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聚苯硫醚纤维

聚苯硫醚纤维
聚苯硫醚(PPS)纤维又名聚对苯硫醚纤维、聚苯撑硫醚纤维。由荷兰首次研制成功,商品名赖通(Ryton),直至1983年才批量投入生产。其化学结构式为硫原子和对位被取代的苯环交替排列组成,是阻燃性纤维品种之一。

  聚苯硫醚纤维是以硫化钠和二氯苯为单体,在N—甲基吡咯烷酮或含碱金属羧酸盐(如醋酸钠等)的有机性溶剂中缩聚而得的。

  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(结晶度约为5%),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。

  聚苯硫醚纤维具有以下一些特性:

  ·优良的纺织加工性 该纤维具有优良的纺织加工性能。沸水收缩率的大小与制配纤维所用的工艺条件有关,可低(O—5%)也可高(15%—25%)。吸湿率较低,主要是纤维表面的吸湿性差,熔点达285℃,高于目前工业化生产的其他熔纺纤维。目前也可纺制成线密度为38.89—44.44tex的单丝。

  ·耐化学稳定性好  它在极其恶劣的条件下仍能保持其原有的性能,具有突出的化学稳定性,仅次于聚四氟乙烯纤维。在高温下,放置在不同的无机试剂中一周后能保持原有的抗拉强度。只有强氧化剂(如浓硝酸、浓硫酸和铬酸)才能使纤维发生剧烈的降解。它还具有很好的耐有机试剂的性能,除了93℃的甲苯对它的强度略有影响外,在四氯化碳、氯仿等有机溶剂中,即使在沸点下旋转一周后其强度仍不会发生变化,温度为93℃的甲酸、醋酸对它的强度也没有影响。由聚苯硫醚纤维制成的非织造布过滤织物在93℃的50%硫酸中具有良好的耐蚀性,强度保持率无显著影响。在93℃、10%氢氧化钠溶液中放置二周后,其强度也没有明显的变化。

  ·热稳定性优良  它具有出色的耐高温性。由聚苯硫醚纤维加工成的制品很难燃烧,把它置于火焰中时虽会发生燃烧,但一旦移去火焰,燃烧会立即停止,燃烧时呈黄橙色火焰,并生成微量的黑烟灰,燃烧物不脱落,形成残留焦炭,表现出较低的延燃性和烟密度。其极限氧指数可达34%一35%,在正常的大气条件下不会燃烧,它的自动着火温度为590℃。在氮气气氛下,在500℃以下时基本无失重,但超过500℃时失重开始加剧,失重至起始重量的40%时,重量基本保持不变,直至达到1000℃的高温。在空气中,当温度达到700℃时将发生完全降解。聚苯硫醚纤维的耐热性还表现在:它在200℃时的强度保持率为60%,250℃时约为40%。在250℃以下时,其断裂伸长基本保持不变。若将其复丝置于200℃的高温炉中,54天后断裂强度基本保持不变,断裂伸长降至初始断裂伸长的50%;在260℃下经48小时后,仍能保持纤维初始强度的60%,断裂伸长降至初始断裂伸长的50%。

  聚苯硫醚纤维的主要用途是作工业上燃煤锅炉袋滤室的过滤织物。聚苯硫醚纤维织物可长期地暴露在酸性环境之中,可在高温环境中使用,是能耐磨损的少数几种纤维之一,过滤效率较高,用于工业燃煤锅炉织物的聚苯硫醚过滤织物,在湿态酸性环境中,在接触温度为232℃和温度190℃以下,其使用寿命可达3年左右。用该纤维制成针刺毡带用于造纸工业的烘干上,是较为理想的耐热和耐腐蚀材料。同时也可用于制作电子工业的特种用纸。这种纤维的针刺非织造布或机织物可用于热的腐蚀性试剂的过滤,其单丝或复丝织物还可用作除雾材料。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、摩擦片(刹车用)、复合材料,也可与碳纤维交织来增强PPS树脂,可保持其单向强度。