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Hochleistungskunststoffe - Polyphenylensulfid und Polyarylsulfone

Polyphenylensulfid (PPS)

Auszug aus

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Herausgeber: Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph
10/2013, 883 Seiten, € 49,99
ISBN: 978-3-446-43442-4
S. 589

Polyphenylensulfid (PPS) ist ein teilkristalliner Kunststoff, dessen aromatische Monomereinheiten über Schwefelatome miteinander verbunden sind. Der Werkstoff zeichnet sich durch sehr hohe Wärmeformbeständigkeiten, eine hohe Chemikalienbeständigkeit und Steifigkeit aus. PPS kann als vernetzbarer Duroplast oder als Thermoplast produziert werden, wobei letztere bei weitem die größere Bedeutung haben.

Verarbeitung

Das wichtigste Verarbeitungsverfahren ist das Spritzgießen : Massetemperatur 315 bis 370 °C, Werkzeugtemperatur 25 bis 200 °C. Oberhalb einer Werkzeugtemperatur von 120 °C wird die Formteiloberfläche glatt und glänzend, bei 40 °C wird die höchste Zähigkeit erreicht. Da glasfaserverstärkte Formmassen weniger als 0,05 % Wasser enthalten, ist eine Vortrocknung nur in besonderen Fällen erforderlich, wenn z. B. hydrophile Füllstoffe verwendet werden. Eine Lagerung bis zu 6 h bei 150 °C hat sich in jedem Fall als zweckmäßig erwiesen. Da PPS eine sehr geringe Schmelzeviskosität aufweist, gehören auch die gefüllten Typen zu den leichtfließenden Formmassen, und es können geringe Wanddicken gespritzt werden.

Kraftstoffverteilerleiste aus PPS (Bild: Ticona)

PPS kann auch durch Pressen oder Sintern (z. B. zur Oberflächenbeschichtung) verarbeitet werden. Die Pulver werden vorher durch oxidative Vernetzung auf die erforderliche Schmelzeviskosität gebracht. Arbeitsschritte beim Pressen und Sintern von Formteilen sind: Verdichten in kalten Formen bei 70 MPa, Aufheizen der Form innerhalb einer Stunde auf 360 °C, erneutes Pressen bei 70 MPa, Presszeit 2 min je 2,5 mm Wanddicke, Abkühlen mit weniger als 10 K/h, Entformen bei etwa 150 °C.

Eigenschaften

Thermoplastisches PPS ist schwach verzweigt und deshalb hochkristallin. Die Kristallinität hängt in starkem Maße von der Temperatur-Zeit-Historie bei der thermoplastischen Verarbeitung ab. Die Dauergebrauchstemperatur liegt bei 200 bis 240 °C, die maximale Gebrauchstemperatur bei 300 °C. Lösemittel unter 200 °C sind nicht bekannt, es kann jedoch bei erhöhten Temperaturen angequollen werden. PPS ist gegen Alkalien und nichtoxidierende Säuren beständig, mit Ausnahme von Salzsäure, und wird von Oxidationsmitteln wie Salpetersäure angegriffen. Licht bewirkt bei nicht stabilisierten oder nicht pigmentierten Typen einen oberflächlichen Angriff. Die Gasdurchlässigkeit ist größer als bei anderen teilkristallinen Thermoplasten. PPS ist von Natur aus flammwidrig und erreicht bei 0,4 mm Dicke die Einstufung V0 nach UL 94.

Für das Spritzgießen werden PPS-Compounds mit Verstärkungsstoffen und/oder mineralischen Füllstoffen bevorzugt. Zur Verstärkung werden in erster Linie Glas-, aber auch Kohlenstoff- und Aramidfasern eingesetzt. Als Füllstoffe finden Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Glimmer, Talkum oder Quarz Verwendung. Füllgrade bis 70 Masse-% sind möglich. Die mechanischen Eigenschaften werden stark von der Art und Menge der Zusatzstoffe beeinflusst. Blends mit Fluorpolymeren verbessern die tribologischen Eigenschaften. Leitfähige Compounds sind erhältlich.

Einsatzgebiete

Mikro-Präzisionsspritzgießen, Einkapselung von Chips und anderen Elektronik-Bausteinen, Medizingeräte (wegen der guten Sterilisierbarkeit), Lampen- und Scheinwerfersockel, Pumpengehäuse und andere -Teile, Strukturschaum-Teile, Folien, CF-, AF-, GF-Prepregs.

Auszug aus

Saechtling Kunststoff Taschenbuch

Herausgeber: Erwin Baur, Tim A. Osswald, Natalie Rudolph
10/2013, 883 Seiten, € 49,99
ISBN: 978-3-446-43442-4
S. 589
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