Torelina PPS A515

    聚苯硫醚(PPS)是一種耐高溫、耐化學腐蝕、阻燃的高性能材料，其纖維制品可廣泛應用于高溫過濾、化學防護等領域。通過納米填料熔融復合技術，可顯著提高PPS材料及其纖維的綜合性能。聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)是一種分子主鏈結構為硫和芳基結構交替連接的一種高分子聚合物.

    日本東麗 Torelina A515 PPS纖維一般為米黃色，具有一定的光澤度。PPS樹脂的性質(如分子鏈結構、對分子質量、分子量分布等) 與加工參數(紡絲溫度、熱牽伸與熱定型溫度等) 直接影響其纖維制品的綜合性能。日本東麗 Torelina A515 PPS加工成纖維后，仍然有其樹脂先天的性能。具有極高的熱穩定性。PPS的熔點高達285℃ ，熱變形溫度高達260℃ 。PPS纖維可以在180℃左右的條件下長期連續使用 。具有優異的耐化學腐蝕性。在高溫下，放置于強氧化劑(如濃硫酸、濃硝酸和鉻酸)以外的酸、堿和鹽中一周后仍能保持原有的拉伸強度；它還具有很好的耐有機試劑的能力，如在氯仿等有機溶劑中，在沸點下放置一周后其強度仍不會發生變化 。具有先天的阻燃性能，其極限氧指數(LOI)大于35。*后，PPS纖維還具有低吸濕性和沸水收縮率的性能。PPS具有許多優異的性能，但其紫外光穩定性差，在太陽光下易發生交聯降解 、黃化 ，這嚴重限制了PPS纖維的應用領域。PPS纖維的力學性能、耐磨性和耐熱性能仍需提高，以適應于市場需求。

    通過加入納米填料制備納米復合PPS及其纖維，提高其紫外光穩定性、熱穩定性、結晶性能、力學性能和耐磨性等。納米填料主要包括納米氧化物(碳氧化物)、納米碳和納米金屬化合物等。納米氧化物(碳氧化物)有二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣和二氧化鈰等；納米碳主要有多壁碳納米管、碳纖維、炭黑等；納米金屬化合物有二硫化鎢、氧化銅等。

   日本東麗 Torelina A515 PPS紫外光穩定性

    PPS在紫外光照射下以及受空氣中氧氣分子的協同作用，PPS中的硫醚鍵容易發生斷裂，分子鏈發生交聯降解，降解成一系列復雜結構的產物(如聯苯結構、硫化物等)。這使得PPS纖維制品變硬變脆，力學性能急劇下降。還會造成PPS纖維從米黃色變為黑褐色，并且嚴重降低日本東麗 Torelina A515 PPS纖維的使用壽命 。必須通過改性的方法，提高PPS的紫外光穩定性。目前，對于PPS纖維紫外光穩定性的研究與應用，主要集中于添加有機?或無機紫外光穩定劑。有機紫外光穩定劑具有良好的紫外光吸收和自由基猝滅性能，PPS纖維的加工溫度高，以及有機小分子的遷移特性，極大地限制了其在PPS纖維中的應用。無機納米填料以其優良的紫外光吸收與屏蔽性能和耐溶劑性，常用于高分子材料的紫外光改性研究中。

    通過加入1．5％互配體系的紫外光穩定劑，制備出日本東麗 Torelina A515 PPS復合纖維。紫外光老化實驗研究結果表明，復合PPS纖維比純PPS纖維顏色變深程度明顯降低，紫外光穩定性顯著提高。納米二氧化鈦具有寬頻的紫外光散射性能，在紫外光波長為387 nm左右具有較強的紫外吸收峰，與紫外吸收峰在340 nm左右的苯并三唑相互協同，吸收和屏蔽太陽光中的大量紫外光而降低PPS纖維的紫外光降解程度，賦予長時間的紫外光穩定性

改性后的納米復合纖維比純日本東麗 Torelina A515 PPS纖維表面裂紋明顯減少。證明了納米二氧化鈦具有提高PPS纖維紫外光穩定性的效果。納米二氧化鈦固有的光催化活性，在一定條件下容易導致PPS降解。，納米炭黑由于具有自由基猝滅基團，可以阻礙高溫斷裂產生的自由基與大分子鏈反應，也具有提高PPS耐熱性能的效果

    炭黑質量含量為1．5％ 時，經紫外光照射192 h后，與純PPS纖維相比，其斷裂強度保留率和斷裂伸長保留率大幅提高，分別為30．3％ 和41．4％ ，抗紫外光老化性能得到了改善。這是由于炭黑對紫外光具有較強的吸收，可以減少紫外光對PPS纖維的破壞，炭黑表面還具有多種猝滅基團，可以猝滅單線態氧和鏈自由基，并防止PPS斷鏈端自由基與基體反應，交聯降解。由于炭黑改性的PPS長絲為黑色，不利于后期染色，其應用范圍受到很大的限制。作者課題組 還在PPS基體中加入納米二氧化鈰，熔融紡絲制備納米復合纖維。其中，在光照條件下，納米二氧化鈰加速了PPS分子鏈的交聯作用，使纖維保持一定的動態機械性能。增強力學強度的交聯作用可能降低基體的斷裂伸長率，作為復合纖維應用，還需研究。

目前，對于PPS紫外光穩定性的研究，并沒有完全降低紫外光對PPS的影響，PPS纖維的光照下使用壽命還需提高，PPS固有的黃化、深色化還需解決，才能拓寬PPS纖維的應用領域(如服用紡織品、民用或軍用工業紡織品)。