對于化學容器,聚苯硫醚是氟聚合物很好的替代品,因其對許多化合物實際上都呈惰性?,F在正在開發(fā)將聚苯硫醚襯里用于大型儲存容器。聚苯硫醚的纖維襯背可與外層鋼的內表面粘合。小型容器的整個殼體都可以用聚苯硫醚熱成型。
在航空樣機應用中,聚苯硫醚被熱成型加工成內窗半槽邊。熱成型加工的窗側可以比相應的注塑件更大更薄,因為模塑形成的接合線經常是造成薄弱點和廢品的原因。另一個航空用途是用30%玻纖填充聚苯硫醚成型片材,制成頭頂行李箱。部件尺寸約為20 x 30英寸、6英寸深。
熱成型的控制臺使用耐熱的15%玻纖增強聚苯硫醚在組裝單元內部建造。這個18 x 6英寸部件用數控機床(CNC)加工切割成為不同設備的窗戶和洞口。
火車和公共汽車制造商也在考慮使用熱成型聚苯硫醚板作為壁和門,因為它們必須承受高溫,且發(fā)煙量低。這些大型薄壁制品不能通過注塑成型很容易、經濟地生產。
熱成型聚苯硫醚可以耐較長時間的高溫,因此替代鋁和不銹鋼,在烤箱托盤中也得到使用。開發(fā)出來的深1.5英寸的聚苯硫醚盤尺寸為20 x 30英寸,并且有一個軋制滾邊。它可以替代不銹鋼盤,不銹鋼盤必須定期對表面進行整修,除去毛刺和烤在上面的食品。而聚苯硫醚盤使用后無需表面整修。
聚苯硫醚也被用來制造6英寸深的熱成型照明燈罩和面板,因為它可以承受高強度鹵素燈生成的熱量。24 x 36英寸的燈罩用CNC加工成型,正好配合燈的安裝。其它處于評估階段的用途包括潔凈室排氣管道的壓力通風管線和生產硬質驅動器用研磨載體。
高品質
熱成型牌號的聚苯硫醚可提供特別優(yōu)異的耐熱性和耐化學性,荷重蠕變低,強度重量比高、耐摩擦性非常好、并且水蒸氣穿透率低。
這些牌號均為線性聚苯硫醚,其高分子量下的熔融彈性非常好。因此不同于更脆的分枝聚苯硫醚,線性聚苯硫醚要擠出成型為片材和卷材更容易、更穩(wěn)定,還可以拉伸到一定的長度。線性聚苯硫醚還具有較好的著色性、強度、剛性和純度。
從熱性能方面來看,線性聚苯硫醚的性能幾乎超過其他所有工程樹脂。它在285℃(558。F)時熔融,短時間可承受270℃(518。F)的高溫。至于長期性能,未填充聚苯硫醚和玻纖填充聚苯硫醚的UL熱指數分別為180℃(356。F)和220℃(420。F)。
聚苯硫醚還具有很強的耐溶劑性,長時間暴露在酸、堿、強漂白劑、汽車冷卻液、傳動液和制動液下仍然性能良好。持續(xù)5000小時的浸漬測試表明聚苯硫醚在具有腐蝕性的各種燃料中非常穩(wěn)定。它還具有極優(yōu)異的耐水解性和耐去離子水性。
標準牌號聚苯硫醚固有耐燃性,達到UL 94-0級。聚苯硫醚在燃燒時生成的煙很少。聚苯硫醚使用時具有杰出的尺寸穩(wěn)定性,因為它不吸濕、耐蠕變、熱膨脹系數低、并對大多數化學物都具有抵抗力。
聚苯硫醚可以使用常規(guī)消毒方法。它可承受高達1000次蒸汽消毒、伽瑪消毒劑量可達1500kGy,這比大多數材料能夠承受的都高得多。
各種牌號的聚苯硫醚都遵照美國食品及藥物管理局(FDA),可以按照FCN No. 40重復使用于食品接觸;通過UL標準局的認證,遵照NSF/ANSI Std. 61用于飲用水接觸;符合美國藥典(USP)六級要求,并建立了FDA藥物及器材基本數據檔案。
聚苯硫醚密度低于大多數價格差不多的工程樹脂,這意味著在體積成本基礎上($/in.3)可提供更大經濟性。純聚苯硫醚和抗沖改性聚苯硫醚的比重分別為1.35和1.24。相比之下,氟聚合物的比重范圍約在1.8至1.9之間。
與其他大多數聚合物不同,聚苯硫醚儲存后可以直接進行熱成型,無需預干燥,因為它基本上不吸濕。
多種材料選擇
對于熱成型加工商,聚苯硫醚的選擇很多。出售的片材和卷材有純、玻纖填充和抗沖改性幾種,厚度從0.01到0.25英寸(0.25到6.35mm),寬度最高達50英寸(1250mm)。在需要和其他材料粘合時,片材還可以定制成有聚酯和玻璃纖維織物襯墊以促進粘合。另外,也可以買到成卷的聚苯硫醚電焊條,以連接相鄰的聚苯硫醚熱成型元件。焊槍使焊條和接縫邊熔化,形成容器或其他元件的內聚結構。
加工商可以通過真空和壓力成型將聚苯硫醚加工成多種幾何形狀和產品設計。由于聚苯硫醚具有高流動性,與大多數其他聚合物相比,可以成型更多細節(jié)。真空成型可以形成相對更尖銳的棱角,因此部件棱角的內半徑可以更小,而無需求助于更昂貴的壓力成型過程。
聚苯硫醚可以拉得和聚碳酸酯一樣長。例如玻纖填充、1/8英寸的聚苯硫醚片材成型深度已經可以達到6英寸,并具有很好的穩(wěn)定性和重復性。如果使用純聚苯硫醚或部件半徑大一些,則可以做得更深。目前聚苯硫醚面板的最大尺寸已經達到5 x 9英尺。
循環(huán)時間富有競爭力
盡管加工參數會根據加工工具和部件的不同而變化,但總的來說聚苯硫醚片材需要在高溫爐中加熱320℃到329℃(610。F到356。F),最好就是用紅外線爐。一個1/8英寸的聚苯硫醚片材在沒有冷卻系統(tǒng)的模具中加工,通常從開始加熱、成型到最后冷卻的周期為60到90秒。這與聚碳酸酯所需的時間差不多,但比ABS和PVC的時間短。通常聚苯硫醚更為恒定,其外觀、厚度可以預計,成型前剛從爐中出來時比ABS和HDPE更垂。
根據賓夕法尼亞州Williamsport的賓夕法尼亞技術學院聚合物科學和塑料工
程項目的測試結果,熱成型聚苯硫醚具有良好的拉伸、彎曲和抗沖性能,加工時保持在較高的水平。測試評估了一個1/8英寸30%玻纖增強、陽模成型的聚苯硫醚片材(用Fortron PPS 1130L0制成),比較其平板和成型樣品的屈服伸長,表明加工對其只有很少影響。成型材料的彎曲模量只比未成型片材低8%,而拉伸模量低了約25%。
聚苯硫醚可用鋁制模具熱成型,這比注塑加工通常使用的特種鋼模具成本低很多。聚苯硫醚的熱成型模具通常要預加熱到約200℃(390。F),幾個循環(huán)后加熱到工作溫度及整個容積。
加工后,聚苯硫醚部件可以在傳統(tǒng)的帶刀具的計算機數控刨花機上修邊,也可以通過同一機械、砂磨具、鋸子、車床或其他金屬木材用工具切削加工。還可以通過各種不同的熱、機械和粘合方法進行組裝,如超聲波焊接、螺栓連接、用環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯或其他通用接觸膠粘合。
聚苯硫醚可以用傳統(tǒng)表面涂覆方法油漆,也可以用凹印、柔印、移印、膠印、絲網印刷、數字印刷或其他印刷方法進行印刷,還可以用激光刻印,很容易鍍金屬。(完)
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