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聚苯硫醚,英文名称为 Polyphenylene sulfide(PPS),是苯环在对位上与硫相联而构成的大分子线性刚性结构,是一种新型的高性能热塑性特种工程塑料。目前已经从特种工程塑料的第一类发展成第六大通用工程塑料。PPS 是特种工程塑料中价格最低的,具有较高的性价比,被广泛应用于汽车、电子电器、机械、兵器、航空航天等领。聚苯硫醚在汽车领域的用量约占总消费量的30%,是PPS树脂应用发展最快的领域,PPS在汽车领域上的应用包括发动机部件、各种传感器部件、油泵及配件、车灯部件、各种管道和阀门等。本文介绍聚苯硫醚PPS与无机填料共混研究。
闵敏将纳米碳酸钙和稀土表面改性剂共混,然后与聚乙烯树脂载体和马来酸酐接枝SEBS共混,再挤出、造粒制备成纳米母粒。用制得的纳米碳酸钙与PPS注塑成型,发现纳米母粒质量分数在20%时,加工性能、拉伸强度、弯曲强度达到最优。并且,添加50%的玻璃纤维可以使拉伸强度和弯曲强度提高到160MPa和226MPa,缺口冲击强度提高到11.3kJ·m-2。结果表明纳米碳酸钙和稀土表面活性剂形成牢固的化学键,起内部增强作用,均匀分散的玻璃纤维也起到承载外力的作用,其电绝缘方面也有优异的性能。
吴兰峰采用熔融共混方法制备了PPS/碳纳米管复合材料,发现碳纳米管可以均匀分散在PPS基体中,二者界面结合十分紧密;往PPS中加入少量碳纳米管即可显著增加复合材料的导电性,最佳填充量在2 phr~3 phr之间,但是超过5 phr后导电率就不再增加;填充碳纳米管后复合材料的冲击强度和拉伸强度全面提升,由碳纳米管承载外力,但是过多会团聚,力学性能提高不大。
翟欢把预浸制的玻璃纤维和PPS共混挤出,发现随着玻璃纤维长度的增加,冲击强度也会增加;采用悬浮分散方法将纤维与树脂混合,然后模压成型制得样品,其缺口悬臂梁冲击强度可达29.0 kJ/m2;采用粉末浸渍工艺制备的连续玻璃纤维预浸料编织物与悬浮分散体系叠层模压成型的板材,冲击强度可达137.40kJ/m2。Zhangzhonghou把纳米二氧化钛和PPS混合挤出,发现纳米二氧化钛起成核作用可以提高复合材料的结晶度和储能模量,延缓复合材料的降解,但是添加到6%时,结晶度又会下降。紫外光照射PPS使其降解成低聚物,增加表面的羟基官能团,纯的PPS结晶度增加。
周祚万[60]杨杰研究氧化锌晶须增强PPS,发现经偶联剂表面处理过的ZnO晶须对PPS有明显的增强作用,降低双螺杆挤出机的剪切作用和螺杆转速可以降低氧化锌破坏程度,增强复合材料学性能。ZnO晶须特殊具有空间四针状结构,可以高效传递力受力,尖端作用防止了端口应力集中所引发的破坏,并且因其空间四针状结构,使得四个针状顶端可与相邻针状顶端相接触,构成良好的立体导电网络,与PPS复合可以制备抗静电材料。王小东[62]采用熔融共混挤出法制备了PPS/表面改性纳米Si3N4复合材料,发现当Si3N4添加量为0. 8 %时,拉伸强度提高了22 %,添加量提高到1.2%时,无缺口冲击强度和缺口冲击强度出现最大值,分别比纯PPS提高了33%和41%。并且随着纳米Si3N4添加量的增加,PPS分子链段松弛所需能量增加,松弛过程延长,损耗模量增加,体系储能模量降低。
肖炜采用共混挤出法制得纳米SiO2/有机硅/ PPS纳米复合材料,其中硅油做为分散相,PPS做为连续相,其中纳米Si O2主要分布在硅油相中和硅油与PPS的两相界面处。引入纳米粒子可以减小硅油相相区尺寸,调节两相的粘度,使之匹配,促进两相混合均匀,从而提高材料力学性能。