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Introduzione
Il polifenilene solfuro (PPS) è un materiale termoplastico semicristallino
polimero ingegneristico
composto da anelli benzenici alternati e atomi di zolfo nella sua struttura molecolare, con la formula strutturale -[Ph-S]n- (Ph rappresenta un anello fenilico). Questa combinazione unica di
rigidità e stabilità
ha fatto guadagnare alla PPS il soprannome di “
Oro di plastica
.”
PPS rinforzato con fibra di vetro lunga
Quattro proprietà fondamentali del PPS
1. Resistenza alle alte temperature
Temperatura di deflessione del calore (HDT):
≥260°C (non rinforzato), con una temperatura di utilizzo continuo fino a 220°C.
Resistenza all'invecchiamento termico:
Mantiene l'80% o più della sua resistenza meccanica anche dopo 1.000 ore di esposizione a 200°C.
2. Stabilità chimica
Resistenza alla corrosione:
Il PPS resiste ad acidi, basi e solventi organici (ad esempio benzina, etanolo). Si corrode solo lentamente in ambienti fortemente ossidanti come l'acido solforico o nitrico concentrato.
Resistenza all'idrolisi:
Il PPS mostra un'eccellente stabilità in ambienti con vapore ad alta temperatura e alta pressione, il che lo rende ideale per condizioni estreme quali applicazioni in acque profonde o ambienti industriali chimicamente aggressivi.
3. Prestazioni meccaniche
Elevata rigidità:
Il PPS puro ha un modulo di flessione di circa 3,8 GPa. Se rinforzato con fibra di vetro (ad esempio, PPS GF40), può raggiungere 12-15 GPa, paragonabile a quello delle leghe di alluminio.
Resistenza all'usura:
Grazie al suo basso coefficiente di attrito (0,02-0,03), il PPS prolunga significativamente la durata di vita dei componenti mobili come ingranaggi e cuscinetti, di oltre il 30%.
4. Resistenza alla fiamma e proprietà elettriche
Valutazione della fiamma:
UL94 V-0 con uno spessore di 1,5 mm, senza bisogno di ritardanti di fiamma aggiuntivi.
Rigidità dielettrica:
18–22 kV/mm, il che lo rende un eccellente isolante per componenti elettronici ad alta frequenza.
Indicazioni di modifica e tecniche di elaborazione
Tecnologie di modifica
Modifica | Additivi chiave |
Miglioramenti delle prestazioni
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Applicazioni tipiche
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Grado rinforzato
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Fibra di vetro o fibra di carbonio
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Resistenza agli urti migliorata, modulo di flessione aumentato |
Parti strutturali automobilistiche, alloggiamenti elettronici |
Grado resistente all'usura
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PTFE / Grafite
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Coefficiente di attrito ridotto (0,01–0,02)
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Cuscinetti, componenti di tenuta |
Grado conduttivo
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Fibra di carbonio / polvere di metallo
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Resistività superficiale inferiore (10³–10⁶ Ω)
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Componenti elettronici antistatici
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Grado resistente agli agenti chimici
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Particelle nanoceramiche
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Maggiore resistenza agli acidi e agli alcali forti
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Rivestimenti per reattori chimici
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Ampie applicazioni del PPS in vari campi
1. Elettronica ed industria elettrica
Imballaggio dei semiconduttori:
Grazie all'elevata resistenza al calore (>260°C), il PPS garantisce un'eccellente protezione dei chip dai danni causati dallo stress termico della saldatura, come avviene negli alloggiamenti delle CPU.
Connettori ad alta frequenza:
Grazie al basso assorbimento di umidità (<0,05%), il PPS garantisce stabilità del segnale anche in ambienti umidi, rendendolo ideale per l'uso in stazioni base 5G e smartphone.
2. Industria automobilistica
Componenti del motore:
Il PPS resiste a temperature elevate fino a 220 °C ed è adatto per l'uso in alloggiamenti di turbocompressori, iniettori di carburante e altri segmenti. Può sostituire i metalli e ridurre il peso dei componenti fino al 40%.
Tendenza all'elettrificazione:
Grazie alle sue intrinseche proprietà ignifughe in condizioni di alta tensione, il PPS è applicabile negli isolatori delle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici, nei supporti dei moduli batteria e in altri componenti che richiedono un'elevata resistenza alla fiamma.
3. Aerospaziale
Componenti strutturali leggeri:
Il PPS ha una densità di 1,34 g/cm³, che offre una riduzione del peso fino al 50% rispetto alle leghe di alluminio standard. È adatto per applicazioni leggere come staffe interne per aeromobili e radome per satelliti.
Resistenza alle radiazioni:
Grazie alla sua capacità di resistere ai raggi cosmici e alle estreme variazioni di temperatura, il PPS può essere utilizzato come materiale di substrato per i circuiti stampati delle navicelle spaziali.
4. Protezione ambientale e industria chimica
Tubazioni resistenti alla corrosione:
Nelle condotte chimiche che trasportano acido cloridrico concentrato e solventi organici, i tubi in PPS offrono una durata doppia rispetto a quella dell'acciaio inossidabile.
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