聚苯硫醚树脂的反应原理.
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聚苯硫醚脱硫原理聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,简称PPS)是一种具有良好热稳定性和化学稳定性的高分子材料,广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。
然而,在一些特定的工业生产过程中,PPS材料的含硫官能团会导致问题,因此需要进行脱硫处理。
本文将介绍聚苯硫醚脱硫的原理及其应用。
聚苯硫醚脱硫的原理主要是通过化学反应将聚苯硫醚中的硫原子与其他物质发生反应,从而使硫原子脱离聚苯硫醚分子,达到脱硫的目的。
一种常用的脱硫方法是使用硫醇类化合物作为脱硫剂,与聚苯硫醚发生取代反应。
这种反应可以通过热或催化剂的作用来促进。
聚苯硫醚脱硫的反应机理如下:硫醇类脱硫剂首先与聚苯硫醚中的硫原子发生反应,形成硫醇类化合物和硫代醚。
接着,硫醇类化合物进一步与聚苯硫醚中的硫原子发生反应,形成更稳定的硫醇类化合物。
最后,硫醇类化合物与聚苯硫醚中的硫原子反应生成硫化氢,从而实现脱硫。
整个反应过程中,硫醇类化合物起到了脱硫剂的作用,通过与聚苯硫醚中的硫原子反应,将硫原子从聚苯硫醚分子中脱离出来。
聚苯硫醚脱硫的应用主要集中在以下几个方面:1.环保领域:聚苯硫醚脱硫技术可用于工业废气处理中,去除废气中的硫化物,减少对大气环境的污染。
2.能源领域:聚苯硫醚脱硫技术可应用于燃煤电厂中,去除煤燃烧产生的废气中的硫化物,减少二氧化硫的排放,降低对环境的影响。
3.化工领域:聚苯硫醚脱硫技术可用于聚合物合成过程中,去除聚合物中的硫原子,提高聚合物的纯度和性能。
4.材料领域:聚苯硫醚脱硫技术可用于PPS材料的生产过程中,去除PPS材料中的硫原子,提高材料的质量和稳定性。
聚苯硫醚脱硫是一种重要的化学反应过程,通过与硫醇类化合物的反应,可以将聚苯硫醚中的硫原子脱离出来,达到脱硫的目的。
聚苯硫醚脱硫技术在环保、能源、化工和材料等领域具有广泛的应用前景。
通过进一步研究和发展,聚苯硫醚脱硫技术将为解决环境污染和提高材料性能等问题提供有效的解决方案。
聚苯硫醚生产工艺
聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)是一种高性能工程塑料,具有优异的耐热性、耐腐蚀性、绝缘性和机械性能,广泛用于电子、电器、汽车等领域。
其生产工艺主要包括化学合成和熔融聚合两个步骤。
化学合成部分的主要步骤如下:
1.嘧啶的合成:将甲醇和碳酸氢铵反应,生成尿素。
再将尿素和二甲基硫醚反应,生成嘧啶。
2.芳香亲电取代反应:将嘧啶与苯酚在碱性条件下反应,嘧啶中的N原子发生亲电取代反应,苯酚中的OH基团被取代,生成各种芳香胺。
这是聚苯硫醚合成的关键步骤。
3.聚合反应:将芳香胺与硫化剂(如硫醇)在高温下进行聚合反应,形成聚苯硫醚聚合物。
以上是聚苯硫醚化学合成的基本步骤,其中芳香亲电取代反应是决定聚苯硫醚结构和性能的关键环节。
熔融聚合部分的主要步骤如下:
1.原料准备:将聚苯硫醚的原料颗粒按照一定比例混合,以便后续的熔融聚合。
2.料斗加料:将原料颗粒通过输送带或手动装入熔融螺杆注射
成型机的料斗中。
3.熔融与混合:原料颗粒在熔融螺杆注射成型机的螺杆内经过加热和搅拌,使其熔融并均匀混合。
4.注射成型:将熔融聚苯硫醚材料注入模具中,通过注射成型的方式制成所需的产品。
5.冷却固化:注射成型后的聚苯硫醚制品在模具中进行冷却固化,使其形成固态结构,从而得到最终产品。
以上是熔融聚合的基本步骤,通过控制熔融温度、注射速度和冷却速度等参数,可获得不同形状和尺寸的聚苯硫醚制品。
综上所述,聚苯硫醚的生产工艺包括化学合成和熔融聚合两个步骤。
化学合成是聚苯硫醚原料的制备过程,而熔融聚合则是将原料熔融后通过注射成型等方式制成最终产品的过程。
聚苯硫醚的生产工艺聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,简称PPS)是一种高性能工程塑料,具有优异的耐热、耐腐蚀和电绝缘性能,广泛应用于电子、汽车、航空航天和化工等领域。
以下是一种聚苯硫醚的生产工艺。
聚苯硫醚的生产工艺主要包括以下几个步骤:1. 原料准备:聚苯硫醚的主要原料是苯硫化物和对二甲苯。
将苯硫化物和对二甲苯按一定比例混合,并在一定温度下搅拌均匀,制备前驱体溶液。
2. 反应聚合:将准备好的前驱体溶液加入反应釜中,控制温度和压力,在催化剂的作用下进行聚合反应。
在反应过程中,溶液中的苯硫化物和对二甲苯分子发生缩聚反应,生成聚苯硫醚聚合物。
3. 过滤和洗涤:聚合反应结束后,对反应产物进行过滤和洗涤。
通过过滤,除去反应釜中的杂质和未反应的原料,得到纯净的聚苯硫醚固体颗粒。
4. 干燥:将洗涤后的聚苯硫醚固体颗粒进行干燥处理,去除水分和其他溶剂。
常用的干燥方法包括真空干燥和热风干燥。
5. 粉碎和造粒:经过干燥后的聚苯硫醚固体颗粒进行粉碎和造粒处理,得到所需要的颗粒大小和形状。
这一步骤可以根据具体的应用要求,选择不同的粉碎和造粒设备。
6. 包装和存储:将得到的聚苯硫醚颗粒进行包装和存储,以保持其质量和性能。
通常采用密封包装,存放在防潮、防尘、防阳光直射的环境中。
以上就是一种聚苯硫醚的生产工艺。
根据具体的工艺设备和技术条件,生产工艺可能会有所差异,但基本的步骤和原理是相同的。
在生产过程中,要严格控制温度、压力、反应时间等工艺参数,以确保产品的质量和性能。
聚苯硫醚作为一种高性能塑料,在未来的应用领域中有着广阔的市场前景。
pps合成工艺技术PPS是一种聚苯硫醚,是一种具有优异性能的工程塑料。
PPS具有良好的综合性能,具有较高的热稳定性、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性、绝缘性和尺寸稳定性等特点。
其合成工艺技术也相对较为复杂。
PPS的合成工艺一般分为两个步骤:聚合反应和后处理。
聚合反应是将二苯砜和对位硫酸钠共聚合生成PPS,后处理则是提取和纯化合成的PPS产物。
在聚合反应中,首先将二苯砜与原料对位硫酸钠在高温、惰性气氛下反应,生成大分子量的聚苯硫醚。
反应过程中,需要控制温度、时间和反应物的摩尔比例,以获得理想的聚合产物。
此外,还需要添加合适的催化剂和稳定剂,以提高聚合反应的效率和产物的质量。
聚合反应完成后,合成的PPS产物需经过后处理进行提取和纯化。
通常采用溶剂抽提法,将产物与合适的有机溶剂相混合,使PPS溶解于溶剂中,而其他杂质不能溶解。
然后用过滤技术将溶液过滤,得到PPS溶液。
再通过溶剂的蒸发或其他方法将PPS重新沉淀,然后用水或其他适用的溶剂对PPS进行洗涤,除去残留的溶剂和杂质。
最后,将洗涤后的PPS干燥,得到纯净的PPS产物。
PPS合成工艺技术的主要挑战在于控制聚合反应的条件和提取纯化的过程。
在聚合反应中,需要严格控制温度和反应物的摩尔比例,以获取理想的聚合产物。
同时,选择合适的催化剂和稳定剂,可以提高反应效率和产物质量。
在后处理过程中,溶剂抽提法是一种常用的方法,但需要选择合适的溶剂并控制溶剂的用量和回收,以达到高效提取和纯化的目的。
总体而言,PPS合成工艺技术是一项复杂而严谨的过程,需要在合适的条件下控制反应反应和后处理的各个环节,以获得高质量的PPS产物。
随着工艺技术的不断发展和改进,PPS的合成工艺将会更加高效、环保和可持续,为工程塑料行业的发展做出更大的贡献。
聚苯硫醚
pps是分子主链上含有苯硫基的热塑性工程塑料,属聚醚类塑料。
它是于1968年在美国进行工业化生产,工业上主要生产方法有溶液聚合法和自缩聚法。
pps的分子结构可看出,它是以苯环和硫原子交替排列构成的线性或略带支链的高聚物,分子链规整体性强,由刚性苯环与柔性硫醚链连接起来的主键具有刚柔相济的特点,因此pps
可以结晶,熔点高;其次,由于苯环与硫原子形成共轭。
且硫原子尚未处于饱和,经氧化后可使硫醚键变成亚砜基,或使相邻大分子形成氧桥支化或交联,使得热、氧稳定性十分突出;第三,由于硫原子的极性被苯环共轭及高结晶度的束缚,使pps呈现非极性或弱极性的特点,因此pps的电绝缘性、介电性、及耐化学介质性也很突出;第四,由于pps与众多聚合物和添加剂有良好的相容性,可以采用多种手段进行改性,以提高其力学性能和其它性能。
聚苯硫醚英文简写为PPS,是一种新型高性能热塑性树脂,具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。
在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。
聚苯硫醚1.综述:英文名称: Polyphenylene sulfide,简称PPS.聚苯硫醚化学式:中文名称: 聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。
未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5%),在125℃时发生结晶放热,玻璃化温度为93℃;熔点281℃。
拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶,(增加至30%),如在130—230℃温度下对拉伸纤维进行热处理,可使结晶度增加到60—80%。
因此,拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象,其熔点为284℃。
随着拉伸热定形后结晶度的提高,纤维的密度也相应增大,由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34g/cm3,经热处理后则可达1.38g/cm3。
PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。
PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。
同时,还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。
近年来,国内企业积极研发,并初步形成了一定的生产能力,改变了以往完全依赖进口的状况。
但是,中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题,这些将是PPS下一步发展的重点。
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。
PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一,热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯,流动性仅次于尼龙。
此外,它还具有成型收缩率小(约0.08%),吸水率低(约0.02%),防火性好、耐震动疲乏性好等优点。
PPS塑料缺点:脆性大、韧性差,耐冲击强度低,经过改良以后,可以获得十分优异的综合性能,市场出售的产品均为其改良的产品.比重2.聚苯硫醚的特性与应用:一、特性(1)一般性能:聚苯硫醚为一种外观白色、高结晶度、硬而脆的聚合物,纯聚苯硫醚的相对密度为1.3,但改性后会增大。
聚苯硫醚的结构、性能和应用聚苯硫醚具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点,被广泛用作结构性高分子材料,通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。
同时,还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,广泛地应用在航空航天、军事领域、电子电器.、石油化工、机械、仪表仪器、家用电器、食品医药、汽车灯具、接插件、传感器、纺织机械配件、防腐设备等。
聚苯硫醚的化学结构简单而又巧妙每一个芳香环和一个对应的硫原子交互变化,两个以单键隔开的相邻双键之问,发生兀电子的部分交叠,使能量进一步降低,从而形成稳定的共轭结构。
共轭的兀电子云具有较强的非局域和极化特性,从而使它在电、磁、光等方面成为一种重要的材料。
PPS结晶度的测定方面,X光衍射法测得的PPS原粉的结晶度约为75%,熔融比焓法测定PPS的结晶度达70.8%(100%PPs结晶熔融热焓为80.45 J/mol),复合材料级PPS树脂结晶速度快,而且在挤拉工艺过程中即可达到40%~50%的结晶。
PPS结晶结构如下:聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。
未经拉伸的纤维具有较大的无定形区(结晶度约为5%),拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶,(增加至30%),如在130—230℃温度下对拉伸纤维进行热处理,可使结晶度增加到60—80%。
2、聚苯硫醚的基本特性PPS是一种由苯环和硫原子交替排列构成的线型高分子半结晶化合物。
苯环的刚性结构由柔性的硫醚键连接起来,赋予了其优良的耐热性、阻燃性、耐化学药品性以及与无机填料的良好亲合性,此外还具备较佳的流动性。
基本性能见表1:表1 PPS的基本性能项目断裂强度( cN/ dt ex) 断裂伸长( %)抗张模量( cN/ dt ex)密度( g/ cm3)熔点( ℃ )PPS 3. 8~4. 6 25~40 400~485 1. 34 285项目回潮率( %) 极限氧指数( %)介电常数介电强度( kW/ m m)PPS 0. 2~0. 3 38 3. 9~5. 1 13~17(1)优良的耐热稳定性PPS在260℃以上开始表现变形,在空气中于降解温度为700℃,经美国U L 认证可在200—240℃下连续使用,在高荷重下热变形温度高达2 6 0℃以上,同时具有极佳的焊锡耐热性。
聚苯硫醚合成工艺余再宽20090413310089材料与化工学院材料科学与工程专业1.引言:1.1概述:聚苯硫醚是一种具有优良的特种工程塑料,目前已经从特种工程塑料的第一类发展成为继聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、改性醚(MPPO)和热塑性聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)之后的第六大通用工程塑料,也是八大宇航材料之一。
PPS 作为国家大力支持发展的一种新型材料,PPS 应用前景十分广阔,在很多行业中发展潜力巨大。
科技部在“十一五”国家科技攻关计划中,也将其列为重大产业化研发内容。
1.2应用:1.2.1环保产业PPS 作为一种不可缺少的化工环保新材料,其纤维织物可长期地暴露在酸性环境之中,在高温环境中使用,过滤效率较高,是能耐磨损的少数几种化学纤维之一,用该纤维制成针刺毡带用于造纸工业的烘干上,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℃、10 %氢氧化钠溶液中放置2 周后,其强度也没有明显的变化,是较为理想的环保型耐热和耐腐蚀材料。
1.2.2汽车工业在汽车工业,PPS 常用作汽化器、进化器、汽化泵、坐椅基座、水箱水室、排气处理装置零件、连接器、配油器零件、散热器零件、转向拉杆端部支座、车灯反光镜、灯座、刹车零件、离合器零件、温度传感器、转动零件、油泵等,也常用于制作动力制动装置和动力导向系统的旋转式叶片、温度传感器、进气管、汽油泵等。
特别是当前随着汽车轻量化和低成本的发展趋势,机械性能好、尺寸精度高、耐高温、耐腐蚀的聚苯硫醚在汽车工业中制作的零件数量越来越多,应用潜力巨大。
1.2.3 纺织行业PPS 纤维又名聚对苯硫醚纤维,具有优良的纺织加工性能,吸湿率较低,且熔点高于目前工业化生产的其他熔纺纤维,可纺制成线密度为38. 89~44. 44 tex 的单丝。
由聚苯硫醚纤维加工成的制品很难燃烧,将其置于火焰中时虽会发生燃烧,但一旦移去火焰,燃烧会立即停止,燃烧时呈黄橙色火焰,并生成微量的黑烟灰,燃烧物不脱落,形成残留焦炭,表现出较低的延燃性和烟密度。
缩合法制备聚苯硫醚
学校名称:华南农业大学
院系名称:材料与能源学院
时间:2017年2月27日
方法简介
缩合法也叫对卤代苯硫酚缩聚法,是 1959 年由美国道化学公司开始研发,并进行了工业化探索。
该法采用对卤代苯硫酚为原料,在熔融状态下自缩聚制得线型PPS 树脂。
合成过程及方程式
即对卤代苯硫酚熔融或溶液缩聚,若在熔融状态下缩聚,通常生产不熔不溶物,若反应温低于熔融温度10~20 ℃,可得线型PPS。
溶液缩聚由于在极性溶剂存在下反应,反应速度较快,且低分子物易除去。
此法不需调节单体比率,易得到线型高分子量的产品,同时易产生环状齐聚物等副产物。
反应式如下:
合成方法的优缺点
优点:对卤代苯硫酚缩聚法不需要调节单体的比例,即可制得线型 PPS 产品,副产物较少。
缺点:单体的制备工较为复杂,造价昂贵,而且部分单体毒性较大,副反应容易生成环状 PPS 阻碍相对分子质量的增长。
聚苯硫醚树脂反应机理
学校名称:华南农业大学
院系名称:材料与能源学院
时间:2017年2月27日
反应原理的研究历程
4-氯苯硫酚钠熔融状态缩聚和在吡啶溶剂中缩聚机理,结合其他相关模拟实验,采用红外、色谱等手段,初步得出4-氯苯硫酚钠的自缩聚反应是苯环上亲核取代。
通过用不同原料来模拟硫化钠法中低聚物的形成,发现反应中有芳香硫基参与反应,提出了一种单电子转移的机理方式,阳离子作活性中间体。
用重氮盐引发4-溴苯硫酚钠在DMSO室温下合成PPS树脂,发现此反应是按阴离子聚合机理进行的。
后来俄国的阿舍对硫化钠和对二氯苯反应的过程产物进行对比,进一步确定了硫化钠法合成PPS的反应是苯环上的SNAr原理,同时也体现了此过程的极性溶剂当用NMP时具有其特殊的作用。
反应原理
芳环上的亲核取代反应很少是一步反应,大多数涉及不同的活性中间体,主要按三种反应机理进行:
(1)加成-消除机理(SNAr2机理)
(2)SNAr1机理
(3)消除-加成机理(苯炔机理)
若反应采用SNAr1机理进行,则形成中间体芳基正离子,这种离子不是很稳定,特别是当芳环上有吸电子基团如Cl、F等,尤其不稳定,不利于反应进行。
若按苯炔机理进行,则同时有对位产物和间位产物的生成。
根据产物的红外谱图发现4-氯苯硫酚钠合成聚苯硫醚,并没有间位取代基生成。
后来也证实,用硫化钠来制备聚苯硫醚,也没有间位取代基生成。
从而说明过渡中间体并没有苯炔形成,缩聚反应是以第一种反应机理即加成-消除机理(SNAr2机理)进行的。
加成-消除机理是亲核试剂首先与芳环加成,生成一种叫迈森海默(Meisenheimer)
络合物的活性中间体,然后从中间体中消去一个取代基而完成反应。
反应的定速步骤在多数情况下为第一步,是一个双分子反应,如下式。
邻位或对位若有强吸电子基,能使中间体的稳定性增加,有助于反应的进行。
硫化钠与对二氯苯先生成对氯苯硫酚钠,反应式如下:
每一步反应都是苯环碳上SNAr2亲核取代反应,选择性高。
但当体系中的氧未除彻底或温度过高时,将影响反应的正常进行,可能会形成自由基,造成许多副反应发生。
然后对氯苯硫酚钠自身缩合或与单体结合,进一步生成聚合度稍大的产物,按照这样的方式继续下去,逐步生成高聚物,如下式:。