一种高韧性PPS板材的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高韧性PPS板材的制备方法，PPS原料经热压完全熔融后，首先以5～20℃/min的速率降温至230～250℃，然后在加压的条件下立即升温至285～335℃，最后降温使PPS充分结晶固化，制得高韧性PPS板材；PPS原料为PPS薄膜或PPS粉末；制得的高韧性PPS板材的无缺口悬臂梁冲击强度为235.0～254.0J/m，拉伸强度为82.3～84.1MPa。本发明专利技术的一种高韧性PPS板材的制备方法，可以在不添加额外的添加物情况下，仅仅通过结晶结构的调控实现PPS韧性的增强，并且保持强度不发生下降。并且保持强度不发生下降。并且保持强度不发生下降。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性PPS板材的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料加工
，涉及一种高韧性PPS板材的制备方法。

技术介绍

[0002]PPS是第六大工程塑料、第一大特种工程塑料。PPS分子链由苯环与对位的硫原子交替排列而成，分子结构比较简单。组成的特殊性和结构的刚性使得PPS具有优良的热性能、电性能、阻燃性能和耐腐蚀性能，同时还具有良好的力学性能和尺寸稳定性，被广泛应用于电子电器、石油化工、汽车、机器部件、电子元件封装、绝缘薄膜、耐蚀织物等领域。但是PPS缺乏韧性，容易发生断裂，限制了其应用范围。因此提高聚苯硫醚的韧性是非常重要的。
[0003]为了增强聚苯硫醚的韧性，现有技术往往采用物理改性法或者化学改性法：
[0004]物理改性法中往往有三种方法：
[0005](1)通过在PPS中添加弹性体粒子，利用弹性体粒子与基体模量存在的差别，使共混物收在受到冲击时，弹性体粒子作为应力集中点发生形变，在材料内部形成微孔或气穴，降低外部冲击能量，同时引发基体产生剪切屈服或者形成银纹,使基体发生脆韧转变,从而达到增韧的目的；例如：文献1(聚苯硫醚的增强增韧研究[J].塑料工业,2009,37(4):19
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21.)将新型的多官能团弹性体EMG(高摩尔质量乙烯
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马来酸酐
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甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物)添加到玻纤增强的PPS复合材料中，结果表明：弹性体EMG对PPS具有很好的增韧作用，当其质量分数达到12％时，共混体系的缺口冲击强度达到18.2kJ/m2，但拉伸强度有一定程度的下降。
[0006](2)将聚烯烃与PPS共混，在不同高分子链之间引入强的相互作用，使得材料的韧性提高；例如：文献2(Poly(phenylene sulfide)and low
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density polyethylene reactive blends:morphology,tribology,and moldability[J].Polymer Journal,2000,32(4):555
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559)以乙烯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯无规共聚物(PE
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GMA)作为PPS与马来酸酐接枝低密度聚乙烯(LDPE
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g
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MAH)的相容剂，研究发现：PE
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GMA存在于两相界面间，使共混物中的LDPE
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g
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MAH相尺寸明显减小，分散性更好，使缺口冲击强度提高至38J/m,韧性提高了65.2％，但是该方法会导致材料力学性能的降低，降低幅度在4.1％
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13.5％。
[0007](3)PPS与其他特种工程塑料共混，在两相界面间形成半互穿聚合物网络过渡层强化两相界面，改善材料的加工性能，并且提高材料的流变性能与力学性能等；例如：文献3(增韧聚苯硫醚的力学性能和破坏形态[J].高分子材料科学与工程,1994(01):69
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72.)通过把PSF/PEK
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C粉末与PPS粉末在二氯乙烷中搅匀共混再使溶剂在室温下挥发的方式进行物理改性，使PPS的缺口冲击强度冲8.49KJ/m2提升至13.6KJ/m2，但是该方法需要用到二氯乙烷，该溶剂有毒，具潜在致癌性，不适合用于批量化生产；
[0008]化学改性法通过改变PPS的合成办法强聚苯硫醚的韧性，比如合成一种支化程度高的PPS，用以改善线性PPS存在的韧性问题，例如：文献4(超支化聚苯硫醚的合成和应用[J].高分子材料科学与工程,2008,(03):122
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124+128.)等通过制备超支化PPS，使得超支化PPS的链段相互缠结，材料断面表现出韧性断裂形态，而纯PPS表现为脆性断裂形态，因此
韧性得到增强。但是该方法步骤繁琐，需要在合成端进行合成方案的重新设计，另外需要用到大量的化学试剂，如二氯苯、氯磺酸、无水醋酸铅、四氢呋喃等，这将提高生产成本及生产成本。
[0009]综上，物理共混虽然会提升韧性，但是材料的强度会受到影响出现下降，这在材料的应用里是不可被接受的。其次，需要在生产过程中添加额外的材料，增加了生产成本与环境成本。另外，这些技术均只能应用在制备PPS粒料时期。而化学改性法时间长，耗资大，且有一定的难度。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高韧性PPS板材的制备方法。
[0011]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]一种高韧性PPS板材的制备方法，PPS原料经热压完全熔融后，首先以5～20℃/min的速率降温至230～250℃，然后在加压的条件下立即升温至285～335℃，最后降温使PPS充分结晶固化，制得高韧性PPS板材；
[0013]热压熔融后降温的速率会影响结晶温度。如果降温速率低于5℃，结晶温度会升高导致结晶提前完全固结。降温速率高于20℃，结晶温度会降低，导致PPS在230℃无法结晶而无法达到半固结状态。若降温温度高于250℃，材料可能还是粘流态，没有发生结晶。若降温温度低于230℃，材料可能已经充分结晶，无法再通过后续步骤形成球晶微晶共存的结晶形貌；
[0014]高韧性PPS板材的无缺口悬臂梁冲击强度为235.0～254.0J/m，拉伸强度为82.3～84.1MPa。
[0015]作为优选的技术方案：
[0016]如上所述的一种高韧性PPS板材的制备方法，PPS原料为PPS薄膜或PPS粉末。
[0017]如上所述的一种高韧性PPS板材的制备方法，具体步骤如下：
[0018](1)将PPS原料铺入模具中，放入模压机中，在加压的条件下初次升温至290～350℃，使PPS原料完全熔融，并保温保压一段时间；若热压温度小于290℃，PPS无法完全变成熔体，残留部分未熔融部分作为晶核，影响后续的结晶结构。若热压温度大于350℃，PPS可能会出现复杂的热氧化行为，比如交联、降解等，分子链结构变得变化，导致材料性能出现下降；
[0019](2)以5～20℃/min的速率对模具进行降温至230～250℃，使模具中的树脂熔体保持一种半固结的状态；此时材料中有形成了一部分球晶，但整体没有完全完成相的转变，处于一种中间状态；
[0020](3)在加压的条件下对模具进行再次升温至285～335℃，使结晶固化后的PPS发生熔融，并保温保压一段时间；使步骤(2)中形成的球晶熔融形成微小的晶粒和局部有序的区域，成为接下来的结晶成核位点，可以促进PPS在较高的温度下结晶，但是这种促进作用仅存在于步骤(2)中形成球晶的区域。此时，步骤(2)中未结晶的部分不会受到步骤(3)加热过程的影响，依然保持着高分子原始的结晶行为。因此，PPS在步骤(3)形成的熔体中将存在两种分子链拓扑结构不同的区域。若温度大于335℃会使球晶彻底熔融，局部有序区域被分子
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性PPS板材的制备方法，其特征在于：PPS原料经热压完全熔融后，首先以5～20℃/min的速率降温至230～250℃，然后在加压的条件下立即升温至285～335℃，最后降温使PPS充分结晶固化，制得高韧性PPS板材；高韧性PPS板材的无缺口悬臂梁冲击强度为235.0～254.0J/m，拉伸强度为82.3～84.1MPa。2.根据权利要求1所述的一种高韧性PPS板材的制备方法，其特征在于，PPS原料为PPS薄膜或PPS粉末。3.根据权利要求2所述的一种高韧性PPS板材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将PPS原料铺入模具中，放入模压机中，在加压的条件下初次升温至290～350℃，使PPS原料完全熔融，并保温保压一段时间；(2)以5～20℃/min的速率对模具进行降温至230～250℃；(3)在加压的条件下对模具进行再次升温至285～335℃，使结晶固化后...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱姝，周剑锋，任毅，苏佳煜，孙泽玉，阮叙然，李文爽，
申请(专利权)人：上海东华复材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：