聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能
聚苯硫醚纤维与聚醚砜纤维的结构与性能姜细思1，林荣2，吴成燕1，占海华1＊（1.绍兴文理学院，浙江绍兴312000；2.烟台泰和新材料股份有限公司，山东烟台264000）摘要：分别以聚苯硫醚（PPS）、聚醚砜（PES）切片为原料，在一位4头的熔融纺丝实验机上，制备了PPS及PES纤维，并对两者结构与性能的差异进行比较。
结果表明：PPS和PES的初生纤维都具有光滑的表面，PES的流动性能比PPS差，表观黏度也比PPS要大；PPS纤维的玻璃化转变温度为90~ 100℃，结晶温度为130.09℃，熔融温度为279.56℃，初始热分解温度为500℃，半寿温度为625℃；PES纤维的玻璃化转变温度为225℃，初始热分解温度为460℃，半寿温度为600℃，没有结晶温度和熔融温度；PPS纤维为半结晶聚合物，结晶速率为0.045s-1，而PES纤维属于无定形或极低结晶度材料；PES纤维和PPS纤维都具有优异的热稳定性和阻燃性，都非常适合应用在阻燃及耐高温场合。
关键词：聚苯硫醚纤维；聚醚砜纤维；结构与性能中图分类号：TQ342.793文献标志码：A文章编号：1001-7054（2013）11-0033-05随着现代工业的不断发展，高温含尘废热烟气通常直接排放到大气中，这一大气污染对生态环境以及人们的健康造成了严重威胁，而研究如何去除这些高温含尘气体具有很大的现实意义。
耐高温过滤材料也因此成为相关研究中的关键，在现实应用中，对这种材料也提出了越来越高的热性能以及力学性能的要求[1]。
聚苯硫醚（PPS）纤维和近几年来刚刚兴起的聚醚砜（PES）纤维凭借耐热、不易燃、耐腐蚀和较强的力学性能成为该领域中被应用较多的两种高性能纤维。
目前，已有关于PPS和PES纤维作为耐高温过滤材料的相关报道[2]，但对两者的微观结构及性能的研究还较少。
本文采用熔融纺丝法制得PPS、PES初生纤维，通过电子显微镜、热形变实验仪、热失重分析仪、DSC分析仪和结晶速度测量仪进行测试，研究了PPS纤维和PES纤维的形态结构和热性能，整理出相关试验数据，分析比较两种纤维的结构性能，得出这两种纤维的异同点，从而为其在不同领域的应用提供理论依据。
1试验1.1材料PPS树脂切片，四川德阳科吉高新材料有限公司产，密度1.35g/cm3，熔融黏度187Pa·s。
PES 树脂切片，德国巴斯夫公司产，密度1.37g/cm3，熔体体积流动速率15mL/min。
1.2设备张家港保税区万盛机械工业有限公司产真空干燥装置，干燥能力50kg/h。
浙江舟山金湖机械有限公司产螺杆挤出机，直径为30mm，卧式，L/D＝28，交流变频调速控制方式。
无锡兰华纺机公司产纺丝机。
上海二纺机SW4S型卷绕头。
1.3工艺流程切片干燥→熔融挤压→过滤→箱体→计量纺丝→上油→卷绕→成品。
1.4工艺条件PPS纤维制备工艺条件：干燥温度150℃，干收稿日期：2013-07-25修回日期：2013-10-30作者简介：姜细思（1991—），女，在读本科生，主要从事化学纤维新材料的开发与研究。
*通讯联系人。
燥时间10~15h，真空度-1.5Pa；纺丝温度300~ 330℃；冷却风速度0.8m/s，温度20℃，湿度78%；卷绕速度800m/min。
PES纤维制备工艺条件：干燥温度150℃，干燥时间10~15h，真空度-1.5Pa；纺丝温度350~ 380℃；冷却风速度0.8m/s，温度20℃，湿度78%；卷绕速度800m/min。
1.5测试1.5.1截面测试采用SNG-3000型扫描电子显微镜，在温度为20℃、湿度为65%的恒温恒湿实验室进行纤维横截面和纵向表面的观察。
测试方法是用Y172型纤维切片器分别切出各种单丝的横截面，制成切片（纵向可直接做成切片），然后用MCM-100溅射镀膜仪进行镀金，完成切片的最终制作，进行观察。
1.5.2取向度测试采用SCY-Ⅲ型声速取向测量仪，测定每个试样在20cm和40cm处声音传播所需的时间。
每个试样分别测试5次，得到声速取向因子、声模量和声波传播速度，计算取向度。
1.5.3热形变性能测试采用GTS-Ⅲ型热形变性能测量仪进行测试。
1.5.4热失重（TG）曲线测试采用TG/DTA6300型差动热分析仪，在氮气保护下，以10℃/min的速率从室温升至700℃。
1.5.5差示扫描（DSC）测试采用Diamond DSC差式扫描量热仪，在250℃下退火60min，以10℃/min的速率冷却至室温；然后以10℃/min从室温加热到350℃，得到DSC 曲线，最后根据DSC曲线进行分析。
1.5.6结晶速率测试采用GJY-Ⅲ型结晶速度测量仪，设置结晶温度和熔融温度分别为110℃和360℃，接着取两个载玻片，把剪好的样品夹到载玻片中间，然后放在熔融台上融化。
待样品完全融化后快速地将样品导入到测试炉内开始测试。
2结果与讨论2.1截面形态PPS纤维与PES纤维的横截面和纵向表面形态分别见图1~4。
由图1~4可知：PES纤维和PPS纤维的纵向都比较光滑，横截面都表现为规整的圆形；纤维的整体外观效果较好，表现为毛羽很少，粗细均匀，表面比较光滑，说明两种树脂具有较好的可纺性能。
另外，上述两个图都是在同样的放大倍数下观察到的，但明显表现出PES的直径大很多，而在纺丝工艺控制中，PES的纺丝温度要比PPS高近50℃，这充分说明PES的表观黏度比PPS大得多。
因为表观黏度大，从喷丝板出来的熔体丝束膨化效应图1放大1000倍下PPS纤维的横截面图3放大1000倍下PPS纤维的纵向表面图2放大1000倍下PES纤维的横截面图4放大1000倍下PES纤维的纵向表面大，造成纤维明显变粗。
2.2取向度试验开始时，无规取向的纤维声速值C u设定为1.3，最后自动得出PPS的模量值E=0.25111cN/dtex，声速值C o=1.428571km/s。
PES的模量值E= 0.23261cN/dtex，声速值C o=1.432853km/s。
根据公式f s=1-(C u/C o)2，最后计算出PPS纤维的取向度为17.19%，PES纤维的取向度为17.68%。
可见，PPS的取向度比PES要小，进一步说明PPS的流动性能比PES要好。
因为切片流动性能好，纺丝固化成形前解取向的程度更显著，从而得到的初生纤维取向度较低[3]。
2.3热形变性能PPS纤维与PES纤维的温度—形变曲线见图5、图6。
图5PPS纤维的温度—形变曲线由图5可知：PPS树脂的温度—形变曲线属于轻度（半结晶）结晶高聚物，温度足够低时，高分子链和链段的运动被“冻结”，外力的作用只能引起高分子键长和键角的变化，高聚物表现出硬而脆的玻璃态；随着温度上升，结构分子运动能量也逐渐增加，到达玻璃化转变温度（93℃）后，分子运动能量已经能够克服链段运动所需克服的位垒，链段首先开始运动，表现为柔软而富于弹性的高弹体，高聚物进入高弹态；温度进一步升高至黏流温度（280℃）时，整个高分子链能够在外力作用下发生滑移，高聚物进入黏流态，成为可以流动的黏液。
图6PES纤维的温度—形变曲线由图6可知：PES纤维出现了典型的交联高聚物的温度—形变曲线图，这可能是由于温度过高，从而引起PES大分子交联。
由于大分子交联，链段的运动能力下降，在受到外力作用后分子链之间的相对滑移也不能发生，故不存在黏流转变和黏流态。
另外，PES的玻璃化转变区在225℃左右。
从此试验进一步证实，PPS纤维与PES纤维存在差异：PPS纤维有结晶行为，会出现熔点；而PES纤维发生交联行为，没有出现后面的黏流态。
2.4TG分析PPS纤维与PES纤维的TG分析曲线见图7、图8。
从图中TG曲线可知：PPS纤维的质量从500℃才开始逐渐减少，当质量损失到一半时，温度约为625℃，也即半寿温度为625℃，在约630℃开始，失重速率继续升高，当温度达到约705℃时样品已基本挥发完毕；PES纤维的质量从460℃就开始逐渐减少，当质量损失到一半时，温度约为600℃，也即半寿温度为600℃，自600℃以后PES纤维的质量开始发生显著改变，当温度达到约705℃时样品已基本挥发完毕。
从DTG失重速率曲线可知：当温度达到500℃，PPS纤维开始分解，温度达到630℃左右的时候分解速率达到最大，为670μg/min；当温度达到460℃，PES纤维开始分解，温度达到604℃左右的时候分解速率达到最大，为1700μg/min。
从DTA 相变曲线可知：PPS 纤维具有结晶性，向上的小峰即为结晶峰，结晶温度约为135℃，向下的峰为PPS 纤维熔融峰，熔点约为280℃；PES 纤维曲线中无熔点，也没有结晶温度，说明PES 大分子链是无定形结构。
由此可见：PPS 的半寿温度、开始分解温度、最大分解速率温度都比PES 要高，分解速率则比PES 要低，说明PPS 比PES 具有更高的耐热性能。
2.5DSC 测试PPS 纤维与PES 纤维的DSC 测试曲线分别见图9、图10。
从图9可知：PPS 纤维的DSC 曲线图上出现了两个峰———A 峰与B 峰，A 峰为结晶放热峰，B 峰为熔融吸热峰，说明PPS 纤维有结晶行为；另外，在A 峰前面有一个向上的小波峰为玻璃化转变松弛过程，是PPS 高聚物从玻璃态到高弹态的过程。
因此可以得出：PPS 的玻璃化转变温度为90~100℃；结晶温度为130.09℃，结晶热-19.3463J/g （放热）；熔点为279.56℃，熔融热30.3945J/g （吸热）。
图9PPS 纤维的DSC 重曲线图10PES 纤维的DSC 曲线从图10可知：PES 纤维的DSC 曲线图上只出现了一个很小的波动C 峰，为玻璃化转变松弛过程，是PES 高聚物从玻璃态到高弹态的过程，最高点为玻璃化转变温度225℃。
说明PES 没有发生结晶行为，最后温度升高的过程中，发生交联行为，也没有出现熔融峰，所以没有出现熔点。
产生以上现象是由于它们的大分子结构不同引起的，PES 的刚性结构使其链段运动受到限制，链段松弛变得困难，因此PES 具有较高的玻璃化转变温度，而PPS 由于存在部分非结晶区域，其玻璃化温度较低。
2.6结晶速率PPS 纤维在0时刻、t 时刻和结晶完成时的解偏振光强度分别为I 0、I t 、I ∞，如图11所示：刚开始PPS 结晶速率缓慢变化，是由于没有解偏振光透过，这一段时间为诱导期，光强度为0；之后随着图8PES 纤维的TG 曲线图7PPS 纤维的TG 曲线The Structure and Performance of Polyphenylene Sulfide and Polyether Sulfone FiberJIANG Xi-si 1,LIN Rong 2,WU Cheng-yan 1,ZHAN Hai-hua 1＊(1.Shaoxing College of Arts and Science,Shaoxing 312000,Zhejiang,China;2.Yantai Tayho Advanced Matetial Co.Ltd.,Yantai 264000,Shandong,China )Abstract:Using polyphenylene sulfide(PPS),polyether sulfone(PES)slices as raw materials,the differences in structure and performance of PPS and PES fibers prepared in a four head melt spinning experimental machine are compared.The results show that PPS and PES as -spun fibers have smooth surface,the fluidity of the PES is worse than that of PPS,and the apparent viscosity of PES fiber is bigger than that of PPS fiber.PPS fiber has a glass transition temperature of 90~100℃,a crystallization temperature of 130.09℃,a melting temperature of 279.56℃,an initial decomposition temperature of 500℃,and a half life temperature of 625℃.Whereas PES fiber has a glass transition temperature of 225℃,an initial decomposition temperature of 460℃,a half life temperature of 600℃,and no crystallization or melting temperature.PPS fiber is a semi -crystalline polymer,with a crystallization rate of 0.045s -1,PES fiber belongs to non-crystalline materials.PES and PPS fibers both have excellent thermal stability and fire-retardancy,and therefore they are very applicable to be used in fire -retardant and high -temperature situations.Key words ：polyphenylene sulfide fiber,polyether sulfone fiber,structure and performance纤维结晶过程的发生，解偏振光强度也随之迅速增加，最后以解偏振光强度增大到基本不变的40cd （I ∞）作为一个伪平衡值。
聚苯硫醚-聚酯复合纤维的成形及性能
衷 １ 皮 芯型 Ｐ Ｐ Ｓ － Ｐ Ｅ Ｔ复 合 纤维纺 丝 工艺
纤 维 种类
Ｐ Ｐ Ｓ Ｐ Ｐ Ｓ
—
螺杆 温度／ ℃
１区 ２ 区 ３区
２ ９ ０ ３ １ Ｏ ３ ｌ ０ ３ｌ Ｏ
纺 丝 箱体 ／ 纺 丝速 度，
℃
３ ｌ Ｏ
验表明 ，在 ２ ０ ０ ｏ Ｃ 以下 ，Ｐ Ｐ Ｓ纤维不溶 于任何 已知
聚酯 （ Ｐ Ｅ Ｔ ）是高度结 晶的聚合物 ，在较宽的
温度范 围内具有优 良的力学性能 。由于 Ｐ Ｐ Ｓ 纤维的 伸长 率低 、抗 弯性 能差 、价格 昂贵 ，因此 ，Ｐ Ｐ Ｓ —
Ｐ Ｅ Ｔ复 合纤 维 的开发可 以综合 两种 纤维 的性 能优 势 ，既保 持 Ｐ Ｐ Ｓ 纤 维优 异的 耐热性 能 、耐腐蚀 性 能 ，同时又可 以有效地 降低 Ｐ Ｐ Ｓ纤维 的生产 成本 ， 提高纤维的刚性。本 试验 采用国产 Ｐ Ｐ Ｓ为原料 ，利 用复合纺 丝技术 ，制备 Ｐ Ｐ Ｓ — Ｐ Ｅ Ｔ复合 纤维 ，并研 究其性能变化 。
公司手 中，近年来国 内也 已经实现了 Ｐ Ｐ Ｓ 原料的工
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ８ — ０ ５ 修 回 日期 ：２ ０ １ ３ － ｌ ２ 一 Ｏ ３
位 一头复合纺 丝试验线 ，纺 丝组件为 １ ４孔
皮芯型组件 。
１ ． ３ 纺 丝工 艺 设 定
作者 简 介 ：杨新 华 ，工程 师 ，一直 从 事熔 融复 合 纺丝 、 差别化 纤维
合成 纤维 Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
２ ０ １ ３年 第 ４ ２卷 第 １ ２期
聚苯硫醚的发展结构性能和应用
2、发展阶段 Phillips Petroleum 公司的专利于1985年保护期满后, PPS迎来了一个大发展期，一系列以美、日为主的公司建立了PPS树脂生产装置生产PPS。 1986年，日本吴羽化学工业公司采用新技术，开发了线性PPS，商品名Fortron PPS——第二代线性高分子量PPS树脂。这种线型的PPS纯度高，杂质非常少，白色，综合性能超过之前的交联型PPS。成为了PPS树脂的发展方向，与Ryton PPS 成为PPS树脂的两大著名品牌。
61.8
60.19
71.0
79.7
90.4
103.5
128.6
142.0
14.9%
发展状况
中国PPS需求及发展（折纯树脂，千吨）
行业
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2010-15年均增速
电工电子
8.02
8.66
9.35
10.10
10.91
11.78
8%
汽车
9.73
10.90
12.21
DIC
东曹公司
Susteel
日本出光兴产公司
IDEMITSU
中国
四川得阳化学、四川得阳特种新材料
Haton
发展状况
PPS全球需求及发展（折纯树脂，千吨）
地区
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
10-15年均增速
美国
10.1
7.0
9.0
9.2
9.5
10.1
12.1
PPS的结构与性能
聚苯硫醚砜纤维和聚芳砜纤维的制备及其性能研究
８
纤维的微观结构和相关性能进行了表征ꎬ解析了
ＰＰＳ 纤维向 ＰＰＳＯ 纤维和 ＰＡＳＯ 纤维的转变途径ꎬ
以及 ＰＰＳＯ 纤维和 ＰＡＳＯ 纤维的结构与性能差异ꎮ
１ 实验
试样标记为 ＰＡＳＯ 纤维ꎮ
１. ４ 分析与表征
差示扫描量热( ＤＳＣ) 分析:使用差示扫描热
仪对纤维试样进行测试ꎮ 首先在氮气气氛下先快
中出现大量氧( Ｏ) 元素ꎬ证明 ＰＰＳ 纤维被成功氧化改性ꎻ氧化处理对纤维的表面形貌影响不大ꎬ但纤维力学
性能降 低ꎻ 经 硝 酸 溶 液 浸 泡 处 理 后ꎬ ＰＰＳ 纤 维 强 度 保 持 率 为 ７９. ８％ ꎬ 而 ＰＡＳＯ 纤 维 强 度 保 持 率 提 高 到
１１２. ２％ ꎬＰＰＳＯ 纤维强度保持率高达 １３８. １％ ꎬ说明氧化改性后的 ＰＰＳ 纤维抗氧化能力明显提高ꎮ
性腐蚀ꎬ 且 ＰＰＳ 玻璃化转变温度低 (９０ ~ ９３ ℃ )
技开发项目(２１６０９０ꎬ２１８００６￣８) ꎻ天津市自然科学基金重点
导致耐温等级相对较低ꎮ 因此ꎬ开发既具 ＰＰＳ 材
料优点ꎬ 又具有抗氧化和耐温等级高的 ＰＰＳ 改性
材料ꎬ 成为 ＰＰＳ 纤维改性研究的热点ꎮ ２０１３ 年
收稿日期: ２０１９￣ ０３￣ ０５ꎻ 修改稿收到日期:２０１９￣ ０８￣３０ꎮ
研究与开发
合 成 纤 维 工 业ꎬ ２ ０ １ ９ ꎬ４ ２ ( ５ ) :７
ＣＨＩＮＡ ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＦＩＢＥＲ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
聚苯硫醚砜纤维和聚芳砜纤维的
制备及其性能研究
高路遥１ ꎬ 王明稳２ ꎬ 苏坤梅１ ꎬ 李振环２∗
(１. 天津工业大学 环境科学与工程学院 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程
聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺、聚芳酯
聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰亚胺、聚芳酯聚苯硫醚(PPS)与聚醚醚酮(PEEK)，聚砜(PSF),聚酰亚胺(PI),聚芳酯(PAR)，液晶聚合物(LCP)一起被成为5大特种工程塑料。
聚苯硫醚英文简写为PPS，是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。
在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。
综述英文名称:Polyphenylenesulfide，简称PPS.中文名称:聚苯硫醚,是一种新型高性能热塑性树脂聚苯硫醚是一种结晶性的聚合物。
未经拉伸的纤维具有较大的无定形区，在125℃时发生结晶放热，玻璃化温度为93℃;熔点281℃。
拉伸纤维在拉伸过程中产生了部分结晶，(增加至30%)，如在130-230℃温度下对拉伸纤维进行热处理，可使结晶度增加到60-80%。
因此，拉伸后的纤维没有明显的玻璃化转变或结晶放热现象，其熔点为284℃。
随着拉伸热定形后结晶度的提高，纤维的密度也相应增大，由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34g/cm3，经热处理后则可达1.38g/cm3。
PPS是一种综合性能优异的特种工程塑料。
PPS具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。
同时，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料,在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得成功应用。
近年来，国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。
但是，中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是PPS下一步发展的重点。
特点pps具有机械强度高、耐高温、高阻燃、耐化学药品性能强等优点;具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。
PPS 是工程塑料中耐热性最好的品种之一，热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯，流动性仅次于尼龙。
聚苯硫醚纤维的性能.
聚苯硫醚纤维的性能PPS纤维是一种线性高相对分子质量结晶性高聚物，具有较高的稳定性、耐化学腐蚀性、阻燃性及良好的加工性能，PPS分子链是由苯环经对位硫原子交替连接构成，分子结构中含有刚性、耐热性的亚苯基及柔性、耐热性的硫醚键，且苯环的刚性结构由柔性的硫醚键连接起来，故PPS纤维比起常规纤维具有更优良的耐热性和热稳定性，其主要性能表现在下面几个方面。
1、化学稳定性PPS纤维在极其恶劣的条件下仍能保持原有的性能：高温下，放置于除强氧化剂以外的酸、碱和盐中一周后仍能保持原有的抗拉强度；在200℃以下不溶于任何溶剂，具有极好的耐有机溶剂性能，与号称“塑料之王”的聚四氟乙烯（PTFE）相近，能抵抗酸、碱、氯烃、烃类、酮、醇、酯等化学品的腐蚀；在200℃以下不溶解于任何化学药剂，在250℃以上仅溶于联苯、联苯醚及其卤代物，且抗蠕变性能极好，冷流动性为零，吸水率为0.008%。
2、耐热性PPS纤维熔点达到285℃，高于目前任何一种工业化生产的熔纺纤维；在氮气环境中，500℃以下时基本无失重；在高温下具有高的强度保持率，在1000℃惰性气体中仍能保持40 %的质量；将复丝置于200℃的高温炉中，54d后断裂强度基本保持不变。
PPS纤维在高温下具有优良的强度、刚性及耐疲劳性，可在200～240℃下连续使用，且在204℃高温空气2000h后可保留90%的强度、5000h 后保留70%、8000h后保留近60%的强度，在260℃高温空气1000h后，保留60%的原强度。
目前在承受高温作用方面，只有聚酰亚胺（PI）和PTFE可与之相提并论，而PI、PTFE在加工成型过程中往往会引起耐热性能的下降。
3、阻燃性PPS本身为结构型材料，按UL标准属于不燃；自身阻燃，极限氧指数可达34%～45%；在火焰上能燃烧，但不会滴落，且离火自熄，发烟率低于卤化聚合物；不需添加阻燃剂就可以达到UL-94V-0标准。
4、力学性能相对其它几种高价的高性能纤维，PPS纤维力学性能优异，性价比最高，见下表。
聚醚砜分子结构
聚醚砜分子结构引言聚醚砜是一种重要的高性能工程塑料，具有优异的物理和化学性质。
它由聚合物链组成，链上的重复单元是醚砜基团。
聚醚砜分子结构的特点决定了其在各种应用领域中的优势和局限性。
聚醚砜单体聚醚砜的单体是二苯基氧化硫（BPS）。
BPS分子结构中含有两个苯环和一个氧化硫基团。
这个结构使得BPS具有良好的稳定性和耐高温性能。
聚合反应聚醚砜是通过控制聚合反应形成的。
通常使用亲核取代反应进行聚合，其中亲核试剂可以是碱或亲核溶剂。
在反应过程中，BPS单体中的氧化硫基团被亲核试剂攻击，形成链上交替排列的醚砜基团。
分子结构聚醚砜分子结构由线性链或支化链组成。
线性链上交替排列着苯环和醚砜基团，而支化链则具有分支结构。
分子结构的选择取决于聚合反应条件和所需的性能。
聚醚砜的分子量通常较高，这使得其具有良好的机械强度和耐磨性。
分子量的增加也会影响材料的加工性能和热稳定性。
物理性质聚醚砜具有许多优异的物理性质，使其在各种应用中得到广泛应用。
热稳定性由于聚醚砜分子中含有氧化硫基团，它具有出色的耐高温性能。
它可以在高温环境下保持良好的力学强度和尺寸稳定性。
机械强度聚醚砜具有优异的机械强度，可以抵抗高压、冲击和拉伸等力学应力。
这使得它成为制造航空航天部件、汽车零部件和医疗器械等领域中重要材料之一。
耐化学腐蚀性聚醚砜对许多化学物质具有良好的耐腐蚀性。
它可以抵抗酸、碱和溶剂等腐蚀性介质的侵蚀，使其成为化工领域中的理想材料。
电气性能聚醚砜具有优异的电气绝缘性能和低介电常数，使其在电子领域中得到广泛应用。
它可以用于制造高性能绝缘材料、电子元件和电路板等。
应用领域聚醚砜由于其优异的物理和化学性质，在许多领域中得到广泛应用。
医疗器械由于聚醚砜具有良好的生物相容性和耐高温性能，它被广泛用于医疗器械制造。
例如，人工关节、牙科种植体、手术工具等都可以使用聚醚砜材料。
航空航天聚醚砜具有轻量化、高强度和耐高温等特点，使其成为航空航天领域中重要的结构材料。
聚苯硫醚纳米纤维的制备及其结构性能研究
△砩值为８０
Ｊ／ｇ【８ Ｊ。
２结果与讨论 ２．１流变性能
不同种类的聚合物流变性能有很大差异，进 而影响到加工设备及工艺条件一Ｊ。利用共混法 制备海岛纤维时，如果两相熔点、流变性能相差较 大，会对加工温度、剪切速率（，）等工艺条件的
Ｆｉｇ．２
图２
ＰＰＳ／ＰＡ６共混物试样断面ＳＥＭ照片
ＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ＰＰＳ／ＰＡ６ ｂｌｅｎｄ ｓａｍｐｌｅｓ
研究与开发
合成纤维工业，２０１４，３７（２）：６
ＣＨＩＮＡ ＳＹＮＴＨＥＴＩＣ ＦＩＢＥＲ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
聚苯硫醚纳米纤维的制备及其结构性能研究
马文娟，王锐‘，张秀芹，朱志国
（北京服装学院材料科学与工程学院服装材料研究开发与评价北京市重点实验室，北京１０００２９） 摘要：以聚苯硫醚（ＰＰＳ）、聚酰胺６（ＰＡ６）为原料，采用共混熔融纺丝法制备出ＰＰＳ／ＰＡ６共混海岛纤维，
相成核‘１５１，结晶速率提高。
表３
Ｆｉｇ．３
ＰＰＳ／ＰＡ６共混物的ｔ
疋ｏｆ ＰＰＳ／ＰＡ６
ｂｌｅｎｄｓ
图３
Ｆｉｇ．３
ＰＰＳ纳米纤维试样的ＳＥＭ照片
ＳＥＮ ｉｍａｇ∞ｏｆ ＰＰＳ
ｎａｎｏｆｉｂｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ
２．５螺杆转速对ＰＰＳ纳米纤维直径的影响 从图４和表４可知，随着螺杆转速的提高， ＰＰＳ纳米纤维直径降低，均匀度提高。且随着螺 杆转速由２０ ｒ／ｍｉｎ增至６０ ｒ／ｍｉｎ，ＰＰＳ纳米纤维
关键词：聚苯硫醚纤维共混熔融纺丝海岛纤维纳米纤维 中图分类号：ＴＱ３４２＋．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１．００４１（２０１４）０２．０００６—０４
聚苯硫醚（ＰＰＳ）作为一种新型高性能纤维材
聚苯硫醚和聚苯醚
聚苯硫醚和聚苯醚聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，简称PPS）和聚苯醚（Polyphenylene Oxide，简称PPO）是两种重要的高性能工程塑料，它们在化学结构、物理性能以及应用领域上各有特点。
下面将分别介绍这两种材料，并对它们进行比较。
聚苯硫醚（PPS）结构与性质- 化学结构：PPS是由苯环通过硫原子连接形成的高分子聚合物。
这种结构赋予了PPS极佳的热稳定性和化学稳定性。
- 耐温性：PPS具有非常高的熔点（约280°C），可以在较高温度下长期使用。
- 化学稳定性：PPS对酸、碱、有机溶剂和氧化剂都有极好的抵抗能力。
- 机械性能：PPS具有良好的机械强度和刚性，但韧性相对较差。
应用领域PPS广泛应用于汽车、电子电气、化工等行业，用于制造耐高温的零件、电器组件、泵和阀门部件等。
聚苯醚（PPO）结构与性质- 化学结构：PPO是由苯环通过醚键连接形成的高分子聚合物。
PPO具有优异的电气绝缘性能和稳定的机械性能。
- 耐温性：PPO的热变形温度较高，但通常低于PPS。
未改性的PPO加工温度范围较窄。
- 化学稳定性：PPO对许多化学物质具有良好的抵抗能力，但对强氧化剂和某些溶剂敏感。
- 电气性能：PPO的电气绝缘性能非常出色，是其显著特点之一。
应用领域PPO主要用于电子电器领域，如电视机、计算机外壳、电器开关、连接器等。
此外，也用于制造各种阻燃材料。
PPS与PPO的比较- 耐温性：PPS的耐温性优于PPO，适用于更高温度环境。
- 化学稳定性：PPS的化学稳定性普遍优于PPO，尤其是对某些特定化学品的抵抗能力。
- 电气性能：PPO的电气绝缘性能优于PPS，使其在电子电器领域有更广泛的应用。
- 加工性能：PPO未改性时加工较困难，而PPS虽然加工温度高，但加工性能相对较好。
- 成本：从材料成本来看，特定情况下PPS的成本可能高于PPO，但具体成本还需根据市场供需情况而定。
总的来说，PPS和PPO各有优势，适用于不同的应用场景。
聚苯硫醚(PPS)纤维
特点与性能
工性能，可用于在燃煤炉中处理150-200℃ 含硫酸性气体以及造纸工业中干燥带、电缆 包胶层、复合材料等的制作。日本有公司利 用PPS纤维传热系数小的特点，开发保温衣 料，其保温性能比常规PRT纤维高30%40%，且可以减弱穿衣时约16%冷接触感。
注释 ：PRT是一种聚对苯二甲酸乙二醇酯工程塑料，它 的组分包含PET树脂、玻璃纤维、成核剂和成核促进剂
制备
制备
延长PPS熔体丝条冷却固化时间，由此提高 纺丝性能和机械性能。在拉伸后处理工艺技 术中，采用在高于PPS玻璃化转变温度条件 下，对聚苯硫醚纤维实施高温水/油浴、多 级拉伸和多级、多温区加热松弛紧张热定型 处理技术，可使PPS大分子链取向趋于完善， 并进一步提高聚苯硫醚纤维的结晶度。采用 该技术制备的聚苯硫醚短纤维具有拉伸断裂 强度高，断裂伸长低，热稳定性好等特点。
应用
3 水泥工业 • 近年来,水泥行业新型干法水泥生产线中窑 头和窑尾采用袋式除尘器的越来越多. 新建 的3 000 t/ d、5 000 t/ d、10 000 t/ d 生产 线的水泥窑大量采用袋式除尘器,PPS 纤维 滤料也大有用武之地.
应用
4 化学品过滤 • PPS 纤维除在环保领域具有广泛而不可缺 少的用途外,还能用于那些腐蚀性强、溶液 温度较高的化学品的过滤,如各种有机酸和 无机酸、各种酚类、各种强极性溶剂等. 据 从相关行业协会及业内专家预计和我们分析 计算,2010 年国内PPS 纤维需求可能达到8 000 t ,2020 年将达到20 000 t .
应用
• 由于聚苯硫醚纤维的优异耐热性、耐腐蚀性 和阻燃性,因此具有十分广泛的用途,在环境 保护、化学工业过滤和军事等领域中的应用 尤为突出. 例如:用于热电厂的高温袋式除尘 、垃圾焚烧炉、水泥厂滤袋、电绝缘材料、 阻燃材料、复合材料等;另外,还可用作干燥 机用帆布、缝纫线、各种防护布、耐热衣料 、电绝缘材料、电解隔膜和摩擦片 (刹车用) 等.
聚苯硫醚(PPS)纤维
时间
强度保持率
2000h 90%
5000h 70%
8000h 60%
在空气中，当温度达到700℃时才能发生完 全降解。
2、耐化学腐蚀性 PPS纤维具有优异的化学腐蚀性，特别是 耐非氧化性酸和热碱液的性能突出，能抵抗酸、 碱、氯烃、烃类、酮、醇、酯等化学品的侵蚀， 在200℃下不溶于任何化学溶剂，在四氯化碳、 氯仿等有机溶剂中一周后仍能保持原有的抗拉 强度。 只有浓硫酸和浓硝酸等强氧化剂才能使PPS 纤维发生剧烈的降级。因大分子中硫原子容易 被氧化，所以PPS纤维对氧化剂比较敏感，耐 光性也较差。
PPS纤维滤袋
由于我国工业高速发展，大量的火力 发电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂等排放大量 污染物，保护环境迫在眉睫，为了环保事 业的发展，使地球空气质量更好，蓝天更 蓝，加速PPS纤维的发展非常必要！
PPS纤维是一种线型、高分子质量、结 晶性高聚物，具有很高的热稳定性、耐化 学腐蚀性、阻燃性以及良好的加工性能。 其优异的综合性能表现在如下几个方面。
1、热稳定性 PPS纤维在高温下有优良的强度、刚性及耐 疲劳性，在低于400℃的空气或氮气中性能稳定。 在204℃高温空气中，一定时间后强度保持 率如下表ห้องสมุดไป่ตู้示：
3、阻燃性 PPS纤维加工成的制品很难燃烧，不需 添加阻燃剂就可以达到标准。置于火焰中 时虽然会发生燃烧，但不会滴落，且远离 火后自熄。燃烧时呈橙黄色火焰，并生成 微量黑烟灰，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 的烟密度和良好的延燃性。
4、其他性能 PPS纤维强度、伸度和弹性等机械性能 与聚酯相当，对γ射线和中子放射的绝缘性 比尼龙和聚酯纤维好。同时还具有良好的 纺织加工性能，可用于在燃煤炉中处理150--200℃含硫酸性气体以及造纸工业中干燥带、 电缆包胶层、复合材料等的制作。日本有 公司利用PPS纤维传热系数小的特点，开发 保温衣料，其保温性能比常规PRT纤维可提 高30%---40%，且可以减弱穿衣时约16%冷 接触感。