聚苯硫醚纤维研究进展

田希均

(天津工业大学材料科学与工程学院，天津300160)

【摘要】简单介绍了聚苯硫醚纤维的物化性能及应用领域，国内外发展概况及供需状况和市场前景的一些情况。

【关键词】聚苯硫醚纤维；性能；市场状况；前景

中图分类号：TQ342+．72 文献标识码：A

聚苯硫醚，又名聚亚苯基硫醚，英文名Polyphenylene SuEde，简称PPS。分子链的特殊结构赋予了硫醚键的柔顺性和大分子的刚性，被誉为继聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲醛(POM)、尼龙(PA)、聚苯醚(PPO)之后的第六大通用工程材料，也是八大宇航材料之一。被广

泛的应用于板、管、膜、丝等部件的制作，还应用于汽车、电子电气、机械仪表、机械设备、国防、航空航天、家电等领域。聚苯硫醚纤维原料聚苯硫醚具有很高的热稳定性、耐化学腐蚀性，有很好的阻燃性和纺织加工性能。在高温时使用寿命较长，且过滤性能较高。现今PPS纤维主要应用于工业燃煤锅炉袋滤室的过滤织物、化学品过滤织物、阻燃织物等，PPS纤维是我国“十一五”规划期间产业化重点发展的高性能纤维之一回。

1 PPS纤维物化性能

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翻，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。

1．1 热稳定性

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，在低于400℃的空气或氮气中较稳定，基本无重量损失；在204℃高温空气中2000h后仍有90％的强度保持率，5000h后有70％的强度保持率；8000h后有近60％的强度保持率；260℃高温空气中1000h后有60％的强度保持率 。PPS纤维在520～600℃阶段，失重达42％，最大失重速率高达10．81％／~，且对应的温度也提前到567℃。PPS一1纤维的DTG峰相对PPS一2纤维的要平缓，说明其降解较慢，热稳定性较好圈。

1．2 优异的耐化学腐蚀性

具有与四氟乙烯( FE)相媲美的优异化学药品，能抵抗酸、碱、烃、酮、醇、酯、氯烃等化学品的腐蚀，在200％以下不溶解于任何化学药剂，在250℃以上仅溶于联苯、联苯醚及其卤化物，且抗蠕变性能极好，冷流动性为零，吸水率为0．008％I~。PPS纤维耐化学腐蚀性与号称“塑料之王”的聚四氟乙烯( FE)相近，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 。

1.3 良好的阻燃性

PPS纤维的极限氧指数很低，在火焰上能燃烧，但不会滴落，且离火自熄，发烟率也低于卤化聚合物，不需添加阻燃剂就可以达到UL294V20标准。

1．4 其他性能

PPS纤维还具有良好的耐磨性，在添加了一些填充氟树脂和碳纤维的润滑剂，更可大幅提高它的耐摩擦磨损特性。表现出优良的纺织加工性能可用于高温烟道或特殊热介质的过滤。

2 国内外发展状况

2．1 国外概况

聚苯硫醚在1967年由Philips石油公司以溶液聚合法开发出来，1971年实现工业化，并以商品名“Ryton”投放市场。1985年菲利普石油公司的PPs树脂的专利失效以后，日本、美国及西欧的一些国家开始进行对PPS纤维树脂的开发并建设生产装置，其中主要公司有拜耳(Bayer)公司、东丽菲利浦公司(Toray与菲利浦合资)、东燃石油化学公司( ~leren与电气化学及宇部兴产合资)、吴羽化学公司(吴羽与赫斯特一赛拉尼斯合资)、大日本油墨公司等。后来因为其生产工艺难度高，PPS纤维的生产基本就掌握在了美国AFY、美国Amoco f F、日本东丽、日本东洋纺等少数厂商手中。现在PPS纤维的产量已经由1989年的7．5kT／a到2000年的8．01M~a，直至2005年已经达到了20M r／a嗍。20o6年的世界聚苯硫醚的产量已达到了8万T，可生产聚苯硫醚树脂号数十种，并形成了上百种、制品上千种的庞大产品链，成为一个客观的高新技术产业脚。PPS纤维产品主要有短纤、长丝、巾空纤维、复合纤维、非织布和毡等，全球纤维的总产量尚没有准确的统计㈣。

2．2 国内概况

国内研究PPS纤维最早是在20世纪90年代初。1990～1996年，四川省纺织工业研究所与四川大学等单位合作，结合863计划研究开发PPs纤维，先后列入四川省科委、四川省计委、原纺织工业部的重点技术攻关项目计划，2004年取得中试研究成果，并获得两项发明专利，通过验收鉴定，技术水平达到国内领先。我国20世纪90年代对进口的PPS树脂与聚酯共混纺丝机理以及纺丝动力学等进行了研究，天津工业大学的“国产聚苯硫醚纤维的开发研究”列入天津自然科学基金项目，并于1999年6月通过了天津市科委组织的验收。

2001年，四川华拓科技股份有限公司在加压合成高分子质量聚苯硫醚树脂基础上，建成我国首套千吨级加压法142~a聚苯硫醚线型高分子量树脂生产装置，并达到了国际水准，使我国成为世界上继美国、日本、德国之后第4个实现聚苯硫醚产业化的国家。

2008年由辽宁银珠集团日晟营津合纤有限公司成功研发的聚苯硫醚(P1)S)长丝，通过该省有关部门的检测鉴定，该产品属国内首创。由中国纺织科学研究院参与工艺路线的研制，四川得阳科技股份有限公司承担的国家级高新产品研发项目一聚苯硫醚纤维产业化生产，年初在位于德阳市高新技术园区得阳公司生产基地投料试生产，经过“5·12”坟川大地震后，在震后很短时间内就恢复生产并开车成功，同时还开发生产了纤维级的聚苯硫醚并纺丝成功，实现了聚苯硫醚纤维产业化规模生产，为我国的纺织、航天航空、电子、环保等领域提供了当今世界最先进的工程塑料。2008年l0月6日，苏州赛纶纤维材料科技有限公司核准建设PPS纤维项目。建成后，新增PPS纤维产能7×1O a，其中抗氧化耐高温长丝(PPS～F)2x10~／a，抗氧化耐高温短纤维(PPS—S)5×10，Iya。预计2010年将达到lx1Wr／a的产能 。

目前，国内聚苯硫醚的主要生产厂家有四川得阳科技股份有限公司、天津合成材料工业研究所、四川长寿化工总厂、广州化工研究院、广州化学试剂厂、四川特种工程塑料厂等少数厂家，其余的是规模比较小的厂家。

3 展望

3．1 虽然国内目前在PPS纤维的研究和开发方面取得了很大进展，但与国外相关产品相比，仍存在较大的差距。究其原因，主要还是由于国内纤维级PPS的生产工艺不够成熟，在产品纯化处理及工程规模放大上仍有很多关键性工艺技术尚未突破，因此还需在生产实践中不断加以完善。特别是在纺丝技术和产品性能方面，对工艺参数还需作进一步的优化和调整，达到降低生产成本、提高产品质量的目的，以适应国内部分产业整体水平的提高和急需高性能纤维的现状。

3．2 我国现在的生产装置还不是很先进，建议国家有关部门从政策方面加以引导，对高性能PPS纤维的开发和国产化装置的建设予以扶持，继续加大PPs纤维产业化技术的研发力量，重点建设配套的从PPS合成到纤维制造的生产装置，形成完整的产业链，填补我国在相关技术领域的空白，打破国外对这一技术的垄断，并为国内发展这类高新技术材料提供全套成熟的技术，推动其应用领域的全面拓展。

33 聚苯硫醚纤维在高科技方面的应用也非常广泛，长纤维增强聚苯硫醚还可制成导弹外壳的燃烧层以及导弹的垂直尾翼等部件㈣，在航空、军事等方面都有广泛的应用。随着我国经济的发展，对复合材料性能和功能提出了新的要求，由此可见，我国加快开发和发展高性能、功能化长纤维增强聚苯硫醚复合材料，将是一个艰巨而重要的任务 。

3．4 由于国外的技术限制和封锁，高性能PPS树脂的缺乏，PPS在国内的应用受到了制约。随着我国PPS的产业化，尽管在PPS改性方面已取得突破性进展，但与国外相比仍存在差距，因此，仍应积极开发新型PPS复合材料，这对PPS产业的快速升级，满足国民经济以及航天、军工各领域对高性能结构材料的需求将具有重大意义。

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