PPS มีโครงสร้างหลักที่แข็งแรงแบบสมมาตรและเป็นส่วนหนึ่งของพอลิเมอร์ผลึกที่ประกอบด้วยวงแหวนเบนซินที่มีการแทนที่พาราซ้ำๆ และอะตอมกำมะถัน
โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์เป็นพลาสติกวิศวกรรมเชิงหน้าที่ชนิดใหม่ โมเลกุลของโพลีฟีนิลีนประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างซ้ำๆ ของ p-ฟีนิลีนซัลไฟด์ และสายโซ่หลักของโมเลกุลประกอบด้วยฟีนิลีนซัลไฟด์ น้ำหนักโมเลกุลอยู่ระหว่าง 10,000-50,000 โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์เป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นหรือแบบกิ่ง ไม่มีจุดหลอมเหลวผลึก มีโครงสร้างเชิงเส้นก่อนการเชื่อมขวาง และโครงสร้างเทอร์โมเซตติงหลังการเชื่อมขวาง โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์สามารถอ่อนตัวลงได้ในระดับหนึ่งเมื่อได้รับความร้อนและความเย็นเต็มที่
โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ถูกทำให้เป็นโพลีคอนเดนเซชันจากโซเดียมซัลไฟด์และไดคลอโรเบนซีนในตัวทำละลายที่มีขั้วสูง วิธีการผลิตประกอบด้วยวิธีของไมเคิล วิธีควบแน่นด้วยตนเองของไทโอฟีเนตที่มีฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบ โพลีเฮไลด์อะโรมาติกและสารละลายโลหะอัลคาไลซัลไฟด์ เป็นต้น
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์อยู่ที่ 1.36 เรซินเป็นผงหรือเม็ดสีขาว แข็งและเปราะ มีความเป็นผลึกสูงและความหนืดสูง โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์มีน้ำหนักโมเลกุลสองประเภท คือ น้ำหนักโมเลกุลต่ำและน้ำหนักโมเลกุลสูง เนื่องจากค่าการไหลสูงของของเหลวจึงทำให้การขึ้นรูปโดยตรงทำได้ยาก ดังนั้น นอกจากการพ่นแล้ว วิธีการอื่นๆ จำเป็นต้องมีการเชื่อมขวางในระดับหนึ่งในระหว่างการขึ้นรูป และต้องผสมใยแก้วหรือเรซินอนินทรีย์ในปริมาณหนึ่งสำหรับการฉีดขึ้นรูป การขึ้นรูป และการขึ้นรูปด้วยการอัดรีด โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงไม่จำเป็นต้องเชื่อมขวางและสามารถนำไปใช้ในการแปรรูปผลิตภัณฑ์พลาสติกได้โดยตรง
PPS มีโครงสร้างหลักที่แข็งแรงและสมมาตร เป็นส่วนหนึ่งของพอลิเมอร์ผลึกที่ประกอบด้วยวงเบนซีนที่ถูกแทนที่ด้วยพาราและอะตอมของกำมะถันที่ซ้ำกัน PPS เป็นพลาสติกวิศวกรรมชนิดพิเศษที่มีประสิทธิภาพสูงและมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 280 องศาเซลเซียส ซึ่งสามารถทดแทนโลหะได้ PPS อยู่ในอันดับต้นๆ ของพีระมิดประสิทธิภาพของพอลิเมอร์ ดังแสดงในรูปที่ 1 ด้วยเหตุนี้ ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเรซิน PPS จึงสามารถตอบสนองความต้องการด้านวัสดุของโครงการพลาสติกวิศวกรรมที่มีความต้องการสูงได้
1.คุณลักษณะของเรซินโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ประสิทธิภาพสูง
1. เรซิน PPS ประสิทธิภาพสูงเป็นพอลิเมอร์ผลึกที่มีความแข็งสูง มีปริมาณผลึกประมาณ 65% ตกผลึกเร็ว ไหลตัวดี และมีรอบการขึ้นรูปสั้น
2. ทนความร้อนได้ดีเยี่ยม จุดหลอมเหลวสูงถึง 275-291°C อุณหภูมิการบิดเบี้ยวจากความร้อนอยู่ที่ 135°C และอุณหภูมิการบิดเบี้ยวจากความร้อนหลังจากการเสริมความแข็งแรงด้วยใยแก้วสูงถึง 260°C อุณหภูมิเริ่มต้นและอุณหภูมิการอ่อนตัวของโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ในอากาศและไนโตรเจนอยู่ที่ประมาณ 400°C สลายตัวในอากาศที่อุณหภูมิ 700°C และยังคงรักษาน้ำหนัก 40% ของน้ำหนักไว้ในก๊าซเฉื่อยที่อุณหภูมิ 1,000°C อุณหภูมิการใช้งานระยะยาวอยู่ที่ 200-240°C ความต้านทานความร้อนแบบกั้นก๊าซและความเสถียรทางความร้อนในการใช้งานต่อเนื่องในระยะยาวนั้นเหนือกว่าพลาสติกวิศวกรรมในปัจจุบันทั้งหมด
3. มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม มีความแข็งสูงมาก ความแข็งผิวสูง ความแข็งลดลงเล็กน้อยในสภาวะที่มีความชื้นสูง ทนทานต่อการไหล ทนต่อความล้า และทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม สามารถเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอได้โดยใช้สารหล่อลื่น เช่น ฟลูออโรเรซินและคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานได้อย่างมาก
4. ทนทานต่อการกัดกร่อนและสารเคมีได้ดีเยี่ยม นอกจากกรดออกซิไดซ์ที่มีฤทธิ์รุนแรง (เช่น กรดซัลฟิวริกเข้มข้น กรดไนตริก ฯลฯ) แล้ว ยังทนต่อการกัดกร่อนของกรด ด่าง และเกลืออื่นๆ ได้เป็นอย่างดี และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ใดๆ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศาเซลเซียส ความทนทานต่อการกัดกร่อนเกือบเทียบเท่ากับโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน นอกจากนี้ PPS ยังทนทานต่อสภาพอากาศและรังสีได้ดี โดยไม่ได้รับผลกระทบจากการฉายรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีแกมมา และรังสีนิวตรอนที่รุนแรงหลายครั้ง
5. มีอัตราการดูดซึมน้ำและน้ำมันต่ำ (เพียง 0.008%) มีค่าการหดตัวและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ ผลิตภัณฑ์มีขนาดคงที่และมีการเสียรูปน้อย และสามารถรักษาเสถียรภาพของขนาดได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น มีน้ำมัน และก๊าซกัดกร่อน จึงสามารถใช้สำหรับการขึ้นรูปที่แม่นยำ
6. คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม เรซิน PPS ประสิทธิภาพสูงมีค่าความต้านทานต่อปริมาตรต่ำภายใต้อุณหภูมิสูงและความชื้นสูง และค่าคงที่ไดอิเล็กทริกมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามอุณหภูมิและความถี่ นอกจากนี้ ปริมาณไอออนเจือปนยังต่ำ และสามารถนำไปแช่ในอ่างบัดกรีที่อุณหภูมิ 260°C จึงทนต่อการบัดกรีที่พื้นผิวและแรงกระแทกจากความร้อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความต้องการประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงมาก เรซิน PPS มีค่าความต้านทานสูงและคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่ำ
7. เรซิน PPS ประสิทธิภาพสูงมีความหนืดต่ำมากเมื่อหลอมเหลวและมีการไหลที่ดี เรซินนี้เปียกน้ำและสัมผัสกับใยแก้วได้ง่าย จึงง่ายต่อการเติม เม็ดพลาสติกฉีดขึ้นรูปที่เสริมใยแก้วหรือใยแก้ว-ฟิลเลอร์อนินทรีย์ที่เตรียมขึ้นมีความทนทานต่อแรงกระแทก ความต้านทานการดัด และความเหนียวสูง
8. เรซิน PPS ประสิทธิภาพสูงมีความแข็งแรงในการยึดติดกับกระจก อลูมิเนียม สแตนเลส ฯลฯ สูงมาก ความแข็งแรงในการยึดติดกับกระจกยังสูงกว่ากระจกอีกด้วย
2. ภาพรวมของพันธุ์พลาสติกวิศวกรรม
พลาสติกวิศวกรรมเป็นวัสดุพลาสติกชนิดหนึ่งที่สามารถรับแรงกดเชิงกลได้เป็นเวลานานในฐานะวัสดุโครงสร้าง สามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างและในสภาพแวดล้อมทางเคมีและกายภาพที่รุนแรง เมื่อเทียบกับพลาสติกทั่วไป พลาสติกวิศวกรรมมีคุณสมบัติเชิงกล คุณสมบัติทางไฟฟ้า ความทนทานต่อสารเคมี ทนความร้อน ความต้านทานการสึกหรอ ความเสถียรของขนาด และอื่นๆ ที่เหนือกว่าพลาสติกทั่วไป และเมื่อเทียบกับวัสดุโลหะ พลาสติกวิศวกรรมมีน้ำหนักเบา สะดวกสำหรับการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อน ใช้พลังงานต่ำในการขึ้นรูป และข้อดีอื่นๆ พลาสติกวิศวกรรมถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์ การก่อสร้าง ยานยนต์ เครื่องจักร และการบินและอวกาศ พลาสติกวิศวกรรมแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ พลาสติกวิศวกรรมสำหรับใช้งานทั่วไป และพลาสติกวิศวกรรมสำหรับใช้งานเฉพาะทาง ตามปริมาณ ประสิทธิภาพ และขอบเขตการใช้งาน
พลาสติกวิศวกรรมทั่วไปได้แก่ ไนลอน (PA) โพลีคาร์บอเนต (PC) โพลีออกซิเมทิลีน (POM) โพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต (PBT) โพลีฟีนิลีนออกไซด์ (PPO) เป็นต้น โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) เป็นการนำพลาสติกมาใช้อย่างแพร่หลายและเติบโตอย่างรวดเร็ว
3. การประยุกต์ใช้เรซิน PPS ประสิทธิภาพสูงในพลาสติกวิศวกรรม
PPS เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการและสามารถทดแทนโลหะ เรซินเทอร์โมเซ็ตติ้ง ฯลฯ ได้ และด้วยเหตุนี้จึงทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา
(1) การประยุกต์ใช้กับชิ้นส่วนรถยนต์
การใช้ชิ้นส่วนรถยนต์เป็นสาขา PPS ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอนาคต ดังแสดงในรูปที่ 2 PPS ถูกนำไปใช้กับส่วนประกอบชุดขับเคลื่อนไฟฟ้า เนื่องจาก PPS ไม่เพียงแต่มีความทนทานต่อความร้อนและสารเคมี (เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันเครื่อง ฯลฯ) อย่างต่อเนื่องเท่านั้น
ปัจจุบัน นอกจาก PPS จะสามารถทดแทนชิ้นส่วนโลหะและเรซินฟีนอลิกที่ใช้ในอดีตได้แล้ว การนำ PPS มาประยุกต์ใช้ในชิ้นส่วนใหม่ก็กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของระบบขับเคลื่อน ระบบเบรก ระบบเชื้อเพลิง ระบบไฟส่องสว่าง ระบบระบายความร้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ และชิ้นส่วนควบคุมที่ควบคุมเครื่องจักรเหล่านี้
(2) การประยุกต์ใช้กับสถานที่อยู่อาศัย/OA/อุปกรณ์ความแม่นยำ
"Superhard PPS (40% GF)" มักถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับน้ำ เช่น เครื่องทำน้ำอุ่นในอุปกรณ์ที่พักอาศัย เนื่องจาก "Ultrahard PPS (40% GF)" ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติทนน้ำร้อนได้เทียบเท่า PPS เท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทนแรงดันและความเหนียวที่ดีอีกด้วย PPS กำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่วัสดุโลหะและวัสดุ PPE ที่เสียรูป ซึ่งในอดีตเคยเป็นวัสดุทองเหลือง
"PPS ดัดแปลง (30%GF)" ซึ่งให้ความแม่นยำเชิงมิติที่ดีเนื่องจากความเป็นผลึกต่ำ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ ขณะเดียวกัน ด้วยคุณสมบัติแรงเสียดทานต่ำและการสึกหรอต่ำ จึงเหมาะสำหรับงานที่มีข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับคุณสมบัติการเลื่อน เช่น เฟืองและตลับลูกปืน
สำหรับเครื่องถ่ายเอกสารเลเซอร์ เครื่องพิมพ์ ฯลฯ มักนิยมใช้วัสดุชนิดนี้ไม่เพียงแต่ทนความร้อนและยึดติดได้ดีเท่านั้น แต่ยังใช้กับวัสดุชนิดพิเศษอื่นๆ เช่น ใช้ในการเลื่อนรอบเฟืองหรือลูกปืน และนำไฟฟ้าได้อีกด้วย หนึ่งในนั้นคือการนำ PPS ไปใช้ในที่พักอาศัย/สำนักงาน/อุปกรณ์ความแม่นยำ
(3) การประยุกต์ใช้กับส่วนประกอบไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์
นอกจากคุณสมบัติทนความร้อนสูง การขึ้นรูปที่แม่นยำ และความเสถียรของขนาดในกระบวนการ SMT แล้ว PPS ยังมีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟสูงที่สามารถเข้าถึงมาตรฐาน UL-94V-0 ได้โดยไม่ต้องเติมสารหน่วงการติดไฟ คุณสมบัติเหล่านี้ถือเป็นวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับการขึ้นรูปชิ้นส่วนไฟฟ้า/อิเล็กทรอนิกส์ที่แสดงโดยตัวเชื่อมต่อ PPS แบบเชื่อมขวางเสริมใยแก้ว/ไม่เสริมแรง และ PPS แบบเส้นตรงที่มีเสี้ยนต่ำ ถูกนำมาใช้เป็นหลัก ซึ่งมีคุณสมบัติทั่วไปของ PPS และมีความสามารถในการขึ้นรูปที่เหมาะสม เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปที่ซับซ้อน เช่น ตัวเชื่อมต่อ
นอกจากนี้ PPS แบบเชื่อมขวางที่เติมใยแก้ว/แร่ธาตุ และ PPS แบบเส้นตรง ยังเหมาะสำหรับออสซิลโลสโคปแบบออปติคัล เช่น ออสซิลโลสโคปแบบออปติคัลที่ต้องการความเสถียรของมิติและความแข็งแกร่ง PPS ที่ขึ้นรูปด้วยความดันต่ำพิเศษ เหมาะสำหรับการปิดผนึกไมโครคอยล์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์
(4) การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลและอุตสาหกรรมเคมี
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา PPS ได้รับการปรับเปลี่ยนทางเคมีและผสมกับใยแก้ว สารตัวเติมแร่ หรือเส้นใยคาร์บอนเพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิต ซึ่งยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องจักรและอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย
(5) การประยุกต์ใช้ในด้านแบตเตอรี่ลิเธียม
แบตเตอรี่ลิเธียมหมายถึงแบตเตอรี่ที่มีลิเธียมอยู่ในระบบไฟฟ้าเคมี เนื่องจากลิเธียมโลหะมีคุณสมบัติทางเคมีที่ค่อนข้างไวต่อปฏิกิริยา จึงมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสูงมากสำหรับกระบวนการผลิต ซึ่งเป็นสาเหตุที่แบตเตอรี่ลิเธียมไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ในยุคข้อมูลข่าวสาร เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่โดดเด่นด้วยขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความน่าเชื่อถือสูง และความเร็วในการทำงานที่รวดเร็วได้พัฒนาและเติบโตอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่อุปกรณ์ขนาดเล็กและซับซ้อนกำลังเพิ่มขึ้น ความต้องการแบตเตอรี่ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แบตเตอรี่ลิเธียมได้เข้าสู่ยุคที่แพร่หลาย โพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ (PPS) มีคุณสมบัติทนความร้อน ฉนวนไฟฟ้า และคุณสมบัติอื่นๆ ที่ยอดเยี่ยม ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของวัสดุในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม และเป็น "เพื่อนคู่ใจ" ของแบตเตอรี่ลิเธียม
(6) การประยุกต์ใช้ในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม
แหล่งกำเนิดหลักของก๊าซเสียและฝุ่นเสีย ได้แก่ โรงงานผลิตเหล็กและเหล็กกล้า เตาเผาขยะ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ โรงงานผลิตคาร์บอนแบล็ก และสาขาอื่นๆ ก๊าซเสียและฝุ่นเสียที่เกิดขึ้นมีปัญหาต่างๆ เช่น อุณหภูมิสูง ความชื้นสูง และการกัดกร่อน ซึ่งจำเป็นต้องใช้วัสดุกำจัดฝุ่นที่มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนสูง
PPS เกรดไฟเบอร์มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงและสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 200-240°C แม้จะวางไว้ที่อุณหภูมิสูง 260°C เป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง ก็ยังคงรักษาความแข็งแรงไว้ได้ถึง 60% PPS มีความต้านทานการกัดกร่อนใกล้เคียงกับโพลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน ซึ่งเป็นที่รู้จักในนาม "ราชาแห่งพลาสติก" ในด้านคุณสมบัติการหน่วงไฟ ผลิตภัณฑ์เส้นใย PPS ไม่ติดไฟและเป็นไปตามมาตรฐาน UL-94V-0 โดยไม่ต้องเติมสารหน่วงไฟ ดังนั้น การนำผลิตภัณฑ์เส้นใย PPS ไปใช้ในงานด้านต่างๆ ข้างต้นจึงช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์กำจัดฝุ่นได้อย่างมาก ในบรรดาผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้มากที่สุดคือถุงกรองฝุ่น
เรซินโพลีฟีนิลีนซัลไฟด์ประสิทธิภาพสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการพลาสติกวิศวกรรม เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้า การก่อสร้าง ยานยนต์ เครื่องจักร อวกาศ และอุตสาหกรรมอื่นๆ แต่เมื่อดำเนินการขึ้นรูป PPS ควรใส่ใจกับประเด็นต่อไปนี้:
(1) การอบแห้งเบื้องต้น การเปลี่ยนแปลงของสีและความลื่นไหลเกิดขึ้นเมื่อเม็ดไม้ถูกอบแห้งด้วยอุณหภูมิสูงเกินไปหรืออบแห้งนานเกินความจำเป็น
(2) ตั้งอุณหภูมิถัง โดยทั่วไปอุณหภูมิถังที่เหมาะสมจะอยู่ระหว่าง 300-340°C ห้ามให้ความร้อนเกิน 350°C โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของ PTFE (ฟลูออโรเรซิน) อุณหภูมิจะอยู่ระหว่าง 290-320°C ห้ามให้เกิน 330°C
(3) ระยะเวลาการคงอยู่ในถัง โดยทั่วไปจะคงสภาพภายใน 60 นาที ที่อุณหภูมิ 300°C และภายใน 30 นาที ที่อุณหภูมิ 320°C
(4) ในกรณีที่เรซินสลายตัวหรือเกิดเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกัน จำเป็นต้องลดอุณหภูมิถังเพื่อระบายเรซินที่เหลืออยู่ในถัง เมื่อหยุดการขึ้นรูปแล้ว หลังจากระบายเรซินที่เหลืออยู่ในถังแล้ว โปรดปิดเครื่องทำความร้อน
