[00138104]高性能聚苯硫醚复合材料研制技术

一、课题来源与背景：　　1、简介：　　聚苯硫醚(英文为Polyphenylene Sulfide，缩写为PPS)是一种新型的、性能优越的特种塑料。近10年来，聚苯硫醚已成为特种塑料的第一大品种，也是工程塑料中发展最快的品种。当前，由于美、日各公司对聚苯硫醚技术的高度垄断封锁，虽然国内有从事聚苯硫醚复合改性的相关企业，但仍处于前期发展阶段，与国外复合改性厂家相比存在较大差距。聚苯硫醚被誉为“用于喷气时代的新型塑料”，具有优异的耐热性、耐腐蚀性、阻燃性和机械刚性，具体的性能如下：　　① 优异的耐热性能，其熔点超过280℃，热变形温度超过260℃，长期使用温度为220～240℃，其短期耐热性和长期连续使用的热稳定性均优于目前所有的工程塑料。　　② 自身具有阻燃性，其阻燃性可达到UL94-0级，无需加入阻燃剂。　　③ 优良的机械性能，刚性极强，表面硬度高，具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性。　　④ 超强耐化学性，尚未发现可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶剂，对无机酸、碱和盐类的抵抗性极强。　　⑤ 极好的尺寸稳定性，成型收缩率很低，在高温、高湿条件下仍表现出良好的尺寸稳定性。　　⑥ 优越的电性能，在高温、高湿、高频条件下仍具有优良的电性能，其体积电阻率可达到1×1016Ω·cm，电气强度＞18KV/mm。　　⑦ 突出的耐磨性，通过填充氟树脂和碳纤维等润滑剂，可大幅度提高其耐磨性，摩擦系数可低至0.02。　　⑧ 优异的耐辐射，其耐辐射是其它工程塑料无法比拟的新材料，是电子电气、汽车、机械化工、航空航天、军事等领域特别是原子弹、中子弹耐辐射唯一理想的优良材料。　　⑨ 良好的加工性能，流动性好，极易与玻纤润湿接触，用其制备的玻纤增强注塑级粒料，具有极高抗伸缩性，抗弯曲及延展性。　　⑩ 良好的粘接性，特别对玻璃、铝、钛、不锈钢等材料具有非常高的粘结强度，附着力可达到1级。聚苯硫醚优异性能使其在电子电器、汽车、机械化工等行业有着极其广泛的应用前景。　　2、国内外技术发展现状与趋势：　　1973年美国Phillips Petroleum公司首先实现聚苯硫醚工业化生产，并以商品名“Ryton”投放市场，得到广大用户的青睐，1985年以前由于受到专利的保护，世界上只有该公司生产，一些日本企业如保士谷、旭化成、信越和大日本油墨化学公司等则接受美国Phillips Petroleum公司提供的树脂原粉，在日本本土进行改性制备聚苯硫醚复合材料在其国内销售。1985年后，由于专利失效，美国道化学公司、LNP公司和日本保大公司等著名公司相继采用Phillips Petroleum公司技术进行生产，并加紧开发新技术。目前，美国聚苯硫醚复合改性企业主要有Phillips Petroleum公司、Fortron Industries公司、Ticona工程塑料公司、GE塑料公司、RTP工程塑料公司、Cool聚合物公司等化工巨头。2007年，美国聚苯硫醚复合材料的产量约占世界总产量的40﹪，实际消费约占世界总消费量的35﹪。日本主要有大日本油墨公司、吴羽化学工业公司、东丽工业公司、宝丽塑料公司、出光兴产株式会社、东洋纺株式会社等化工巨头生产和销售聚苯硫醚复合材料，其产量约占世界总产量的45﹪，消费量约占世界总消费量的30﹪。美国和日本控制着聚苯硫醚树脂和其复合材料的话语权，支配着聚苯硫醚市场的供应和销售，也代表了聚苯硫醚复合材料的行业最高标准。　　我国的聚苯硫醚研究和生产始于20世纪70年代初，早期从事聚苯硫醚树脂合成的研究所有华东化工学院、天津合成材料工业研究所、上海合成树脂研究所、广州化工研究所、四川大学等，但由于技术和产业化方面的难题，绝大多数科研院所都退出聚苯硫醚树脂的研发和产业化。我国聚苯硫醚产量严重不能满足国内市场需求，国内仅有四川德阳科技股份有限公司开始聚苯硫醚树脂的生产与供应，只能严重依赖进口。聚苯硫醚过去是属于“巴统组织”控制物资，中国进口量特别是高端产品进口量受到一定程度限制。随着近年国外聚苯硫醚出口限制逐步取消，中国聚苯硫醚的消费量呈跳跃式增长，近几年年均增长幅度高达170﹪左右。　　据统计，2005年国内聚苯硫醚树脂总产量约为0.14万吨，进口量约为0.76万吨，消费量约为0.9万吨，聚苯硫醚国内市场自给率很低，国内供应严重不足。尽管近年国外聚苯硫醚出口限制逐步取消，但美、日各公司对该技术进行高度的垄断封锁，对我国不转让技术，不出售可用于尖端技术和军事目的的高性能改性增强材料，只出售一般品级的专用料和可回收再生料。聚苯硫醚作为高性能的基础材料，是国家开发尖端技术、军事器械和各行业急需的新材料。从某种意义上说，由于聚苯硫醚材料在国内处于空白状态，已制约了我国部分产业整体水平的提高。