Torelina™A310MX04 东丽PPS/玻璃纤维＋无机填充物增强 高填充, 标准等级
PPS增强增韧改性、摩擦性能改性、导电性能改性、流变性能改性和抗氧化性能改性的研究
1、PPS增强增韧改性研究
PPS增强增韧改性方式主要有纳米材料改性、纤维改性、合金共混改性、化学改性等。
纳米材料改性一般分为2种:
1)采用纳米材料对纤维表面进行处理;
2)以纳米材料为填料直接增强增韧。
纤维的加入可以在保持PPS性能的前提下减少PPS的用量,降低成本,并克服了PPS易脆性断裂和低断裂应变等缺点。KhanSM等通过增加碳纤维(CF)层数增强PPS。结果表明:当CF层数由4层增至20层时,材料的冲击强度由2.60kJ/m2升至7.20kJ/m2,硬度也明显增大。
合金共混改性可以克服单一聚合物性能上的局限性。聚苯醚(PES)具有的抗冲击性能,可以有效克服PPS韧性差的缺点。热塑性聚氨酯(TPU)具有的韧性,可用于增韧聚丙烯、PPS、聚酰胺(PA)、聚缩醛等多种热塑性塑料。
化学改性主要是通过在PPS中引入活性官能团(氨基、羧基等),达到增强增韧目的。
2、PPS摩擦性能改性研究
一般通过合金共混、加入填料构建骨架材料等方式改善PPS复合材料的耐磨性能,扩宽其应用范围。
PA具有的耐磨性能,其自润滑特性可以提高PPS在滑动或滚动下的耐久性。
纳米材料可以防止PPS分子链结构的蠕变和滑动或者提高转移膜与摩擦副的结合强度,提高PPS的摩擦性能。
纤维可以形成骨架保护基体材料,有效地降低材料的接触面积,进而降低了其摩擦系数。
在PPS/SCF/Gr复合材料中加入二硫化钨(WS2)或氮化铝(AlN)纳米颗粒,可以进一步改善其摩擦性能,这是因为纳米颗粒产生承重摩擦膜,增强了滑动副的边界润滑能力,缓解摩擦表面的黏附磨损倾向。
3、PPS导电性能改性研究
PPS导电性能改性的主要方法是将PPS和导电性能的材料进行共混,提高PPS的导电性能。
纤维素纤维、金属纤维、长碳纤维(LCF)均可以改善PPS的导电性能。
这是由于复合薄膜具有高孔隙率,且对液体电解质有更好的亲和力,降低了其与电极之间的界面电阻。
4、PPS流变性能改性研究
JiangT等分别采用具有圆形和矩形横截面的GF(RdGF,RcGF)对PPS进行改性。结果表明:PPS/RcGF复合材料的黏度远低于PPS/RdGF复合材料,这是因为与RdGF相比,RcGF具有更高的流动敏感性,且对称程度较低,其“网络”结构在低剪切速率下更容易被破坏。
碳纳米管、Gr、笼型聚倍半硅氧烷(POSS)等纳米材料可以有效降低PPS的熔体黏度,提高其熔体加工性能。
5、PPS抗氧化性能改性研究
目前,PPS抗氧化性能改性通常有表面涂覆法、添加纳米材料、添加抗氧化剂3种方法。
表面涂覆法是在PPS纤维或纤维产品的表面覆盖由抗氧化剂组成的保护涂层的处理方法。BaiMQ等在PPS纤维表面涂覆聚苯并恶嗪(PBA),提高了其抗氧化性能。这是因为PBA的交联大分子结构具有屏蔽作用,有效改善PPS纤维的抗氧化性能。但该方法存在表面涂层不均匀和难去除等问题,限制了其应用范围。
添加纳米材料是目前PPS抗氧化性能改性使用多的方法。在加工过程中添加抗氧化剂也可以提高PPS的抗氧化性能。有机抗氧化剂的耐热性差,将无机纳米材料和有机抗氧化剂结合,可以提高抗氧化剂的耐热性。
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PPS目前主要通过纤维填充和合金两种方式，来提升机械性能。
除了常见的玻纤增强，目前碳纤维、芳纶纤维等填料也是逐渐“走红”的改性体系。
除了纤维，合金共混也是另外一种行之有效的改性体系。其中不得不一提的，当属PPS/弹性体体系。
通俗来说，弹性体的改性原理相当于给材料套上一层“安全气囊”：当共混物受冲击时，弹性体粒子会发生形变，通过微孔和空穴来吸收冲击能量；同时产生剪切屈服或产生银纹，让材料由脆性断裂转变为韧性断裂，提高韧性。
比如东丽此前就凭借其专有的纳米合金技术，开发了高弹性PPS树脂，弹性模量可达1200MPa。
常用于PPS改性的弹性体包括EGMA、（马来酸酐接枝的）SEBS等等。有研究表明，POE-g-MAH增韧体系下的PPS+GF，当质量分数为6%时，复合材料的缺口冲击强度可提升25%。
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聚苯硫醚（PPS）是一种芳香族半结晶性的特种高分子聚合物，据Market.US测算，2022年全球PPS市场规模超过14亿美金，其中汽车类应用超过34%，至2032年，预测市场规模将达到33亿美金，亚太市场份额占全球市场超40%。PPS具有良好的耐热氧老化特性，在温度下可以力学强度的稳定性。使得用PPS制备的零部件够在苛刻的温度环境下长期工作而不发生失效，是新能源汽车领域的重要高分子材料
PPS在新能源汽车邻域的应用场景包括防爆电池盖、电机电驱动装置中的汇流排和端子连接器、电子水泵、电子油泵等。
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PPS特材应用场景一：防爆电池盖上的极柱垫片
电池防爆盖作用有两个，个是充放电稳定的联通——电阻值在工作温度范围内稳定。另外需要安全——电池高温失效，电池盖破裂，泄压，防止爆炸。PPS材料在电池防爆盖上主要用于正负极上塑胶片。
防爆电池盖对极柱垫片总体要求：
1.耐化学性能，尤其耐电池液的腐蚀。
2.塑胶与金属结合力好---铝极柱与塑胶结合力强且稳定；
3.铝极柱与塑胶热膨胀系数接近。
综上因素考虑，PPS是极柱垫片合适的材料。
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PPS特材应用场景：电子油泵
具体应用：油泵端盖、油泵壳体、电机定子
电子油泵作为新能源汽车电驱动技术的核心产品，主要用于驱动电机系统的冷却，满足混动汽车和纯电动汽车更的温度控制需求。
电子油泵PPS材料解决方案，需要满足电子油泵耐高低温，耐化学腐蚀，耐水解、高尺寸稳定性等性能要求。
总结
综上，PPS由于具有优良的耐高温、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，在新能源汽车等领域获得成功应用。
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聚苯硫醚PPS材料是一种的工程塑料，因其的绝缘性能、耐热性和耐化学腐蚀性能，逐渐在电机定子的制造中得到广泛应用。
电机定子一般由定子铁芯、定子绕组以及机座三部分组成，定子在电机中的主要作用是产生磁场。因此定子对于电机的稳定性起着很大的作用，传统的定子材料不仅质量重而且耐腐蚀性能差，在电机运行的过程中会产生大量的热量，因此电机的定子需要具备散热的功能。
聚苯硫醚PPS材料具有出色的电气绝缘性能，能够有效隔离电机定子中的不同线圈，防止电气短路和漏电。同时，它还具备的耐高温性能，在电机运行时能够承受高温环境，不会发生熔融或变形，电机的稳定运行。
此外，聚苯硫醚PPS材料还具有出色的耐化学腐蚀性能，能够抵御酸碱等腐蚀性介质的侵蚀，从而延长电机定子的使用寿命。它的特性使得电机定子在恶劣环境下依然能够可靠运行，不受外界环境的影响。
PPS材料应用于电机定子的具体性能
高温电机的绝缘材料：在高温环境下，电机定子的绝缘材料需要能够承受极端的温度和环境条件。聚苯硫醚PPS材料因其出色的耐高温性能，成为高温电机的理想绝缘材料。其能够在高达200摄氏度的温度下保持稳定的绝缘性能，确保电机的安全和可靠运行。
轻量化电机的定子材料：随着节能环保的要求越来越高，电机的轻量化设计变得至关重要。聚苯硫醚PPS材料因其低密度和高强度特性，成为轻量化电机的理想选择。通过使用聚苯硫醚PPS材料制造定子，可以显著降低电机的整体重量，提高电机的效率和能源利用率。
电机定子的高电气性能：电机定子的电气性能对于电机的性能和稳定性至关重要。聚苯硫醚PPS材料具有的绝缘性能，能够有效防止电流泄漏和电气击穿现象的发生。因此，在一些对电气性能要求较高的应用中，如电动汽车驱动电机，聚苯硫醚PPS材料被广泛应用于定子的制造。