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五大泛用工程塑膠包括PC、POM、PBT、Nylon、m-PPE等,這些工程塑膠的耐熱性大致在100~140℃左右,從價(jià)格、性能、用途、需求量等層面而言,皆與PE、PP、PS、PVC、ABS等泛用塑膠有所區(qū)隔,因此在塑膠世界中自成一個(gè)族群。較近,稱為聚醚(Polyphenylene Sulfide,簡(jiǎn)稱PPS)的結(jié)晶性熱可塑性樹脂逐漸受到精密零組件業(yè)者的重視。目前PPS的**需求量雖然低于前述五大泛用工程塑膠,但是150℃以上的耐熱性已經(jīng)將它定位在金屬與熱硬化性樹脂的替代材料,在平價(jià)的泛用工程塑膠與昂貴的特殊工程塑膠之間,開拓另一層*特的應(yīng)用市場(chǎng),需求量穩(wěn)定成長(zhǎng)之中,未來的需求量有可能與五大泛用工程塑膠并駕齊驅(qū)。
從PPS的化學(xué)結(jié)構(gòu)來看,原子與環(huán)交互整齊排列的構(gòu)造,賦予分子對(duì)化學(xué)的完全惰性,并易于堆積成熱穩(wěn)定性較高的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。也就是說,PPS具有良好的綜合平衡性:包括耐高溫、耐化學(xué)性、易于成型、低收縮高尺寸穩(wěn)定及優(yōu)異的電氣性能。但是,PPS純樹脂應(yīng)用較少,一般都是纖維填充或者其他填充改性,這樣才能克服PPS純樹脂的易碎性。因?yàn)槠渚哂械驼掣吡鲃?dòng)性,PPS即使是在填料比如玻璃纖維達(dá)到60%時(shí)仍然具有良好的成型性。改質(zhì)后的PPS可根據(jù)客戶的產(chǎn)品要求達(dá)到各種規(guī)格級(jí)別,更可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的成本。目前各大PPS生產(chǎn)商以玻璃纖維改性填充為主,而含量又以40%的較為通用。
PPS原料Ryton B1--PPS的綜合特性與價(jià)格在目前IT產(chǎn)品快速銳變的趨勢(shì)下相當(dāng)吸引材料工程師的注意,但也面臨金屬及其他工程塑膠的競(jìng)爭(zhēng)。例如Solvay Advanced Polymers公司所推出的Amodel是一種Polyphthalamide(PPA)樹脂,以及Xydar液晶高分子材料等都是與PPS同性質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。PPS在合成階段已經(jīng)難有差異化的空間,各公司則在摻混技術(shù)上相當(dāng)投入,設(shè)法降低成本或提高其性能。而利用PPS所開發(fā)的新材料則不斷上市,以下將介紹幾個(gè)典型的范例。
日本科學(xué)冶金株式會(huì)社與大坂市立工業(yè)研究所合作開發(fā),并于2002年9月發(fā)表PPS與導(dǎo)熱性陶瓷粉末及低融點(diǎn)合金粉末摻混的新型塑膠合金,熱傳導(dǎo)率從PPS原本的0.4W/mK提高至25W/mK,約和鈦金屬同樣程度,但價(jià)格只有金屬材料的一半左右。預(yù)定2003年正式商業(yè)化生產(chǎn)。 新型塑膠合金在高溫?fù)交鞎r(shí),低融點(diǎn)合金粉末熔解成液狀,在塑膠Matrix內(nèi)形成編織物狀的網(wǎng)目,導(dǎo)熱性陶瓷粉末微粒則均勻位在各網(wǎng)目的交叉點(diǎn)。這種塑膠受熱的時(shí)候,即利用網(wǎng)目構(gòu)造輸送熱量。過去在塑膠內(nèi)加入多量導(dǎo)熱性陶瓷粉末亦可提高熱傳導(dǎo)率,但是這種塑膠材料不易成型加工,無法應(yīng)用在形狀復(fù)雜的電子元件。新材料將應(yīng)用在CD-RW的驅(qū)動(dòng)裝置中所采用的雷射周邊零組件等。
旭化成是較著名的PPE生產(chǎn)廠商,其所生產(chǎn)的改質(zhì)PPE(m-PPE)以Xyron為商品名行銷**,市場(chǎng)占有率僅次于G.E公司的Noryl。旭化成利用本身生產(chǎn)的PPE與外購(gòu)的PPS進(jìn)行摻混,成功開發(fā)出PPS/PPE復(fù)合材料,稱為Xyron D Series。新產(chǎn)品的性質(zhì)兼具PPS與PPE的個(gè)別優(yōu)點(diǎn),預(yù)料將以較低廉的價(jià)格取代部分特殊工程塑膠的應(yīng)用市場(chǎng)。例如以比重而言,新產(chǎn)品的輕量化則優(yōu)于PPS-GF(PPS與玻纖的復(fù)合材料)。 一家位于荷蘭的Fokker Special Products公司已經(jīng)利用PPS與連續(xù)玻織布制成復(fù)合材料,商品名稱為Cetex,可以取代鋁材應(yīng)用于機(jī)翼零件,降低重量達(dá)20%左右,在260℃至-40℃之間皆適用,并可抵抗燃油的侵蝕。這是塑膠**被應(yīng)用在機(jī)艙外的結(jié)構(gòu)材料,采用的PPS是美國(guó)本土生產(chǎn)的 0214C1。
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