聚苯硫醚改性方法及成型研究进展

聚苯醚的改性范文聚苯醚（Polyphenylene Ether，PPE）是一种具有优异绝缘性能、高温稳定性、机械强度和尺寸稳定性的高分子材料。

然而，聚苯醚在一些方面存在一些不足，例如低冲击强度、低耐磨性以及一些成型性能有待改善。

为了克服这些缺点，一些聚苯醚的改性方法被广泛研究和应用。

一、物理改性的方法：1.填充改性：向聚苯醚中添加填料，如玻璃纤维、石墨、炭黑等，来提高其力学性能，例如冲击强度和弯曲强度。

填料可以增加材料的强度和刚度，并提高低温性能，但可能会降低存储稳定性。

2.合金改性：将聚苯醚与其他高分子材料进行共混，以改善聚苯醚的成型性能和机械性能。

例如，聚苯醚可以与聚碳酸酯（PC）、聚苯硫醚（PPS）等共混，以获得更好的性能和热稳定性。

3.压缩改性：将液态单体通过压缩成型的方法渗透到聚苯醚的孔隙中，以提高其冲击强度和抗磨性。

这种方法可以改变聚苯醚的孔隙结构，并提供更好的力学性能。

二、化学改性的方法：1.接枝改性：通过在聚苯醚分子链上引入可接受配体的官能团，如氨基、羟基等，使聚苯醚与其他高分子材料或添加剂发生化学反应，从而改善聚苯醚的性能。

例如，将聚苯醚与聚苯乙烯形成接枝共聚物，以提高聚苯醚的力学性能和成型性能。

2.稳定剂改性：向聚苯醚中添加稳定剂，如抗氧剂、光稳定剂等，以提高聚苯醚的热稳定性和耐候性。

3.交联改性：通过引入交联剂，如过氧化物、有机硅化合物等，使聚苯醚发生交联反应，以提高其机械性能和热稳定性。

在聚苯醚的改性过程中，需要综合考虑材料性能的提升、成本的可接受性以及工艺的可行性。

这些改性方法可以单独应用，也可以结合使用，以获得最佳的性能和成本效益。

此外，随着科学技术的不断发展，新的改性方法也在不断涌现。

通过不断的研究和创新，聚苯醚的性能和应用领域将不断扩展和拓宽。

聚苯硫醚改性料工艺技术
聚苯硫醚改性料是一种具有优良性能的高分子材料，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。

其改性工艺技术主要包括聚合物改性和添加剂改性两个方面。

首先，聚合物改性是指通过对聚苯硫醚分子结构进行调整，改变其物理和化学性质。

常用的聚合物改性方法主要有共聚改性、接枝改性和交联改性。

共聚改性是将聚苯硫醚与其他合适的共聚物进行共聚反应，从而提高材料的柔韧性、韧性和热稳定性。

接枝改性是在聚苯硫醚分子链上引入其他单体，通过化学反应使其成为侧链，从而提高材料的机械性能和热稳定性。

交联改性是在聚苯硫醚分子链之间形成交联结构，提高材料的强度、硬度和耐热性。

其次，添加剂改性是通过向聚苯硫醚中加入适量的添加剂，改变其物理性能和耐候性。

常用的添加剂包括增塑剂、抗氧剂、阻燃剂、填充剂等。

增塑剂可以增加材料的柔韧性和延展性，提高拉伸强度和断裂韧性。

抗氧剂能有效防止材料老化和氧化。

阻燃剂可以提高聚苯硫醚的阻燃性能，减少火灾事故的发生。

填充剂通过填充聚苯硫醚分子链之间的空隙，提高材料的强度和硬度。

为了确保改性料的品质稳定，还需要注意改性料的配方设计和生产工艺控制。

在配方设计上，需要根据具体的应用需求，选择适当的改性方式和添加剂类型。

在生产工艺控制方面，需要严格控制各个环节的温度、压力和时间，确保改性料的物理和化学性能达到设计要求。

聚苯硫醚改性料的应用前景广阔，但在实际生产中仍存在一些挑战，如高成本、工艺复杂、环境污染等。

因此，需要进一步加强研究，开发出更加经济、环保的改性工艺和技术，为相关领域的发展提供更好的材料支持。

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。

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。

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。

聚苯硫醚砜的研究进展聚苯硫醚砜的研究进展综述摘要：聚苯硫醚砜是一种新型高性能树脂。

本文选取了几个方面对聚苯硫醚砜进行综述，分别是结构与性能、构成体系与制备方法、应用领域和研究进展。

关键词：聚苯硫醚砜，构成体系，研究进展引言线性聚苯硫醚( PPS) 是一种综合性能优异的热塑性结晶聚合物，具有良好的耐化学腐蚀性、阻燃性、刚性和模量，电气性能优良，耐疲劳强度高，抗蠕变性好，易成型，并且具有抗辐射、无毒等特性，在电子电气、汽车、精密机械、化工、家电以及航空、航天和国防等领域具有广泛的用途。

虽然聚苯硫醚具有许多独特的优异性能，但相对来说其耐热性较差，在高温下很容易发生交联或氧化反应，使得聚苯硫醚纤维颜色发黄、强度降低等。

针对 PPS的弱点，通过适当的方法，将其制成聚苯硫醚砜（PPSS）可以显著提高其不足。

本文就聚苯硫醚砜的研究进展进行综述。

构成体系及制备方法聚苯硫醚砜的合成工艺路线通常有以下几种:无水Na2S路线、硫磺溶液路线、Na2S·XH20路线、NaHS路线、聚苯硫醚氧化路线等。

由于Na2S易潮解，变质，脱水困难，所以目前国外的研究工作多采用Na2S"XH20路线和NaHS路线合成聚苯硫醚砜。

无水Na2S路线（该路线又细分为常压法和高压法）常压无水Na2S法常压下，以4,4 一二氯二苯矾(DCDPS)和无水Na2S为单体进行聚合，采用六甲基磷酞三胺(HMPA):二甲基甲酞胺(DMAC) =1:1作为溶剂，以苯甲酸(Na000Ph)和硝基对二氯苯为催化剂和助剂，反应5-6h 该反应的分子量受到一定程度的限制，该文认为，原因可能有以下几种:①反应温度较低，催化剂及助剂不能有效的发挥作用，链增长活性受阻;②反应单体Na2S纯度较低，使物料很难达到精确的配比;③反应体系欠佳，不利于链增长。

为此，尝试使用高压釜进行聚合反应。

高压无水Na2S法该法以无水Na2S法和DCDPS为单体在高压釜内进行缩聚反应，以N一甲基毗咯烷酮(NMP)为溶剂，在200℃反应5h,催化剂体系以梭酸盐的效果较好，且用量以20%左右为宜。