PPS

Chiamato anche polisolfuro di fenilene

Il polifenilene solfuro (PPS) è un termoplastico tecnico ad alte prestazioni, rinomato per la sua eccezionale stabilità termica, resistenza chimica e resistenza meccanica. Spesso utilizzato in settori esigenti come aerospaziale, automotive ed elettronica, il PPS colma il divario tra i polimeri convenzionali e i compositi avanzati, rendendolo ideale per parti funzionali esposte a condizioni estreme.

Cos'è il PPS?

Il PPS è un polimero semicristallino con un elevato grado di purezza (fino al 65%) e stabilità termica. La sua struttura molecolare - composta da anelli benzenici legati da atomi di zolfo - conferisce rigidità, proprietà ritardanti di fiamma e resistenza alla degradazione. Le caratteristiche principali includono:

• Stabilità termica: Punto di fusione di 280–290°C, con decomposizione sopra 430–460°C in aria. Sostiene l'uso a lungo termine a 200–220°C e esposizioni a breve termine fino a 260°C1.

• Resistenza chimica: Resiste ad acidi, alcali, solventi e carburanti, superando materiali come PA (nylon) e POM1.

• Stabilità dimensionale: Basso ritiro di stampaggio (0,15–0,3%) e assorbimento d'acqua minimo (0,05%)1.

Stampa con PPS: sfide e soluzioni

Il PPS richiede attrezzature specializzate e una calibrazione precisa per sfruttare efficacemente le sue proprietà.

Requisiti hardware

• Ugello: Hotend completamente metallico in grado di raggiungere 300–350°C per gestire il punto di fusione elevato del PPS.

• Temperatura del piano: Piano riscaldato a 120–140°C per l'adesione (preferibili superfici PEI o rivestite con adesivo).

• Camera chiusa: Mantiene temperature ambientali superiori a 70°C per ridurre al minimo deformazioni e crepe.

Impostazioni ottimali

• Temperatura dell'ugello: 300–330°C (varia a seconda degli additivi compositi).

• Velocità di stampa: 30–50 mm/s per garantire l'adesione degli strati.

• Retrazione: 1–2 mm a 20–30 mm/s per ridurre le stringhe.

• Ventola di raffreddamento: Disabilitata o minima (0–10%) per evitare raffreddamenti rapidi.

Preparazione del materiale

• Essiccazione: Preriscaldare il filamento a 120°C per 4–6 ore per eliminare l'umidità.

• Stoccaggio: Conservare in contenitori ermetici con disidratante per prevenire la reidratazione.

Sfide comuni

• Deformazione (warping): Mitigata con stampanti chiuse, alte temperature del piano e brim/raft.

• Aderenza tra gli strati: Temperature dell'ugello più elevate e velocità più lente migliorano il legame.

• Compositi abrasivi: Il PPS rinforzato con fibre di carbonio (ad es. PPS-CF10) richiede ugelli in acciaio temprato o in rubino. Non necessario per miscele non rinforzate.

Vantaggi del PPS

1. Prestazioni termiche: Supera PA, PBT e PTFE nella resistenza al calore, adatto per parti automobilistiche sotto cofano o componenti aerospaziali1.

2. Resistenza meccanica: Resistenza alla trazione di 90 MPa e modulo di Young di 3700 MPa, competendo con il PEEK in rigidità.

3. Proprietà ritardanti di fiamma: Soddisfa gli standard UL94V-0, ideale per involucri elettrici.

4. Durabilità chimica: Resiste alla degradazione da oli, carburanti e solventi industriali.

5. Precisione dimensionale: Il basso ritiro garantisce stampe accurate per componenti a tolleranza stretta.

Limiti del PPS

1. Complessità di stampa: Richiede stampanti ad alta temperatura e camere chiuse.

2. Costo: Più costoso rispetto a PA, ABS o PETG.

3. Fragilità: Resistenza all'impatto inferiore rispetto a PA6 o PA12 (28 kJ/m² impatto Charpy).

4. Post-lavorazione: Opzioni di levigatura limitate; possono essere necessari lavorazione meccanica o lucidatura a vapore.

5. Ricottura: Il PPS deve essere ricotto per raggiungere la sua piena resistenza e le proprietà di resistenza al calore

PPS vs. PEEK: un confronto generale

Proprietà	PPS	PEEK
Resistenza alla trazione	90 MPa	98 MPa
Modulo di Young	3700 MPa	3738 MPa
Allungamento a rottura	8%	9.1%
Stabilità termica	Fino a 260°C (a breve termine)	Fino a 300°C (a breve termine)
Costo	Inferiore	Superiore
Resistenza chimica	Superiore	Moderato

Applicazioni del PPS

• Aerospaziale: Staffe, condotti e componenti del vano motore che richiedono resistenza al calore e ai prodotti chimici.

• Automotive: Parti del sistema di alimentazione, sensori e supporti sotto cofano.

• Elettronica: Connettori, isolanti e involucri ritardanti di fiamma.

• Industriale: Componenti di pompe, tenute e valvole resistenti ai prodotti chimici.

• Medicale: Vassoi per sterilizzazione e dispositivi non impiantabili.

Varianti di PPS rinforzate

1. PPS-CF (Fibre di carbonio): Aumenta la rigidità e la conducibilità termica (ad es. Polymaker PPS-CF10).

2. PPS-GF (Fibre di vetro): Migliora la stabilità dimensionale per componenti di precisione.

3. PPS-HT: Varianti ad alta temperatura per ambienti estremi.