Polyfenylensulfid

Polyfenylensulfid , polyparafenylensulfid , riton , PPS , PPS  - en polymer med linjär struktur i vars molekyl bensenringar alternerar i parapositionen med svavelatomer.

Till skillnad från andra polymerer kännetecknas materialet av ökad styvhet, hög hållfasthet och slitstyrka. Motståndskraftig mot stötbelastningar och sprickbildning. Polyfenylensulfid är giftfritt, har hög motståndskraft mot bränslen och smörjmedel och låg vattenabsorption . Produkter gjorda av polyfenylensulfid kan fungera under lång tid vid höga temperaturer och exponering för aggressiva miljöer vid temperaturer upp till 235 °C.

Det används för tillverkning av filmer, trådar, fibrösa filter, som ett strukturellt material .

Ett karakteristiskt yttre tecken på monolitiska produkter gjorda av polyfenylensulfid är ett metalliskt ljud när man slår dem.

Historik

År 1888 syntetiserade S. Friedel och D. M. Crafts polyfenylensulfid, vilket var en av de tidigaste polymersynteserna.

Sedan 1940 började försök att tillverka materialet industriellt, men det var inte förrän 1967 som forskarna Edmonds och Hill från Phillips Petroleum Company utvecklade en industriell metod för att syntetisera en polymer från 1,4-diklorbensen och natriumsulfid , från vilken dess utbredda försäljning började.

PPS- fiber tillverkades först 1973 av Philips Fibers .

1973 öppnade Chevron Phillips i Texas sin första tillverkningsanläggning och produkten fick handelsnamnet Rhyton . Nu kallas "rhyton" formsprutad polyfenylensulfid.

Efter utgången av de viktigaste patenten för syntes av polyfenylensulfid 1984 byggdes nya anläggningar för dess produktion av olika tillverkare runt om i världen. Samtidigt uppträdde produkter med en linjär kedjestruktur av polymermolekyler, i motsats till tidigare producerade modifieringar med spatialt tvärbundna molekyler.

Får

Erhållen genom interaktion av natriumsulfid med paradiklorbensen :

Egenskaper

PPS är en halvkristallin plast med förbättrade egenskaper. Bindningen av aromatiska kärnor genom svavelatomer bildar särskilt kemiskt inerta och resistenta polymerer, vars höga mekaniska egenskaper bibehålls även vid temperaturer långt över 200 °C, möjliggör långvarig drift vid temperaturer upp till 230 °C, beroende på den mekaniska belastningen, har en låg tendens att krypa även vid höga temperaturer. Smältpunkt 285°C. Tål inom kort tid mekaniska belastningar vid temperaturer upp till 270 °C.

En annan enastående egenskap hos polymeren är dess höga kemiska motståndskraft mot nästan alla lösningsmedel, många syror och alkalier, såväl som atmosfäriskt syre, även vid höga temperaturer.

Den har mycket låg vattenabsorption, god dimensionsstabilitet och värmebeständighet .

PPS har utmärkta dielektriska egenskaper och är praktiskt taget ogenomtränglig för de flesta vätskor och gaser. PPS är en bra isolator, men genom speciell kemisk behandling och dopning kan den användas för att erhålla en organisk halvledare [1] .

Det finns två huvudtyper av PFC tillgängliga: linjära och spatialt tvärbundna. Medan de grenade polymerkedjorna i tvärbunden PPS är reversibelt länkade genom tvärbindningspunkter, är kedjorna i en lätt grenad linjär polymer fästa till en högordnad molekylär överbyggnad. Dessa två typer av strukturer påverkar i första hand de mekaniska egenskaperna. Så, linjär PPS har en högre hållfasthet och töjning vid brott än tvärbunden.

Applikation

Polyfenylensulfid används främst till delar med ökade krav på mekaniska, elektriska, termiska egenskaper och kemisk beständighet i aggressiva miljöer inom elektronik och fordon.

I smält tillstånd behåller det hög fluiditet under lång tid , därför tillåter det tillverkning av komplexa tunnväggiga produkter i formar. Sträckning från smältan kan erhållas långsträckta individuella fibrer, multifilamenttrådar. Genom att blåsa den smälta polymeren är det möjligt att erhålla spunnbara stapelfibrer , såväl som fibrösa nonwovens.

PPS med linjär struktur kan bearbetas till komponenter med hjälp av formblåsning, extrudering, formsprutning (cirka 80% av produkterna tillverkas genom formsprutning). Tvärbundna typer av PPS är mindre tillverkningsbara och lämpar sig för begränsad formsprutning och mycket begränsad extrudering.

Tyger och fiberdukar har utmärkt värmebeständighet och kan användas kontinuerligt vid temperaturer upp till 190 °C (kortvarigt upp till 230 °C) utan betydande skador. Fibern är värmebeständig, stöder inte förbränning, smälter vid 285°C, har god kemisk beständighet i en icke-oxiderande miljö upp till 200°C, men förstörs i starka oxidationsmedel.

På grund av sin låga vattenabsorption (<0,1%), motståndskraft mot hydrolys och värmebeständighet, används PPS-fibrösa material för att tillverka non-woven-filter för dammuppsamling från het gas vid gasrening av koleldade pannor, i avfallsförbränningsanläggningar, och även som filtertyger för våtfiltrering [2 ] [3] [4] [5] .

Filmkondensatorer är gjorda av det ( Polyphenylene sulfide (PPS) kondensatorer ).

2007 uppgick världsproduktionen av PFC till minst 50 tusen ton. [6]

Anteckningar

1. ↑ David Parker, Jan Bussink, Hendrik T. van de Grampel, Gary W. Wheatley, Ernst-Ulrich Dorf, Edgar Ostlinning, Klaus Reinking Polymers, High-Temperature, i Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH: Weinheim, doi :10.1002/14356007.a21 449 .
2. ↑ Walter Loy Chemiefasern för tekniska textilprodukter. 2., grundlegende überarbeitet und erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-86641-197-5 , S. 117.
3. ↑ Hans J. Koslowski Chemiefaser - Lexikon. 12., erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2009, ISBN 978-3-87150-876-9 , S. 176.
4. ↑ Derek B. Purchas, Ken Sutherland Handbook of Filter Media - Andra upplagan. Elsevier Science, Oxford 2002, ISBN 1 85617 3755 , S. 91.
5. ↑ Irwin M. Hutten Handbook of Nonwoven Filter Media. Elsevier, Oxford 2007, ISBN 978-1-85617-441-1 , s. 156-157.
6. ↑ Gunther Reitzel. [ [1] Kapazitäten entwickeln sich zweistellig (Messebericht K 2007): Polyphenylensulfide (PPS)] / freier Volltext. - Kunststoffe (Zeitschrift), 2007. - S. 124–130.