PPS

Также называется полифениленсульфидом

Полифениленсульфид (PPS) — это высокопрочный инженерный термопласт, известный своей исключительной термостойкостью, химической стойкостью и механической прочностью. Часто используемый в требовательных отраслях, таких как авиационно-космическая, автомобильная и электроника, PPS заполняет пустоту между обычными полимерами и передовыми композитами, делая его идеальным для функциональных деталей, подвергающихся экстремальным условиям.

Что такое PPS?

PPS — полукристаллический полимер с высокой степенью чистоты (до 65%) и термической стабильностью. Его молекулярная структура — состоящая из бензольных колец, связанных атомами серы — придаёт жёсткость, огнестойкость и стойкость к разрушению. Ключевые характеристики включают:

• Термическая стабильность: Температура плавления 280–290°C, при разложении выше 430–460°C на воздухе. Выдерживает длительное использование при 200–220°C и кратковременное воздействие до 260°C1.

• Химическая стойкость: Выдерживает кислоты, щёлочи, растворители и топлива, превосходя материалы, такие как PA (нейлон) и POM1.

• Размерная стабильность: Низкая усадка при формовании (0,15–0,3%) и минимальное поглощение воды (0,05%)1.

Печать PPS: проблемы и решения

PPS требует специализированного оборудования и точной калибровки для эффективного использования своих свойств.

Требования к оборудованию

• Сопло: Полностью металлическая «горячая» часть, способная работать при 300–350°C для обработки высокой температуры плавления PPS.

• Температура стола: Нагреваемый стол при 120–140°C для адгезии (предпочтительны поверхности с PEI или покрытые клеем).

• Камера: Поддерживает температуру в помещении выше 70°C чтобы минимизировать деформацию и растрескивание.

Оптимальные настройки

• Температура сопла: 300–330°C (варьируется в зависимости от добавок композита).

• Скорость печати: 30–50 мм/с для обеспечения сцепления слоёв.

• Ретракция: 1–2 мм при 20–30 мм/с для уменьшения нитей.

• Охлаждающий вентилятор: Отключён или минимален (0–10%), чтобы избежать быстрого охлаждения.

Подготовка материала

• Сушка: Предварительный прогрев филамента при 120°C в течение 4–6 часов для удаления влаги.

• Хранение: Хранить в герметичных контейнерах с осушителем, чтобы предотвратить повторное увлажнение.

Распространённые проблемы

• Деформация (warping): Снижается при использовании закрытых принтеров, высокой температуры стола и кантов/плотиков (brims/rafts).

• Сцепление слоёв: Более высокие температуры сопла и меньшая скорость печати улучшают прочность склеивания.

• Абразивные композиты: PPS, армированный углеродным волокном (например, PPS-CF10), требует закалённых стальных или рубиновых сопел. Не требуется для неармированных смесевых материалов.

Преимущества PPS

1. Термические характеристики: Превосходит PA, PBT и PTFE по термостойкости, подходит для деталей под капотом автомобилей или авиационных компонентов1.

2. Механическая прочность: Предел прочности при растяжении 90 MPa и модуль Юнга 3700 MPa, сопоставимый с PEEK по жёсткости.

3. Огнестойкость: Соответствует стандарту UL94V-0, идеален для электрических корпусов.

4. Химическая стойкость: Устойчив к разрушению под воздействием масел, топлив и промышленных растворителей.

5. Размерная точность: Низкая усадка обеспечивает точную печать для компонентов с жёсткими допусками.

Ограничения PPS

1. Сложность печати: Требует принтеров с высокой температурой и закрытых камер.

2. Стоимость: Дороже, чем PA, ABS или PETG.

3. Хрупкость: Низкая ударная вязкость по сравнению с PA6 или PA12 (28 кДж/м² по методу Шарпи).

4. Постобработка: Ограниченные варианты шлифовки/гладкой отделки; может потребоваться механическая обработка или паровая полировка.

5. Отжиг: PPS необходимо отжигать, чтобы достичь полной прочности и термостойких свойств

PPS против PEEK: сравнительный обзор

Свойство	PPS	PEEK
Предел прочности при растяжении	90 MPa	98 MPa
Модуль Юнга	3700 MPa	3738 MPa
Относительное удлинение при разрыве	8%	9.1%
Термическая стабильность	До 260°C (кратковременно)	До 300°C (кратковременно)
Стоимость	Ниже	Выше
Химическая стойкость	Превосходный	Умеренный

Применение PPS

• Авиационно-космическая промышленность: Кронштейны, воздуховоды и компоненты моторного отсека, требующие термостойкости и химической стойкости.

• Автомобильная промышленность: Детали топливной системы, датчики и крепления под капотом.

• Электроника: Разъёмы, изоляторы и корпуса с огнестойкими свойствами.

• Промышленность: Компоненты насосов, уплотнения и химически стойкие клапаны.

• Медицина: Лотки для стерилизации и неимплантируемые устройства.

Армированные варианты PPS

1. PPS-CF (углеродное волокно): Повышает жёсткость и теплопроводность (например, Polymaker PPS-CF10).

2. PPS-GF (стекловолокно): Улучшает размерную стабильность для прецизионных компонентов.

3. PPS-HT: Высокотемпературные варианты для экстремальных условий.