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热成型级PPS

时间: 2011-07-05 20:01 来源: 作者: 点击:
近年来,热成型树脂在大型薄壁制件的成型加工方面显露出越来越强的竞争力。因此,一些制造商开始纷纷选择热成型树脂用以替代金属或避免使用成本高昂的注塑成型加工法。

热成型工艺已经成为能够挑战传统注塑成型工艺的新方法。在要求苛刻的加工场合(如生产具有高耐热性和耐化学品性能的制件)中具有更大的优势。为更好地满足热成型技术的应用要求,加工商不断寻找高性能的热成型树脂,新出现的热成型级PPS树脂便以优异的综合性能打开了广阔的市场空间。

性能卓越

与大多数聚合物不同, PPS由于吸水率极低,因此能够直接进行热成型而无需预干燥。与其他类似的工程树脂相比,PPS的密度更小,这意味着其单位体积成本更低。例如含氟聚合物密度达到1.8~1.9,而纯PPS和抗冲击改性PPS的密度分别为1.35和1.24。

标准级别的PPS具有阻燃性,其阻燃级别为UL 94V-0级,通常在燃烧时只释放出少量的烟。又由于PPS的抗蠕变性强和热膨胀系数低,因此PPS在应用过程中具有优良的尺寸稳定性。

PPS还具有很强的耐化学溶剂(包括酸、碱、漂白剂、汽车冷冻液等)性和优良的耐水解性能。例如,经过持续5000h浸渍试验,表明PPS在不同油料中具有很高的稳定性。PPS能够使用常规方法进行杀菌消毒,可以承受1000℃水蒸气循环消毒和剂量达到1500kGy的辐射消毒,比大多数材料具有更强的耐受力。不同级别与食物接触的PPS都符合FDA(美国食品药品监督管理局)的规定,与水接触的PPS符合USP Class VI的要求。

热成型级PPS除具有良好的耐热性和耐化学品性能以外,还具有较低的负荷蠕变性、高强度重量比以及优良的耐磨性。该树脂由线性PPS构成,在分子量高的情况下具有较好的熔体弹性。具有支链的PPS往往呈脆性,而线性PPS具有更好的染色性、强度、韧性和纯度,更容易挤出成型为片材或卷材。从热量观点来看,线性PPS也优于其他一些相关的工程树脂。例如,线性PPS的熔融温度为285℃,能够短时间承受270℃的高温。

应用广泛

目前,PPS已有多种类型可供加工商选择,片材和卷材级PPS有纯净、玻纤增强以及抗冲击改性几种类型,其厚度从0.01~0.25in (lin=25.4mm)不等,宽度最高可达50in。用纯PPS能够制成尺寸更大的制件,如5ft×9ft(1ft=30.48cm)的PPS板已经面世。PPS片材能够同聚酯复合并用玻纤进行增强,如玻纤增强的PPS片材已经能够制成6in深的制件,而且提高了制件质量的均一性。另外,运用焊接棒可以将PPS进行焊接以制成箱体或其他制件。2004年初,PPS开始被制成片材和卷材,从此打开了在化学、航空航天、交通和食品等领域的应用之门。

PPS对多种化学品具有良好的惰性,因此能代替含氟聚合物而应用于化学容器的生产。例如,用PPS制作大型钢储罐内衬已成为市场的一种发展趋势,纤维的加入使PPS能够和钢壳体内表面更好的结合,整个PPS衬里都能够进行热成型。

在航天领域,PPS可以用于飞机内窗框的制作。如果采用注塑成型工艺,在成型过程中形成的接缝容易导致制件力学性能的下降。热成型技术的应用能够使成型制件更大更薄,并且不会影响制件的力学性能。在飞机中的另一项应用是采用热成型级、填充30%玻纤的PPS板材以制造顶端储藏箱,该装置的一般尺寸为20in×30in×6in。热成型控制面板采用15%玻纤增强的PPS以抵抗在集成装置中产生的热量。

火车和汽车制造商也在考虑选用PPS板材制造内壁和门。因为在这类应用中,要求材料必须具备高耐热性并具有极低的发烟量,并且大型、薄壁制品难以通过注塑成型进行生产。因此,热成型级PPS板材便成为此应用领域的新选择。

热成型级PPS也经常代替铝或用于制造烤箱的托盘。例如尺寸为20in×30in×1.5in并带有翻卷边结构的PPS托盘能够代替需要定期修整表面以去除毛边的不锈钢托盘来烘烤食物,并且使用这种PPS托盘不需要再对其表面进行重新修整。

由于能够承受高强度卤素光产生的高热,因此热成型级PPS还可以用来制造照明设备的灯罩和配电板。此外,PPS还可以用于洁净室排气管衬里和硬盘驱动器中抛光架的制造。

成型优势

由于PPS具有很高的流动性,因此比其他一些聚合物更容易进行精密成型。在加工一些PPS制件时,加工商也可以选择真空成型或压力成型。例如在真空成型中,PPS制件能够设计比较尖的转角,而不必要求额外增加压力,尽管加工参数会随着设备和制件而改变,PPS片材仍能在320~329℃的高温范围内被均匀加热,红外线加热则是最好的加热方式。1/8in厚的PPS板在加工过程中无需冷却系统,从加热到冷却只需要60~90s的时间,这与PC相当,但比ABS或PVC所用的时间短。与ABS和HDPE相比,PPS可赋予制品更好的质量均一性和外观效果。

PPS可采用铝模具进行加工,而铝模具成本要比传统注塑成型所使用的不锈钢模具的成本低很多。加工PPS的热成型模具通常要先预热至200℃,在几个循环周期内逐渐达到操作温度并使制品完全成型。宾西法尼亚技术学院聚合物科学和工程研究所对在阳模上成型的含30%玻纤增强的1/8in厚的PPS(Fortron PPS 1130L0)板进行了测试,实验结果表明,热成型级PPS在加工过程中能够保持良好的拉伸、弯曲以及抗冲击性能。对成型样品与未成型板材的屈服伸长量进行比较后可知,PPS在成型加工时的性能变化并不明显,比起未成型板材,成型后的PPS板材的弯曲模量仅降低了8%。

热成型后,PPS制件可由带硬质合金刀头的普通CNC设备进行修整,并使用加工金属或木材的刨床、车床、锯子等进行加工。此外,成型后的制品也可以采用各种热、机械或粘合法进行装配,例如超声焊接、铆接以及用环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯及其他粘合剂进行粘接。PPS能够使用各种传统方法进行印刷,如凹版印刷、柔板印刷、平板印刷、丝网印刷、数字印刷以及其他一些印刷方法,并且还可以进行激光标识。

MM《现代塑料》(end)

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