PPS memiliki tulang punggung kaku yang simetris dan merupakan bagian dari polimer kristal yang tersusun dari cincin benzena tersubstitusi para yang berulang dan atom sulfur.
Polifenilena sulfida adalah jenis baru plastik rekayasa fungsional. Molekulnya mengandung unit struktural berulang p-fenilena sulfida, dan rantai utama molekulnya mengandung fenilena sulfida. Berat molekulnya berkisar antara 10.000 hingga 50.000. Polifenilena sulfida adalah polimer linier atau bercabang tanpa titik leleh kristal. Polifenilena sulfida merupakan struktur linier sebelum ikatan silang dan struktur termoseting setelah ikatan silang. Polifenilena sulfida dapat melunak hingga batas tertentu ketika dipanaskan dan didinginkan sepenuhnya.
Polifenilena sulfida dipolikondensasi dari natrium sulfida dan diklorobenzena dalam pelarut polar yang kuat. Metode produksinya meliputi metode Michael, metode kondensasi mandiri tiofenat p-halogenasi, metode polikondensasi larutan polihalida aromatik dan logam alkali sulfida, dll.
Kepadatan relatif polifenilen sulfida adalah 1,36, dan resinnya berupa bubuk atau butiran putih, keras dan rapuh, dengan kristalinitas tinggi dan viskositas leleh yang kuat. Polifenilen sulfida memiliki dua jenis berat molekul, berat molekul rendah dan berat molekul tinggi. Karena nilai aliran leleh yang tinggi, sulit untuk dicetak secara langsung, sehingga selain penyemprotan, metode lain harus menjalani tingkat ikatan silang tertentu selama pencetakan, dan sejumlah serat kaca atau resin anorganik untuk pencetakan injeksi, pencetakan, dan pencetakan ekstrusi harus dicampur. dalam isian. Polifenilen sulfida dengan berat molekul tinggi tidak perlu diikat silang dan dapat langsung digunakan dalam pemrosesan produk plastik.
PPS memiliki kerangka kaku yang simetris dan merupakan bagian dari polimer kristalin yang terdiri dari cincin benzena tersubstitusi para berulang dan atom sulfur. PPS adalah plastik rekayasa khusus dengan kinerja tinggi dan titik leleh tinggi hingga 280 °C yang dapat menggantikan logam. PPS berada di puncak piramida kinerja polimer, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Oleh karena itu, berdasarkan kinerja resin PPS yang sangat baik, PPS memenuhi persyaratan material untuk proyek-proyek plastik rekayasa yang kompleks.
1. Karakteristik Resin Polifenilen Sulfida Berkinerja Tinggi
1. Resin PPS berkinerja tinggi adalah polimer kristal dengan kekerasan tinggi. Kandungan kristalnya sekitar 65%. Kecepatan kristalisasi yang cepat, fluiditas yang baik, dan siklus pencetakan yang singkat.
2. Ketahanan panas yang sangat baik. Titik leburnya dapat mencapai 275~291°C, suhu distorsi panas 135°C, dan suhu distorsi panas setelah penguatan serat kaca dapat mencapai 260°C. Di udara dan nitrogen, suhu awal dan pelemahan polifenilen sulfida sekitar 400°C, terurai di udara pada suhu 700°C, dan masih dapat mempertahankan 40% beratnya dalam gas inert pada suhu 1000°C. Suhu penggunaan jangka panjang adalah 200~240°C, dan ketahanan termal penghalang gas serta stabilitas termal penggunaan berkelanjutan jangka panjang lebih unggul daripada semua plastik rekayasa saat ini.
3. Memiliki sifat mekanik yang baik. Kekakuannya sangat tinggi, kekerasan permukaannya tinggi, kekakuannya hanya sedikit berkurang dalam kondisi kelembapan tinggi, serta ketahanan mulur, ketahanan lelah, dan ketahanan aus yang sangat baik. Ketahanan ausnya dapat ditingkatkan dengan menambahkan pelumas seperti fluororesin dan serat karbon. Hal ini telah meningkat pesat.
4. Memiliki ketahanan korosi dan ketahanan kimia yang sangat baik. Selain asam pengoksidasi kuat (seperti asam sulfat pekat, asam nitrat, dll.), PPS juga tahan terhadap korosi asam, alkali, dan garam lainnya, serta tidak larut dalam pelarut organik apa pun di bawah 200 °C. Ketahanan korosinya hampir setara dengan politetrafluoroetilena. Selain itu, PPS juga memiliki ketahanan cuaca dan radiasi yang baik, dan kinerjanya tidak akan terpengaruh oleh radiasi ultraviolet, sinar gamma, dan neutron yang kuat.
5. Memiliki tingkat penyerapan air yang rendah (hanya 0,008%) dan tingkat penyerapan minyak yang rendah. Penyusutan cetakan dan koefisien ekspansi linier yang rendah, produk ini memiliki dimensi yang stabil dan deformasi yang kecil, serta tetap dapat mempertahankan stabilitas dimensi bahkan di lingkungan gas yang lembap, berminyak, dan korosif, sehingga dapat digunakan untuk pencetakan presisi.
6. Sifat listrik yang sangat baik. Resin PPS berkinerja tinggi memiliki sedikit perubahan resistivitas volume pada suhu dan kelembapan tinggi, dan konstanta dielektriknya juga sedikit berubah seiring suhu dan frekuensi. Selain itu, kandungan pengotor ionnya rendah, dan dapat direndam dalam bak solder pada suhu 260°C, sehingga tahan terhadap guncangan termal penyolderan permukaan komponen elektronik, cocok untuk produk dengan persyaratan kinerja listrik yang sangat tinggi. Resin ini memiliki resistivitas tinggi dan sifat dielektrik yang rendah.
7. Resin PPS berkinerja tinggi memiliki viskositas leleh yang sangat rendah dan fluiditas yang baik. Resin ini mudah basah dan bersentuhan dengan serat kaca, sehingga mudah diisi. Pelet cetak injeksi yang diperkuat serat kaca atau pengisi anorganik serat kaca yang dihasilkan memiliki ketahanan benturan, ketahanan tekuk, dan keuletan yang tinggi.
8. Resin PPS berkinerja tinggi memiliki daya rekat yang sangat tinggi terhadap kaca, aluminium, baja tahan karat, dll. Daya rekat terhadap kaca bahkan lebih besar daripada kaca itu sendiri.
2. Tinjauan Umum Varietas Plastik Rekayasa
Plastik rekayasa adalah jenis bahan plastik yang dapat menahan tekanan mekanis untuk waktu yang lama sebagai bahan struktural, dan dapat digunakan dalam rentang suhu yang luas dan dalam lingkungan kimia dan fisik yang keras. Dibandingkan dengan plastik umum, plastik rekayasa memiliki sifat mekanik yang lebih baik, sifat listrik, ketahanan kimia, ketahanan panas, ketahanan aus, stabilitas dimensi, dll., dan dibandingkan dengan bahan logam, ringan dan nyaman untuk desain Produk yang kompleks, konsumsi energi rendah selama pencetakan dan keuntungan lainnya. Plastik rekayasa banyak digunakan di sektor industri seperti elektronik, konstruksi, mobil, mesin, dan kedirgantaraan. Plastik rekayasa dibagi menjadi dua kategori: plastik rekayasa tujuan umum dan plastik rekayasa tujuan khusus sesuai dengan jumlah, kinerja dan ruang lingkup aplikasi.
Di antara mereka, plastik rekayasa umum terutama meliputi nilon (PA), polikarbonat (PC), polioksimetilena (POM), polibutilen tereftalat (PBT), polifenilena oksida (PPO), dll. Polimetilmetakrilat (PMMA) adalah aplikasi plastik yang berkembang pesat.
3. Aplikasi Resin PPS Kinerja Tinggi dalam Plastik Rekayasa
Sebagai plastik rekayasa, bahan cetak PPS memiliki banyak sifat yang sangat baik dan dapat menggantikan logam, resin termoset, dll., dan digunakan secara luas di berbagai bidang karena alasan ini.
(1) Aplikasi pada suku cadang mobil
Penggunaan suku cadang mobil merupakan bidang PPS yang paling banyak digunakan di masa mendatang. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2, PPS diterapkan pada komponen unit penggerak listrik. Karena PPS tidak hanya memiliki ketahanan panas berkelanjutan yang luar biasa, tetapi juga ketahanan kimia (bensin, oli mesin, dll.).
Saat ini, selain dapat menggantikan komponen logam dan resin fenolik yang digunakan sebelumnya, PPS juga semakin banyak digunakan untuk komponen-komponen baru. Terutama dalam hal penggerak, pengereman, bahan bakar, pencahayaan, dan pendinginan yang berfokus pada mesin-mesin yang berhubungan dengan mesin, serta komponen kontrol yang mengendalikan mesin-mesin tersebut.
(2) Aplikasi untuk fasilitas perumahan/OA/peralatan presisi
"PPS Superkeras (40% GF)" sering digunakan pada peralatan yang berhubungan dengan air seperti pemanas air rumah tangga. Hal ini karena "PPS ultrakeras (40% GF)" tidak hanya memiliki ketahanan air panas seperti PPS, tetapi juga memiliki karakteristik tahan tekanan dan ketangguhan yang baik. PPS ini secara bertahap menggantikan material logam dan material APD yang sebelumnya didominasi kuningan.
"PPS Modifikasi (30%GF)" yang memiliki akurasi dimensi baik karena kristalinitasnya yang rendah cocok untuk komponen peralatan presisi. Selain itu, karena sifat gesekan dan keausannya yang rendah, PPS ini cocok untuk proyek dengan persyaratan khusus untuk karakteristik geser, seperti roda gigi dan bantalan.
Dalam hal mesin fotokopi laser, printer, dll., PPS sering digunakan tidak hanya karena sifatnya yang tahan panas dan fiksasi, tetapi juga untuk jenis khusus lainnya, seperti dapat digeser di sekitar roda gigi atau bantalan, dan dapat menghantarkan listrik. Salah satunya, penerapan PPS di fasilitas perumahan/OA/peralatan presisi.
(3) Aplikasi pada komponen listrik/elektronik
Selain ketahanan panas yang tinggi, pencetakan presisi, dan stabilitas dimensi dalam proses SMT, PPS juga memiliki ketahanan api yang tinggi, bahkan dapat mencapai UL-94V-0 tanpa penambahan penghambat api. Karakteristik ini menjadikannya material cetak terbaik untuk komponen listrik/elektronik yang diwakili oleh konektor. PPS tipe ikatan silang yang diperkuat/tidak diperkuat serat kaca dan PPS linier tipe burr rendah terutama digunakan. PPS memiliki karakteristik umum PPS dan kemampuan bentuk yang sesuai, serta cocok untuk produk cetak yang canggih dan kompleks seperti konektor.
Selain itu, PPS ikatan silang dan PPS linier yang diisi serat kaca/mineral cocok untuk osiloskop optik, seperti persyaratan stabilitas dimensi dan kekakuan. PPS yang dapat dibentuk dengan tekanan ultra rendah cocok untuk penyegelan mikrokoil dan komponen elektronik.
(4) Aplikasi dalam industri mesin dan industri kimia
Dalam beberapa tahun terakhir, PPS telah dimodifikasi secara kimia dan dicampur dengan serat kaca, pengisi mineral atau serat karbon untuk membentuk material komposit, yang juga banyak digunakan dalam industri permesinan dan industri kimia.
(5) Aplikasi di bidang baterai lithium
Baterai litium mengacu pada baterai yang mengandung litium dalam sistem elektrokimianya. Karena sifat kimia logam litium yang relatif aktif, persyaratan lingkungan untuk pemrosesannya sangat tinggi, sehingga baterai litium belum digunakan dalam skala besar. Dengan hadirnya era informasi, teknologi mikroelektronika yang dicirikan oleh ukuran kecil, bobot ringan, keandalan tinggi, dan kecepatan kerja yang tinggi telah berkembang dan tumbuh. Seiring dengan meningkatnya peralatan kecil dan canggih, kebutuhan akan baterai juga meningkat. Baterai litium telah memasuki tahap penggunaan yang luas. Polifenilen sulfida (PPS) memiliki ketahanan panas, insulasi, sifat listrik, dan karakteristik lainnya yang sangat baik, yang memenuhi persyaratan material di bidang baterai litium, dan merupakan "teman dekat" baterai litium.
(6) Aplikasi di bidang perlindungan lingkungan hidup
Sumber emisi utama gas buang dan debu buangan adalah pabrik besi dan baja, insinerator limbah, pembangkit listrik termal, pabrik semen, pabrik karbon hitam, dan bidang lainnya. Gas buang dan debu buangan yang dihasilkan memiliki masalah seperti suhu tinggi, kelembapan tinggi, dan korosi, sehingga membutuhkan material penghilang debu yang memiliki ketahanan suhu tinggi dan ketahanan korosi yang kuat.
PPS serat memiliki stabilitas termal yang tinggi dan dapat digunakan terus menerus pada suhu 200-240°C. Bahkan jika ditempatkan pada suhu tinggi 260°C selama 1000 jam, PPS masih dapat mempertahankan 60% kekuatannya. Ketahanan korosi PPS serupa dengan politetrafluoroetilena, yang dikenal sebagai "Raja Plastik". Dalam hal ketahanan api, produk serat PPS tidak mudah terbakar dan dapat memenuhi standar UL-94V-0 tanpa menambahkan penghambat api. Oleh karena itu, penerapan produk serat PPS di bidang-bidang tersebut dapat meningkatkan masa pakai peralatan penghilang debu secara signifikan. Di antara produk-produk tersebut, produk yang paling banyak digunakan adalah kantong penyaring debu.
Resin polifenilen sulfida berkinerja tinggi banyak digunakan dalam proyek plastik rekayasa seperti peralatan elektronik, konstruksi, otomotif, permesinan, kedirgantaraan, dan industri lainnya. Namun, aspek-aspek berikut perlu diperhatikan saat melakukan operasi pencetakan PPS:
(1) Pra-pengeringan. Perubahan warna dan fluiditas terjadi ketika pelet dikeringkan pada suhu yang terlalu tinggi atau dikeringkan lebih lama dari yang diperlukan.
(2) Atur suhu laras. Suhu laras yang wajar umumnya diatur antara 300~340°C, jangan dipanaskan di atas 350°C, terutama untuk produk yang dicampur dengan PTFE (fluororesin), kisaran suhunya adalah 290~320°C, jangan melebihi 330°C.
(3) Waktu tinggal di dalam tong. Umumnya, diatur dalam 60 menit pada suhu 300°C, dan dalam 30 menit pada suhu 320°C.
(4) Jika terjadi dekomposisi resin atau situasi serupa, suhu tabung harus diturunkan untuk membuang sisa resin di dalam tabung. Setelah pencetakan dihentikan, setelah resin sisa di dalam tabung dibuang, harap matikan daya pemanas.
