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摘 要：聚苯硫醚25%用于汽車工業(yè)，主要技術(shù)指標(biāo)是剛性、韌性優(yōu)良的高強度材料，可精密成型的高流動性材料和耐磨性，耐冷熱急變性、耐溶劑性好的特種材料。 關(guān)鍵詞：聚苯硫醚 汽車工業(yè) 聚苯硫醚英文名稱Poly(PhenyloneSulfide)，簡稱PPS，是一種高結(jié)晶性聚合物，在美國稱之為高性能塑料（Highperformanceplastics），日本則稱之為超級工程塑料（SuperEng-plaotics）。聚苯硫醚具有剛?cè)嵯酀姆肿咏Y(jié)構(gòu)，200℃下不溶于已知有機溶劑。能在200—240℃高溫下長期使用。聚苯硫醚具有優(yōu)異的耐高溫性、耐腐蝕性和耐溶劑性，是高分子聚合物的嬌嬌者。聚苯硫醚樹脂經(jīng)過改性增強，具有很高的剛性和強度，成型加工性好，收縮率極低，尺寸穩(wěn)定。聚苯硫醚氧指數(shù)大于43，無需添加任何阻燃劑，其燃燒性可達到V-0級。聚苯硫醚熱分解溫度高，5%失重高于480℃，50%失重高于700℃，分解物毒性極低，屬綠色環(huán)保型材料。聚苯硫醚樹脂及改性增強材料于上世紀(jì)七十年代初期由菲利浦石油公司（PhillipsPetroleumInternationalInc.）率先實現(xiàn)工業(yè)化。聚本硫醚材料在高性能工程塑料中具有最優(yōu)的信價比值，三十年來，聚苯硫醚已被航天、航空、軍工、電子、家電、機械、化工、石油、汽車等等行業(yè)普遍采用，目前已成為工程塑料中產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的新型材料。 聚苯硫醚材料比強度很高，綜合性能優(yōu)異，是汽車輕量化的理想材料。國外用于汽車零部件已有二十余年歷史。國外名牌車，無一未使用聚苯硫醚材料，從外飾件到功能部件多達數(shù)百種，高檔車的用量已超過26千克，整車重量由此減輕120千克以上。據(jù)最新資料，2003年國外聚苯硫醚材料在汽車行業(yè)的用量已達到2萬噸，約占總產(chǎn)量的25%。 汽車用聚苯硫醚材料，隨部件功能各一，要求具有高強度、高剛性、高韌性、耐磨耗、耐腐蝕、耐溶劑性，抗冷熱急變性、抗熱水蠕變性，易加工性和尺寸穩(wěn)定性。樂天塑料開發(fā)的結(jié)構(gòu)材料、耐磨材料、耐腐蝕材料、耐熱急變材料，耐溶劑材料和精密成型材料能滿足汽車工業(yè)日益增長的材料需求。 1． 結(jié)構(gòu)材料 汽車受力結(jié)構(gòu)件如保險杠、護板、踏板、手柄、坐椅骨架等，非受力部件 如前后箱蓋、排氣管、水箱、后視鏡殼、燈罩等，都要求較高的機械力學(xué)強度。既要求高的剛性，還要求高的抗沖擊強度。系列晶須增強材料，改善了通用40%玻纖增強聚苯硫醚存在韌性差，機械力學(xué)強度不足等方面的問題，見表1。今后有可能獲得更廣泛的應(yīng)用。 表1 牌號 單位 高剛性、高韌性 通用、GF40%增強 40%GF+CF 密度 g/cm3 1.59 1.70 1.65 拉伸強度 Mpa 205 140 180 斷裂伸長率 % 2.3 1.2 1.6 彎曲強度 Mpa 270 240 280 彎曲模量 GPa 16.8 10.2 15.5 有缺口沖擊強度 KJ/m2 12.5 8.0 10.0 無缺口沖擊強度 KJ/m2 55.0 32.5 46.2 熔融指數(shù) g 85 32 55 按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測 2． 耐磨材料 汽車變速齒輪、軸承、軸套、電刷、萬向節(jié)球頭等部件，要求高溫下摩擦 系數(shù)低，自潤滑性好。系列材料是PPS/PEEK/PTFE合金材料，較通用30%玻纖無機物混合增強材料，顯著提高了耐摩擦性，23℃PV值可達到1900，表2，表3。隨著技術(shù)進步，不用潤滑油的汽車將有可能實現(xiàn)。 表2 牌號 單位 高自潤滑性 20%GF、無機物增強 30%CF增強 密度 g/cm3 1.56 1.65 1.58 抗伸強度 Mpa 65 165 180 斷裂伸長度 % 4.2 0.8 1.1 彎曲強度 Mpa 110 240 270 彎曲模量 Gpa 4.4 12.6 18.0 有缺口沖擊強度 KJ/m2 7.2 10.2 5.0 無缺口沖擊強度 KJ/m2 50.1 55.0 25.5 熱變形溫度（+1.82MPa） ℃ 160 260 265 按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)檢測 表3 磨耗量（g） (2) 23℃ 85℃ 150℃ 1.14×10-4 1.90×10-4 2.00×10-4 6.2×10-4 11.4×10-4 12.5×10-4 PPS/40%GF 190×10-4 260×10-4 270×10-4 PTFE/30%CF 6.10×10-4 7.90×10-4 12.61×10-4 3． 耐腐蝕材料 超輕量級節(jié)能汽車已成為汽車工業(yè)追求的重要目標(biāo)之一。某大公司正在開 發(fā)中的節(jié)能車型，設(shè)計100km油耗僅為900毫升，此款車大量采用了A1/Mg合金材料。A1/Mg合金材料此強度高，但耐磨耗、耐腐蝕性差，難以抵抗大氣中粉塵、酸性物質(zhì)，鹽基性物質(zhì)的磨耗和腐蝕。系列涂飾材料有優(yōu)異的耐磨擦抗腐蝕性能，附著力達到0級，沖擊強度高于5Mpa，硬度達到HRA80，鹽霧試驗超過300小時，中溫涂飾，施工簡便，涂層光亮。 4． 抗冷熱急變材料 汽車是交通工具，必須能適應(yīng)各種惡劣氣候環(huán)境，盛夏午間行車，嚴冬深夜室外停放，溫差達80℃以上，對汽車用非金屬材料提出了很高的要求，特別是嵌入金屬端子的電極、傳導(dǎo)器、支架、密封盒等發(fā)動機周邊部件所用的材料，必須能抗-40℃至100℃溫差急變，否則由于金屬嵌件與PPS線脹系數(shù)差一，將導(dǎo)致PPS護層破裂。系列材料，具有優(yōu)異的抗冷熱急變性，較以前通用的40%玻纖增強材料，綜合技術(shù)指標(biāo)顯著提高，見表4。 表4 牌號 （1） 單位 TDE無機物增強 高韌性 通用級 密度 g/cm3 抗伸強度 Mpa 155 160 170 伸長度 % 1.8 1.4 2.2 彎曲強度 Mpa 200 260 215 彎曲模量 Gpa 11.6 14.2 10.0 有缺口沖擊強度 KJ/m2 8.5 9.0 10.0 無缺口沖擊強度 KJ/m2 42 42.6 52.3 熔融指數(shù) G 26 53 41 抗冷熱急變 （2） 次 220 80 40 （1） 按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)方法檢測 （2） 參照國外方法：-40℃—180℃，每次循環(huán)4小時，升（降）溫過程30分鐘 5． 耐溶劑材料 隨著高標(biāo)號汽油普及使用，對汽車相關(guān)部件如油箱、油泵、電磁閥、油管 等部件耐溶劑性提出了更苛刻的要求。歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求油箱泄漏量≤2g/24hr。目前竟相開發(fā)的加油自動計量裝置，要求計量誤差≤0.2%，其核心部件是一對橢圓柱齒輪，隨油流入微小動力驅(qū)動計量，齒輪、腔體精密配合，只有其相對誤差小于20μm，才能保證其計量粒度。這類材料除高剛性、低磨耗外，吸油量應(yīng)低于0.01%，若吸油量過高，材質(zhì)表面溶脹超過1μm，將嚴重影響其計量的準(zhǔn)確度，失去使用價值。系列納米炭素改性材料，吸油量<0.1mg/(cm2·24hr),熔脹層<1μm/(80℃·24hr)。優(yōu)異的耐油性完全可以滿足上述汽車部件耐溶劑性要求。 耐熱水蠕變性是汽車水（冷凍液）箱、水管、熱水電磁閥、泵殼、葉輪對 高分子材料的另一項苛刻要求。目前泵殼、葉輪已形成幾十個規(guī)格，尺寸最大130mm(康明斯發(fā)動機)，最小6mm（微型車發(fā)動機）。材料，在80-120℃熱水中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗蠕變性，較ZC102基本材料提高3倍以上。據(jù)強化試驗數(shù)據(jù)推測，其使用壽命可達到12500小時。此類高性能材料2005年3季度可投放市場。 6． 精密成型材料 隨著汽車高能化和輕量化，通用工程塑料如PBT、PA、PPE、ABS等已 不能滿足多嵌件一次成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合部件所必須的高絕緣性、耐熱性、蔽光性、超薄結(jié)構(gòu)技術(shù)和工藝要求。 系列納米三氧化二鋁（μm-Al2O3）增強材料，在0.2mm超薄成型方面取得新的突破。成型物表面撓曲度低于1%，平滑光澤，能滿足高級電器部件殼體尺寸精度要求，見表5。較通用40%GF增強PPS材料具有更好的尺寸穩(wěn)定性，脫模性和優(yōu)良的成型工藝指標(biāo)。 表5 牌號 （1） 單位 SGPPS-ZE204B Al2O3/GF30%增強 SGPPS-ZE2021 30%GF增強 PPS-1 40%GF增強 PPS-11 40%GF增強 密度 g/cm3 1.62 1.60 1.67 1.66 拉伸強度 Mpa 210 185 121 196 斷裂伸長率 % 2.6 1.4 1.3 2.2 有缺口沖擊強度 KJ/m2 12.5 12.0 7.0 10.0 熔融指數(shù) g 125 68 51 62 流動長度 （2） mm 8.2 4.0 3.1 4.2 撓曲變形 （3） mm 1.0 1.65 7.30 5.10 (1) 按中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)檢測。 (2) 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測：50mm×20mm×0.2mm型腔，CT310℃、MT145℃、50Mpa (3)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測:Φ100×1mm型腔，T310℃、MT145℃、80MPa 隨著節(jié)能、環(huán)保方面要求的不斷提高，作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)，有更多的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。受世界石油資源制約，輕量高性能化將是發(fā)展的主要方向。人們期待的100km油耗低于1000毫升的輕型車即將面市，而100km油耗低于1200毫升的豪華車已為時不遠，新一代名牌卡車，100km油耗將降低30%以上。汽車輕量化，高性能化離不開高分子材料，作為工程塑料之花的聚苯硫醚，將扮演重要角色，隨著聚苯硫醚潛在用途的不斷開發(fā)，其將在現(xiàn)有輝煌之上作出更卓越的貢獻。