纺织导报-聚苯硫醚纤维的发展及应用.pdf
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1、售叉苯硫醚纤维是一种新型高性能合成纤维,具有优异的热稳定性耐化学腐蚀性、阻燃性等,在环保 弓F F 己电子、机械汽车纺织、航空航天等领域中碍到广泛应用。本文介绍了目前国内外聚苯硫醚纤维的 开发与应用情况。并对国内聚苯硫醚纤维产业的发展提出了一些建议。 P P Sf i b e ri so n eo ft h en o v e ls y n t h e t i cf i b e r sw i t hh i g hp e r t b r m a n c eD u et oi t se x c e l l e n tp e r f o r m a n c eO i lt h e r m o s t
2、a b i l i t y , c h e m i c a lr e s i s t a n c ea n df l a m er e t a r d a n c y ,t h ef i b e rh a sw i d e l yu s e di nt h ef i e l d ss u c ha se n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n e l e c t r o n i c ,m a c h i n e r y ,a u t o m o b i l e ,a e r o s p a c e T h i sa r t i c l ei n t r
3、o d u c e ds t a t u sq u oo fP P Sf i b e ra th o m em i d a b r o a d a n dp u tf o r w a r ds o m es u g g e s t i o n so r ld e v e l o p m e n to fd o m e s t i cP P Si n d u s t r y 聚苯硫醚纤维的发展及应用 D e v e l o p m e n ta n dA p p l i c a t i o n0 lP P SF i b e r 聚苯硫醚,简称P P S ,其分子结构比较简单,分子主链 由苯环和硫
4、原子交替排列,大量的苯环赋予了P P S l i l l | 性,大 量的硫醚键又提供了柔顺性,使其分子结构对称,易于结 晶,无极性,电性能好,不吸水。P P S 是一种高性能纤维原 料,广泛应用于高温、化学腐蚀等环境中。 1 物化性能 P P S 纤维是一种线型高分子量结晶性高聚物,具有很 高的热稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性及良好的加工性能, 其优异的综合性能主要表现在以下几方面。 1 1 热稳定性 P P S 纤维在高温下具有优良的强度、刚性及耐疲劳性, 可在2 0 0 2 4 0 下连续使用,在低于4 0 0 的空气或氮 气中较稳定,基本无重量损失。在2 0 4 的高温空气中放置 20
5、0 0h A 能保持9 0 的强度,放置50 0 0h A 能保持7 0 的强度,80 0 0h A 能保持近印的强度 在2 6 0 的高温 空气中放置10 0 0h 后能保持6 0 的强度。 1 2 耐化学腐蚀性 P P S 纤维具有优异的耐化学腐蚀性,与号称“塑料之 壬”的聚四氟乙烯( P T F E ) 相近,能抵抗酸、碱、氯烃烃 类,酮、醇、酯等化学品的侵蚀,特别是耐非氧I Z I 生酸和热 碱液的性能突出。在2 0 0 下基本不溶于任何化学溶剂,只 有浓硫酸和浓硝酸等强氧化剂才能使P P S 纤维发生剧烈的 降级。 l 作者简介:汪家铭,男,1 9 4 9 年生,工程师,成都,6 1
6、 0 3 0 1 。 I 作者单位:川化集团有限责任公司。 7 6 文汪家铭 1 3 阻燃性 P P S 纤维制品具有难燃性,无需添加阻燃剂就可达到 u L 一9 4 V o 标准。置于火焰中时虽会发生燃烧,但无滴落现 象,且离火自熄。其燃烧时呈黄橙色火焰,并生成微量的黑 烟灰,发烟率低于卤化聚合物,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。 1 4 其他性能 P P S 的强度、伸度和弹性等与聚酯相当,对于v 射线和 中子放射的隔绝性比聚酰胺和聚酯好。同时,P P S 还具有 良好的纺织加工性能,可用于高温烟道气或特殊热介质的 过滤。日本东丽工业公司利用P P S 纤维传热系
7、数小的特点, 开发了保温衣料,其保暖性较常规P E T 纤维可提高3 0 4 0 ,且可减弱穿衣时约1 6 的冷触感;美国C r a n e 公司开 发的P P S 纤维毡,可在2 0 0 左右的条件下连续使用。 2 加工工艺 P P S 树脂结构有线型、交联型和直链型3 种,目前世界 P P S 树脂的生产技术已由交联改性的低分子量向直接合成 的直链高分子量发展,根据P P S 树脂分子量低,中,高的不 同,可以分为涂料级、注塑级、纤维级和化学改性级,适于 不同的需求。可以通过注塑或挤出成型加工形成塑料制品, 也可经过双向拉伸制成薄膜或纺丝制成纤维,还可通过填 充增强制成复合材料等。 当采用
8、常规方法将P P S 树脂加工成P P S 纤维时,要求 P P S 树脂的直链度要高,特别是对网状物( 凝胶团) 有严格 要求。但直链P P S 易于氧化降解,在高温下有明显的氧化现 纺织导报C h m aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 象,影响了P P S 纤维的使用效果。 用于加工纤维的P P S 树脂线性度一般较好,且分子量 分布较窄。作为纤维级的P P S 树脂原
9、料,对水质的线型强 度。相对分子质量,多分散系数熔融指数和焓增值率等与 注塑级P P S 相比均有更高的要求。在P P S 熔融纺丝的过程 中,需选用适合的高温纺丝、渐冷、固化成形、牵伸、定形等 技术。 如采用浅黄色的纤维级P P S 树脂切片为原料,其纺丝成 形工艺如图1 所示。 口垂p 图1P P S 纤维的纺丝工艺流程 纺丝前先在1 1 0 下真空干燥4h ,以减少P P S 树脂的 含水量、改善含水的均匀性、提高树脂的结晶度和软化性; 然后在喷丝孔直径为o 7m m 的柱塞式小型单孔熔融纺丝 机上进行纺丝,纺丝温度为3 1 0 3 4 0 。在拉伸过程中, P P S 纤维会产生部分结
10、晶,同时纤维的大分子取向增加,从 而可提高纤维的强度。h t J :P P S 拉伸纤维在1 6 0 2 6 0 下进 行5m i n 的热定形处理,可使结晶度增加6 0 8 0 ,并 获得具有良好物理机械性能的P P S 纤维。 3 技术进展 3 1 国外概况 国9 b 诗f P P S 纤维的研究已有较长的历史。早在1 9 7 5 年, B a r t l e s v i l l e 等就开始研究P P S 的纺丝I1 9 7 9 年,美国P h i l l i p s F i b e r 公司首次成功研制了纤维级P P S 树脂,并于1 9 8 3 年实 现P P S 短纤维工业化生产
11、1 9 8 5 年P h i l l i p sF i b e r 公司专利保 护失效后,日本及西欧一些发达国家也相继研究和开发P P S 纤维,日本东洋纺的P r o c o n 、东丽的T o r c o n $ 1 美国C e l a n e s e ( 塞拉尼斯) 的F o r t r o n 等P P S 纤维产品相继问世;2 1 世纪 初,日本东丽工业公司收购了美国P h i l l i p s 石油公司和F i b e r & Y a r n s 公司的P P S 纤维事业部,使日本成为世界P P S 纤维的 最大生产国。 国外P P S 纤维的生产商虽然多,但因生产工艺难度高,
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