聚苯硫醚纖維
聚苯硫醚(PPS)纖維又名聚對(duì)苯硫醚纖維、聚苯撐硫醚纖維。由荷蘭**研制成功,商品名賴通(Ryton),直至1983年才批量投入生產(chǎn)。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為硫原子和對(duì)位被取代的苯環(huán)交替排列組成,是阻燃性纖維品種之一。
聚苯硫醚纖維是以硫化鈉和二氯苯為單體,在N—甲基吡咯烷酮或含堿金屬羧酸鹽(如醋酸鈉等)的有機(jī)性溶劑中縮聚而得的。
聚苯硫醚是一種結(jié)晶性的聚合物。未經(jīng)拉伸的纖維具有較大的無(wú)定形區(qū)(結(jié)晶度約為5%),在125℃時(shí)發(fā)生結(jié)晶放熱,玻璃化溫度為93℃;熔點(diǎn)281℃。拉伸纖維在拉伸過程中產(chǎn)生了部分結(jié)晶,(增加至30%),如在130—230℃溫度下對(duì)拉伸纖維進(jìn)行熱處理,可使結(jié)晶度增加到60—80%。因此,拉伸后的纖維沒有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變或結(jié)晶放熱現(xiàn)象,其熔點(diǎn)為284℃。隨著拉伸熱定形后結(jié)晶度的提高,纖維的密度也相應(yīng)增大,由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34g/cm3,經(jīng)熱處理后則可達(dá)1.38g/cm3。
聚苯硫醚纖維具有以下一些特性:
·優(yōu)良的紡織加工性 該纖維具有優(yōu)良的紡織加工性能。沸水收縮率的大小與制配纖維所用的工藝條件有關(guān),可低(O—5%)也可高(15%—25%)。吸濕率較低,主要是纖維表面的吸濕性差,熔點(diǎn)達(dá)285℃,高于目前工業(yè)化生產(chǎn)的其他熔紡纖維。目前也可紡制成線密度為38.89—44.44tex的單絲。
·耐化學(xué)穩(wěn)定性好 它在極其惡劣的條件下仍能保持其原有的性能,具有突出的化學(xué)穩(wěn)定性,僅次于聚四氟乙烯纖維。在高溫下,放置在不同的無(wú)機(jī)試劑中一周后能保持原有的抗拉強(qiáng)度。只有強(qiáng)氧化劑(如濃硝酸、濃硫酸和鉻酸)才能使纖維發(fā)生劇烈的降解。它還具有很好的耐有機(jī)試劑的性能,除了93℃的甲苯對(duì)它的強(qiáng)度略有影響外,在四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑中,即使在沸點(diǎn)下旋轉(zhuǎn)一周后其強(qiáng)度仍不會(huì)發(fā)生變化,溫度為93℃的甲酸、醋酸對(duì)它的強(qiáng)度也沒有影響。由聚苯硫醚纖維制成的非織造布過濾織物在93℃的50%硫酸中具有良好的耐蝕性,強(qiáng)度保持率無(wú)顯著影響。在93℃、10%氫氧化鈉溶液中放置二周后,其強(qiáng)度也沒有明顯的變化。
·熱穩(wěn)定性優(yōu)良 它具有出色的耐高溫性。由聚苯硫醚纖維加工成的制品很難燃燒,把它置于火焰中時(shí)雖會(huì)發(fā)生燃燒,但一旦移去火焰,燃燒會(huì)立即停止,燃燒時(shí)呈黃橙色火焰,并生成微量的黑煙灰,燃燒物不脫落,形成殘留焦炭,表現(xiàn)出較低的延燃性和煙密度。其極限氧指數(shù)可達(dá)34%一35%,在正常的大氣條件下不會(huì)燃燒,它的自動(dòng)著火溫度為590℃。在氮?dú)鈿夥障拢?00℃以下時(shí)基本無(wú)失重,但超過500℃時(shí)失重開始加劇,失重至起始重量的40%時(shí),重量基本保持不變,直至達(dá)到1000℃的高溫。在空氣中,當(dāng)溫度達(dá)到700℃時(shí)將發(fā)生完全降解。聚苯硫醚纖維的耐熱性還表現(xiàn)在:它在200℃時(shí)的強(qiáng)度保持率為60%,250℃時(shí)約為40%。在250℃以下時(shí),其斷裂伸長(zhǎng)基本保持不變。若將其復(fù)絲置于200℃的高溫爐中,54天后斷裂強(qiáng)度基本保持不變,斷裂伸長(zhǎng)降至初始斷裂伸長(zhǎng)的50%;在260℃下經(jīng)48小時(shí)后,仍能保持纖維初始強(qiáng)度的60%,斷裂伸長(zhǎng)降至初始斷裂伸長(zhǎng)的50%。
聚苯硫醚纖維的主要用途是作工業(yè)上燃煤鍋爐袋濾室的過濾織物。聚苯硫醚纖維織物可長(zhǎng)期地暴露在酸性環(huán)境之中,可在高溫環(huán)境中使用,是能耐磨損的少數(shù)幾種纖維之一,過濾效率較高,用于工業(yè)燃煤鍋爐織物的聚苯硫醚過濾織物,在濕態(tài)酸性環(huán)境中,在接觸溫度為232℃和溫度190℃以下,其使用壽命可達(dá)3年左右。用該纖維制成針刺氈帶用于造紙工業(yè)的烘干上,是較為理想的耐熱和耐腐蝕材料。同時(shí)也可用于制作電子工業(yè)的特種用紙。這種纖維的針刺非織造布或機(jī)織物可用于熱的腐蝕性試劑的過濾,其單絲或復(fù)絲織物還可用作除霧材料。另外,還可用作干燥機(jī)用帆布、縫紉線、各種防護(hù)布、耐熱衣料、電絕緣材料、電解隔膜、摩擦片(剎車用)、復(fù)合材料,也可與碳纖維交織來(lái)增強(qiáng)PPS樹脂,可保持其單向強(qiáng)度。