聚苯硫醚纤维的性能.

聚苯硫醚（PPS）纤维的定性鉴别方法研究的研究报告摘要：聚苯硫醚（PPS）纤维是一种具有优异耐热性、化学稳定性、耐油性等特性的高性能纤维材料，被广泛应用于航空、汽车、电子、电气等领域。

本文通过对PPS纤维的红外光谱、热重分析和荧光显微镜观察等多种手段进行定性鉴别研究，建立了一套简便、快速、准确的PPS纤维鉴别方法。

关键词：聚苯硫醚纤维；定性鉴别；红外光谱；热重分析；荧光显微镜一、引言聚苯硫醚（PPS）纤维是一种以苯基硫化物为主链、含有钎键的高分子聚合物，具有优异的耐热性、化学稳定性、耐油性、摩擦性等特性，是一种性能优良的高性能纤维材料。

PPS纤维广泛应用于航空、汽车、电子、电气等领域，如无线电元件，微波线、发射终端设备、半导体、火车控制设备等。

PPS纤维的特殊性质使它在许多领域中有广泛的应用，但同时也增加了其被仿冒的风险。

因此，建立PPS纤维的鉴别方法非常重要。

本文通过对PPS纤维的红外光谱、热重分析和荧光显微镜观察等多种手段进行定性鉴别研究，建立了一套简便、快速、准确的PPS纤维鉴别方法。

二、实验2.1 实验材料本实验使用了三种不同类型的PPS纤维样品，其中一种为正品，另外两种为仿冒品。

2.2 实验方法2.2.1 红外光谱法采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行测试，测试条件如下：波数范围4000~400cm-1，分辨率4cm-1，扫描25次。

测试时需先将样品制成KBr片。

2.2.2 热重分析法采用NETZSCH STA 449 F3热重分析仪测试样品，测试条件如下：氮气气氛下，升温速率为10℃/min，测试范围为室温至800℃。

2.2.3 荧光显微镜法采用荧光显微镜对样品进行测试，观察样品下方的荧光情况。

荧光显微镜的激发波长为330nm，荧光观察波长为560nm。

三、结果与分析3.1 红外光谱法如图1所示，三种PPS纤维的红外光谱图谱存在明显差异。

正品PPS纤维的谱图中各峰位清晰，比较典型，主要峰位出现在998cm-1和1028cm-1处，分别为PPS纤维中的苯环对称伸缩振动峰和苯环非对称伸缩振动峰。

发展论坛聚苯硫醚纤维发展概况及应用前景汪家铭1,于长水2(1.川化集团有限责任公司,四川成都610301;2.辽宁首钢硼铁有限责任公司)摘 要:聚苯硫醚纤维是一种新型高性能合成纤维,由聚苯硫醚纤维级树脂采用常规的熔融纺丝方法,在高温下进行拉伸、卷曲和切断后制得,具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性等物化性能,在环保、电子、机械、汽车、纺织、航空航天等领域中得到了广泛应用。

介绍了聚苯硫醚纤维的物化性能、制造工艺、技术进展、应用前景方面的一些情况,并对目前国内聚苯硫醚纤维产业的发展提出了一些建议。

关键词:聚苯硫醚纤维;性能;制造;技术进展;应用;发展建议中图分类号:TQ34 文献标识码:A 文章编号:1009-4725(2009)04-0001-05Develop m ent survey and application prospect of polyphenylene sulfide fiberW ang Jia m i n g1,Yu Changshui2(1.S ichuan Che m ical W orks Group L td.,Chengdu610301,China;2.Liao N ing Shougang iron L i m ited L iab itit y company)Abstrac t:Po lyphenylene su lfi de fi ber is one k i nd o f new h i gh performance synt hetic fi be r,it is syn t hesized w ith po l y pheny lene su lfi de fi ber leve l resin tha t be i ng stretched,curled,and cut o ff unde r t he high te mperature cond iti on by conven ti ona l m elting sp i nn i ng me t hod.It has ou tstand i ng t her m o stab ilit y,che m ica l corrosi on res i stance,fla m e retardance and so on.It has been used w i de l y i n do m a i ns such as env iron m enta l protection,e l ec tron,machinery,auto m obil e,sp i nn i ng,wea v i ng,and aerospace.T ransfor m ation perfor m ance,m anufacture techno l ogy,technica l prog ress,and applica tion prospect o f po l ypheny l ene sulfi de fibe r w ere i ntroduced,and suggesti on to Ch i nese po l ypheny l ene su lfi de fibe r i ndustry s deve l op m ent w as put forward.K ey words:po l ypheny lene sulfi de fi ber;perfor m ance;m anu fact ure;techn ica l progress;appli cation;dev elopment sug gesti on聚苯硫醚(PPS),全称为聚亚苯基硫醚。

聚苯硫醚纤维的弯曲模量在化学纤维中，以聚酯纤维最为常用，其次是尼龙和聚丙烯腈纤维。

这些纤维都具有优良的物理机械性能，有的甚至可达到很高的性能水平，因而成为合成纤维中产量最大的一类。

而我们现在要讲的是聚苯硫醚纤维（ PPS）。

聚苯硫醚纤维的主要特点是具有高强度、高模量、低密度、优良的耐化学性、耐光照性、电绝缘性、优良的耐热性和吸湿排汗性等，已广泛地应用于工业和民用领域，用作工业滤材、过滤介质、电绝缘、增强复合材料、无油润滑轴承、人造血管、电缆料、增塑剂、消防用水带、船舶缆绳等。

聚苯硫醚纤维的优点是耐磨损、易洗涤、色泽艳丽、吸湿性好，在室温下还具有良好的尺寸稳定性，并且回弹性高，因此它具有极佳的耐蠕变性和耐疲劳性。

聚苯硫醚纤维由于具有优异的性能，特别适宜作增强材料，制造工业滤材、过滤介质、电绝缘、增强复合材料、无油润滑轴承、人造血管、电缆料、增塑剂、消防用水带、船舶缆绳等。

聚苯硫醚纤维具有优异的阻燃性能，它能在较宽的温度范围内发生炭化，但纤维素材料的长时间燃烧温度只有650 ℃左右，即便采用多层制造方法，碳化时间也不超过10分钟，比之腈纶、聚丙烯腈纤维，其阻燃性更胜一筹。

PPS具有极高的玻璃转化温度（ Tg），因而与金属相比有更好的耐热性。

在熔点温度（ Tg）和热分解温度（ Tm）方面也表现出优异的性能，因此可以作为高温加热的隔热材料。

聚苯硫醚纤维具有优良的耐气候性能，其在-50 ℃下保持不变形，低温-150 ℃下保持弹性。

此外，还有良好的耐化学腐蚀性能，对化学物品稳定，与一般的强酸、强碱或者是油类接触，都不会受到影响。

聚苯硫醚纤维也可以作为增强材料使用，例如可以提高制品的机械强度、刚度和韧性，也可以改善其电绝缘性能。

目前聚苯硫醚纤维主要用于制造汽车零部件，例如高级刹车垫、底盘衬里、重型卡车前轴、铁道钢轨等。

另外还用作电气绝缘材料、建筑防水材料、包装材料、医疗器械、卫生材料及工业纺织材料等。

总之，聚苯硫醚纤维既可以用作纤维状的过滤材料，又可以用作增强材料来增加制品的强度、硬度、耐磨性、拉伸性和尺寸稳定性。

2、聚苯硫醚( PPS )特性：密度1.38g/cm3，断裂强度5.0g/d，极限氧指数34，是结晶性高性能热塑性工程塑料，具有耐热、耐化学性、阻燃性等特性。

过滤性能：可在190℃的温度下连续使用，瞬时温度可达200℃（每年累计400小时以下）；耐化学性非常好，是抗酸碱性很强的纤维；其缺点是抗氧化性较差，要求O2含量小于15%(V ol)、NO X小于600mg/Nm3，在使用中，含氧量越高，所使用的温度就要越低。

PPS 滤料具有较强的抗腐蚀功能和很好的尺寸稳定性，在集尘和清灰方面具有优良的性能。

典型用途是市政废物焚烧炉、公用工程锅炉、烧煤锅炉、医院焚烧炉、热电联产锅炉上用的脉冲袋滤器。

也可用它来取代别的经不住高温或存在化学品及不耐潮湿的合成纤维。

PPS过滤毡是我厂选用美国、日本等国生产的聚苯硫醚（PPS）纤维，按照其它耐高温过滤毡的生产工艺，生产加工的过滤材料，为耐高温过滤材料的主要品种之一。

PPS针刺滤料在以下场合的应用中性能卓越。

1、燃料中含硫或烟道气中含硫的氧化物，现已证明其是抗酸碱腐蚀、抗化学性很强的纤维。

2、烟道中含湿气的场合。

3、在温度190℃~232℃工矿条件下，气布比高达5:1做线上清灰及气布比6:1作离线清灰时，PPS滤袋具有优异的性能纪录。

PPS纤维具有强度的完整保持性和内在的耐化学性，可以在恶劣的环境中保持良好的过滤性能，并达到理想的使用寿命。

在过滤燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、电厂粉煤灰的集尘处理等脉冲清灰式除尘器中，PPS过滤毡是理想的过滤材料。

注：PPS也称聚苯硫醚纤维，在世界范围内只有少数几家大型化学公司生产，日本东洋（TOYOBO）公司的注册商标为“普抗®”“PROCON”,日本东丽（TORAY）公司的注册商标为特利通®“TORCON”,美国飞利浦（PHILIP）公司的注册商标为“莱顿”也称“莱通”或“赖登”。

聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能姜细思1，林荣2，吴成燕1，占海华1＊（1.绍兴文理学院，浙江绍兴312000；2.烟台泰和新材料股份有限公司，山东烟台264000）摘要：分别以聚苯硫醚（PPS）、聚醚砜（PES）切片为原料，在一位4头的熔融纺丝实验机上，制备了PPS及PES纤维，并对两者结构与性能的差异进行比较。

结果表明：PPS和PES的初生纤维都具有光滑的表面，PES的流动性能比PPS差，表观黏度也比PPS要大；PPS纤维的玻璃化转变温度为90~ 100℃，结晶温度为130.09℃，熔融温度为279.56℃，初始热分解温度为500℃，半寿温度为625℃；PES纤维的玻璃化转变温度为225℃，初始热分解温度为460℃，半寿温度为600℃，没有结晶温度和熔融温度；PPS纤维为半结晶聚合物，结晶速率为0.045s-1，而PES纤维属于无定形或极低结晶度材料；PES纤维和PPS纤维都具有优异的热稳定性和阻燃性，都非常适合应用在阻燃及耐高温场合。

关键词：聚苯硫醚纤维；聚醚砜纤维；结构与性能中图分类号：TQ342.793文献标志码：A文章编号：1001-7054（2013）11-0033-05随着现代工业的不断发展，高温含尘废热烟气通常直接排放到大气中，这一大气污染对生态环境以及人们的健康造成了严重威胁，而研究如何去除这些高温含尘气体具有很大的现实意义。

耐高温过滤材料也因此成为相关研究中的关键，在现实应用中，对这种材料也提出了越来越高的热性能以及力学性能的要求[1]。

聚苯硫醚（PPS）纤维和近几年来刚刚兴起的聚醚砜（PES）纤维凭借耐热、不易燃、耐腐蚀和较强的力学性能成为该领域中被应用较多的两种高性能纤维。

目前，已有关于PPS和PES纤维作为耐高温过滤材料的相关报道[2]，但对两者的微观结构及性能的研究还较少。

本文采用熔融纺丝法制得PPS、PES初生纤维，通过电子显微镜、热形变实验仪、热失重分析仪、DSC分析仪和结晶速度测量仪进行测试，研究了PPS纤维和PES纤维的形态结构和热性能，整理出相关试验数据，分析比较两种纤维的结构性能，得出这两种纤维的异同点，从而为其在不同领域的应用提供理论依据。

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。

“聚苯硫醚纤维”报告学院：轻纺与食品学院班级：纺织二班姓名：简春波学号：09430930121.简介聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，一种结晶性的聚合物，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。

聚苯硫醚纤维分子结构比较简单，分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予聚苯硫醚纤维以刚性，大量的硫醚键又为其提供了柔顺性，使纤维的分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能好，不吸水。

PPS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，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。

2.PPS的特点聚苯硫醚纤维是一种高性能特种纤维，具有优异的耐化学性和热稳定性以及抵抗恶劣环境、机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品、阻燃、绝缘、防辐射性能强等优点;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，吸水率低（约0.02%），防火性好、耐震动疲乏性好等优点。

2.1 优良的纺织加工性该纤维具有优良的纺织加工性能。

沸水收缩率的大小与制配纤维所用的工艺条件有关，可低(O—5％)也可高(15％—25％)。

吸湿率较低，主要是纤维表面的吸湿性差，熔点达285℃，高于目前工业化生产的其他熔纺纤维。

目前也可纺制成线密度为38.89—44.44tex的单丝。

2.2 耐化学稳定性好它在极其恶劣的条件下仍能保持其原有的性能，具有突出的化学稳定性，仅次于聚四氟乙烯纤维。

世界上PPS生产商还是使用硫化钠法作为工艺路线。

4．聚苯硫醚纤维的性质聚苯硫醚是二种结晶性、硬而脆的白色聚合物。

相对密度1.3岁cm3，玻璃化温度为150℃;熔点285℃。

在空气中完全分解温度可达700℃，350℃下长期热稳定性好。

无论在氯气或空气中其热稳定性均优于聚四氟乙烯[33]。

用聚苯硫醚制成的纤维特点主要包含五个方面: (a)热稳定性优良在热塑性材料中，PPs以耐热性见长。

目前在承受高温作用方面，只有聚酞亚胺伊D和聚四氟乙烯伊作E)可与之相提并论，而PI、PTFE在加工成型过程中往往会引起耐热性能的下降，PPs则不会[5l。

它具有出色的耐高温性。

由聚苯硫醚纤维加工成的制品很难燃烧，把它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。

其极限氧指数可达34%~35%，在正常的大气条件下不会燃烧，它的自动着火温度为590℃。

在氮气气氛下，在500℃以下时基本无失重，超过500℃时失重开始加剧，失重至起始重量的40%时，重量基本保持不变，直至达到1000℃的高温。

在空气中，当温度达到700℃时将发生完全降解。

聚苯硫醚纤维的耐热性还表现在:若将其复丝置于200℃的高温炉中，54高牡t能紧不琉胜:PP)、)纤维的旅J务与改打}裂强度丛本保持不变，断裂仆长降至初始断裂仲长的50%;在260℃8小时后，仍能保持纤维初始强度的60%，断裂伸长降至初始断裂伸%。

燃性好S含硫量极高，本身即有阻燃的能力，不用阻燃剂，其阻燃性即可L一94V一0级，按UL 标准属于不燃点。

在点燃过程中没有物料滴下，高的阻燃性，用它制成的纤维是一种能在恶劣环境条件下长期使用纤维[5]。

化学腐蚀性好S在200℃下不溶于任何己知溶剂，在极其恶劣的条件下仍能保持其性能，具有突出的化学稳定性，仅次于聚四氟乙烯纤维。

对大多数、碱和有机的酸、醉、酉旨、芳烃、脂肪烃及氛代烃等皆不受侵蚀，表1一Zt川。

聚苯硫醚的应用性能类别学校名称：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PPS 树脂应用性能主要表现在电绝缘性、阻燃性、制品的机械性能和尺寸稳定性、与其他材料的相容性以及无毒害等性质上。

（1）力学性能由于早期生产的聚苯硫醚树脂的分子量还不够高，树脂需经热氧化交联处理后方能挤出造粒，制成塑料，因而长期以来，聚苯硫醚表现出的性脆是其一大弱点。

但自高分子量聚苯硫醚树脂出现后，特别是日本吴羽化学工业公司推出Fortron PPS—第二代线型高分子量聚苯硫醚树脂后，聚苯硫醚的脆性得到了根本的改善，其伸长率及冲击强度都大为提高，成为韧性聚苯硫醚。

同时较之热氧化交联树脂、高分子量聚苯硫醚树脂的热性能及其他力学性能也得到了进一步提高。

未改性聚苯硫醚的拉伸强度、弯曲强度仅属中等水平，伸长率和冲击强度也较低。

因此聚苯硫醚常采用玻璃纤维以及其他无机矿物填料进行增强填充改性，使其在保持耐热性、阻燃性和耐介质性的同时，进一步提高力学性能。

对改性的聚苯硫醚来说，填料的种类对摩擦系数和比磨耗量有显著影响，选用合适的填料，可以制得从室温到高温环境下摩擦系数和比磨耗量都比较小的聚苯硫醚复合材料。

（2）热性能聚合物的耐热性具体体现在高温时其尺寸、力学性能和本身质量的稳定性等方面，因而，可以通过测定高温时聚合物力学性能及其失重而确定其耐热性能。

聚苯硫醚在所有的热塑性工程塑料中显示了极为优异的耐热性。

聚苯硫醚的熔点高达280~290℃，在空气中430、460℃以上才开始分解，热稳定性远远超出PA、PBT、POM及PTFE等工程塑料，经与玻璃纤维复合增强后，聚苯硫醚的热变形温度可达260℃，长期使用温度最高可达220~240℃，弯曲强度在200℃时仍高于室温ABS，所以它是极好的高温结构材料。

聚苯硫醚的耐焊锡热性能远远高于其他工程塑料，使其适宜制作电子电器部件。

这样的热性能，即使在热固性塑料中也是不多见的。

此外，聚苯硫醚本身具有良好的绝热性，但通过添加适当的填料后，也可制得导热性良好的聚苯硫醚复合材料。