PPS

Aussi appelé polysulfure de phénylène (PPS)

Le polyphénylène sulfure (PPS) est un thermoplastique d'ingénierie haute performance réputé pour sa stabilité thermique exceptionnelle, sa résistance chimique et sa résistance mécanique. Souvent utilisé dans des industries exigeantes telles que l'aérospatiale, l'automobile et l'électronique, le PPS comble l'écart entre les polymères conventionnels et les composites avancés, ce qui le rend idéal pour des pièces fonctionnelles exposées à des conditions extrêmes.

Qu'est-ce que le PPS ?

Le PPS est un polymère semi-cristallin avec un degré de pureté élevé (jusqu'à 65 %) et une stabilité thermique. Sa structure moléculaire — composée d'anneaux benzéniques liés par des atomes de soufre — confère rigidité, propriétés ignifuges et résistance à la dégradation. Les caractéristiques clés incluent :

• Stabilité thermique: Point de fusion de 280–290°C, avec décomposition au-dessus de 430–460°C dans l'air. Supporte une utilisation à long terme à 200–220°C et une exposition courte allant jusqu'à 260°C1.

• Résistance chimique: Résiste aux acides, aux alcalins, aux solvants et aux carburants, surpassant des matériaux tels que PA (nylon) et POM1.

• Stabilité dimensionnelle: Faible retrait de moulage (0,15–0,3 %) et absorption d'eau minimale (0,05 %)1.

Impression avec le PPS : défis et solutions

Le PPS exige un équipement spécialisé et un calibrage précis pour exploiter efficacement ses propriétés.

Exigences matérielles

• Buse: Hotend tout métal capable de 300–350°C pour gérer le point de fusion élevé du PPS.

• Température du plateau: Plateau chauffant à 120–140°C pour l'adhésion (préférence pour PEI ou surfaces enduites d'adhésif).

• Enceinte: Maintenir des températures ambiantes supérieures à 70°C pour minimiser le gauchissement et les fissures.

Paramètres optimaux

• Température de buse: 300–330°C (varie selon les additifs composites).

• Vitesse d'impression: 30–50 mm/s pour assurer l'adhésion entre les couches.

• Rétraction: 1–2 mm à 20–30 mm/s pour réduire les fils.

• Ventilateur de refroidissement: Ventilation désactivée ou minimale (0–10 %) pour éviter un refroidissement rapide.

Préparation du matériau

• Séchage: Préchauffer le filament à 120°C pendant 4–6 heures pour éliminer l'humidité.

• Stockage: Conserver dans des contenants hermétiques avec dessicant pour éviter la réhydratation.

Défis courants

• Gauchissement: Atténué par des imprimantes fermées, des températures élevées du plateau et des bords/rafts.

• Adhésion des couches: Des températures de buse plus élevées et des vitesses plus lentes améliorent la liaison.

• Composites abrasifs: Le PPS renforcé en fibres de carbone (par ex., PPS-CF10) nécessite des buses en acier trempé ou en rubis. Non requis pour les mélanges non renforcés.

Avantages du PPS

1. Performance thermique: Surpasse le PA, le PBT et le PTFE en résistance à la chaleur, adapté aux pièces sous le capot automobile ou aux composants aérospatiaux1.

2. Résistance mécanique: Résistance à la traction de 90 MPa et module d'Young de 3700 MPa, rivalisant avec le PEEK en rigidité.

3. Propriétés ignifuges: Conforme aux normes UL94V-0, idéal pour les boîtiers électriques.

4. Durabilité chimique: Résiste à la dégradation provoquée par les huiles, les carburants et les solvants industriels.

5. Précision dimensionnelle: Le faible retrait garantit des impressions précises pour des composants à tolérances serrées.

Limites du PPS

1. Complexité d'impression: Nécessite des imprimantes haute température et des chambres fermées.

2. Coût: Plus coûteux que le PA, l'ABS ou le PETG.

3. Fragilité: Résistance aux chocs inférieure comparée au PA6 ou PA12 (impact Charpy 28 kJ/m²).

4. Post-traitement: Options de lissage limitées ; l'usinage ou le polissage à la vapeur peut être nécessaire.

5. Recuit : Le PPS doit être recuit afin d'atteindre sa pleine résistance et ses propriétés résistantes à la chaleur

PPS vs. PEEK : aperçu comparatif

Propriété	PPS	PEEK
Résistance à la traction	90 MPa	98 MPa
Module d'Young	3700 MPa	3738 MPa
Allongement à la rupture	8%	9.1%
Stabilité thermique	Jusqu'à 260°C (court terme)	Jusqu'à 300°C (court terme)
Coût	Baisser	Plus élevé
Résistance chimique	Supérieur	Modéré

Applications du PPS

• Aérospatiale: Supports, conduits et composants de compartiment moteur nécessitant résistance à la chaleur et aux produits chimiques.

• Automobile: Pièces du système d'alimentation, capteurs et supports sous le capot.

• Électronique: Connecteurs, isolants et boîtiers ignifuges.

• Industriel: Composants de pompe, joints et vannes résistantes aux produits chimiques.

• Médical: Plateaux de stérilisation et dispositifs non implantables.

Variantes de PPS renforcé

1. PPS-CF (fibre de carbone): Améliore la rigidité et la conductivité thermique (par ex., Polymaker PPS-CF10).

2. PPS-GF (fibre de verre): Améliore la stabilité dimensionnelle pour les composants de précision.

3. PPS-HT: Variantes haute température pour environnements extrêmes.