代和高、精、尖技术发展不可缺少的新材料之一。

PPS的结构单元简单，刚性的单体使其材料在高温下具有很好的强度、刚度保留率，有着较强的结晶趋势和较大的结晶度。

但主链上大量的苯环，加之结晶度很高，造成材料断裂伸长率低，韧性、抗冲击性也较差，一定程度上限制了它的应用。

因此，对PPS的改性研究非常重要。

图1 聚合物改性方法示意图1 聚苯硫醚的结构改性聚合物的结构改性方法包括共聚、接枝、结构替换。

PPS的结构改性主要途径是在主链和苯环上引入某些集团来改变其性质，从而提高其使用性能。

目前PPS结构改性的主要产品有聚苯硫醚酮【Poly（phenylene sulfide ketone），PPSK】 ,聚苯硫醚砜【Poly(Phenyene sulnde sulfone)， PPSS】、聚苯硫醚酞胺【 PPSA】、聚苯腈硫醚( PPCS)。

SCOnSO On（1）PPSK (2) PPSSSCNHOnnSCN(3) PPSA (4) PPCS图2 聚芳族硫醚化学结构式PPSK 是近几年才迅速发展起来的含硫芳香族化合物，它保留了PPS 的一些优良性质，如耐化学腐蚀性、稳定性、耐辐射性、绝缘性等，而且耐高温性得到了显著提高，熔点可达340℃。

但另一方面，热变形温度的提高也对其加工设备的要求提高了很多，这是不好的一面。

聚苯硫醚砜 ( PPSS) 作为 PPS 的结构改性材料，是一种玻璃化转变温度很高 ( Tg= 215 ℃ ) 的非结晶性聚合物，具备了聚苯硫醚的一些优异性能，如优良的力学、电学性能、尺寸稳定性以及耐化学腐蚀性、耐辐射、阻燃性等,同时在分子链中引入了强极性的砜基同时也是一种抗冲击、抗弯曲性能优异的韧性材料。

PPS涂料的改性和应用研究【摘要】本文通过选用不同填料对PPS涂料进行了改性，并用分散液法进行喷涂试验，研究了填料种类、烘干温度、冷却方式等对涂料性能的影响，优化确定了改性PPS涂料的配方。

【关键词】PPS涂料；改性；填料；分散液喷涂；防腐涂层0 引言聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，简称PPS）是一种耐高温耐腐蚀的合成树脂，主要用于塑料成型制品及耐蚀涂料[1-2]。

PPS主要具有以下性能：（1）耐热；（2）耐腐蚀；（3）优良的介电性能；（4）阻燃性好；（5）尺寸稳定；（6）加工性能好；（7）耐磨。

但是PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、脱落、气泡等缺点，致使PPS涂层的使用性能远不如PPS树脂[3-4]。

为了提高PPS 涂层的使用性能，需对通用化涂料配方进行改进[5]。

本文对各种填料的选择，烘干工艺的影响以及冷却方式进行了大量的研究工作，得到了较佳的改性涂层配方及生产工艺条件。

1 改性配方的确定常用的无机填料有二氧化钛、三氧化二铬、三氧化二钴、二硫化钼、石墨、磁粉、铸石粉、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝等。

常用的有机填料包括氟树脂等。

针对PPS涂层存在高温氧化、凹凸不平、流坠、龟裂、起泡等缺点，设计改性配方如表1。

这些配方制成的涂料对其粘性和熔点基本没有影响。

2 喷涂工艺及参数用分散液涂料制备PPS涂层时，工艺流程如下：注：m、n、p为重复喷涂次数.喷涂时，控制分散液的固含量为15%-25%。

空气压缩机压力为0.3-0.4MPa，喷嘴与基体材料的距离为200-300mm，每次厚度应控制在30-60μm。

PPS涂层的固化工艺参数见表2。

3 结果与讨论3.1 填料对涂层性能的影响PPS涂料中加入各种无机填料，不仅能够消除涂层表面针眼、空穴，使涂膜平整、光滑，而且还可提高使用温度，增加附着力，同时还可降低成本。

石墨具有很好的耐冲击性，作为换热设备涂层的填料，可以增加涂层的导热系数，并且使涂层细腻光滑。

聚苯硫醚改性研究进展摘要：在简述线型高分子量聚苯硫醚合成方法及其机理研究的基础上，归纳了纤维级聚苯硫醚合成的影响因素；从分子结构的角度出发，介绍了聚苯硫醚的化学改性途径；阐述了聚苯硫醚纤维的制备及其共混改性的最新研究进展，并对国内外的研究现状进行了评述。

关键词：聚苯硫醚共混改性碳酸钙氟塑料纤维进展前言聚苯硫醚(简称PPS)又称聚苯撑硫、聚次苯基硫醚，是20世纪70年代开始工业化生产的一种耐热性工程塑料，已成功地应用在电子、电器、汽车、航空航天等领域。

高相对分子质量的PPS可作为先进复合材料基体，用各种长纤维增强后，可得到性能优良的新型热塑性复合材料。

这种PPS基热塑性复合材料与传统的热固性复合材料相比，不仅具有优异的机械性能，耐高温、耐腐蚀、耐化学侵蚀、内在阻燃，而且具有卓越的冲击性能及抗破损性，作为工程塑料应用前景十分广阔。

PPS是以苯环在对位上连接硫原子而形成的刚性主链，结构上由于有大丌键的存在，所以性能极其稳定。

产品有线型、交联型和直链型3种，可以通过注塑和挤出成型加工成塑料制品，也可经过双向拉伸制成薄膜和纺丝制成纤维，还可通过填充增强制成复合材料。

目前，国内PPS产品主要用于注塑塑料，在纤维生产领域几乎处于空白状态。

PPS纤维最大的特点就是能在较高温度和极其恶劣的工作环境下长期使用，主要用于热过滤材料。

1 PPS的结构与特性PPS是最简单的含硫芳香族聚合物，有支链型和线型结构之分，线型结构的PPS 在350℃以上交联成热固性塑料，是工业上生产和应用的主要品种。

PPS的主要特性如下：(1)具有优异的耐热稳定性，其热变形温度在260℃以上，在空气中于700℃降解，可在200～240℃下连续使用，在低于400。

C的空气或氮气中较稳定，基本无质量损失，在1 OOo℃惰性气体中仍能保持40％的质量，且机械性能在高温下不降低；(2)耐化学腐蚀性能与聚四氟乙烯(PTFE)相近，能抵抗酸、碱、烃、酮、醇、酯、氯烃等化学品的侵蚀，在200℃下不溶于任何化学溶剂，在250℃以上仅溶于联苯、联苯醚及其卤代物；(3)电气性质相当稳定，长期暴露在潮湿环境下，介电常数几乎不改变，损耗正切在高性能工程塑料中亦最小，在高温、变频等条件下仍能保持良好的绝缘性；(4)阻燃性能好，氧指数为46％～53％，在火焰上能燃烧，但不会滴落，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一94 V—o标准；(5)尺寸稳定性好，其成型收缩率及线性膨胀系数较小，成型收缩率为o．15％～0．30％，最低可达0．01％，吸水率低，长期暴露在水中其尺寸的改变量几乎可以忽略，在有机物中尺寸的改变量也相当有限；(6)对金属和非金属的粘接性好，用于粘接玻璃，其粘接强度高于玻璃的内聚力；(7)加工性能良好，尽管PPS的熔融温度较高，但粘度低，流动性好，结晶速度快，成型周期短。