聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide, PPS)是一種高能的熱塑塑料，具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定、耐熱、機(jī)械強(qiáng)度和電氣絕緣能。PPS材料物的獨(dú)特質(zhì)使其在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如航空航天、汽車、電子、工業(yè)和醫(yī)療等。本文將詳細(xì)介紹聚苯硫醚的物和能。

一、聚苯硫醚的分子結(jié)構(gòu)與合成

聚苯硫醚是由苯環(huán)和硫原子交替排列而成的線聚合物，其化學(xué)式為(C8H6·S)n。PPS的分子量為20000~50000，分子結(jié)構(gòu)中苯環(huán)和硫原子交替排列，形成了較強(qiáng)的共價(jià)鍵，使PPS具有較高的熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定。

聚苯硫醚的合成方法主要有硫化法和氧化法。硫化法是以對(duì)苯二胺和硫粉為原料，在高溫高壓下反應(yīng)生成PPS。氧化法是以對(duì)苯二酚和硫酸為原料，在較低溫度下進(jìn)行氧化反應(yīng)生成PPS。

二、聚苯硫醚的物

1. 熱能

聚苯硫醚具有優(yōu)異的耐熱，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為90℃，熔點(diǎn)(Tm)為285-290℃。在200℃以下，PPS具有較好的尺寸穩(wěn)定，200-260℃范圍內(nèi)可保持穩(wěn)定的力學(xué)能。此外，PPS的熱膨脹系數(shù)低，線膨脹系數(shù)為10×10^-6/℃，在高溫下不易變形。

2. 化學(xué)穩(wěn)定

聚苯硫醚具有很好的化學(xué)穩(wěn)定，除強(qiáng)氧化酸外，幾乎可以耐受所有酸、堿、鹽溶液的腐蝕。PPS對(duì)大多數(shù)有機(jī)溶劑穩(wěn)定，但在高溫下會(huì)與某些鹵代烴發(fā)生作用。

3. 電能

聚苯硫醚具有優(yōu)異的電氣絕緣能，其介電常數(shù)在2.5-3.0之間，介電損耗角正切值(tan δ)在0.002-0.005之間。PPS的體積電阻率在10^16-10^18Ω·cm之間，表面電阻率在10^14-10^16Ω·cm之間，即使在高溫、高濕環(huán)境下，仍具有穩(wěn)定的絕緣能。

4. 機(jī)械能

聚苯硫醚具有較高的拉伸強(qiáng)度和模量，其拉伸強(qiáng)度為70-100 MPa，模量為2-3 GPa。PPS的硬度較高，摩氏硬度約為8-9。此外，PPS具有較好的疲勞能和蠕變能。

5. 光學(xué)能

聚苯硫醚具有較高的折射率和較低的透光率，其折射率為1.61-1.62，透光率在10%左右。PPS對(duì)紫外線和可見光具有良好的遮蔽，可應(yīng)用于光學(xué)元件。

三、聚苯硫醚的能與應(yīng)用

1. 耐化學(xué)腐蝕能：PPS具有很好的耐化學(xué)腐蝕能，特別是對(duì)醇類、酮類、酯類等有機(jī)溶劑具有優(yōu)良的耐蝕，這使得PPS在化工設(shè)備、石油化工、制藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2. 耐熱能：PPS具有優(yōu)異的耐熱能，在高溫環(huán)境下仍能保持良好的力學(xué)能，使其在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

3. 電氣絕緣能：PPS具有優(yōu)良的電氣絕緣能，使其在電氣、電子行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，如生產(chǎn)電器零件、絕緣材料等。

4. 機(jī)械能：PPS具有較高的拉伸強(qiáng)度和模量，使其在工程塑料領(lǐng)域具有一定的競爭力。PPS可應(yīng)用于汽車零件、軸承、齒輪等機(jī)械零件的制造。

5. 光學(xué)能：PPS對(duì)紫外線和可見光具有良好的遮蔽，可用于制作光學(xué)元件，如透鏡、反射鏡等。