Mô tả

Nhựa PPS Là Gì? Đặc Tính, Ưu Điểm Và Ứng Dụng

Nhựa PPS là một loại nhựa kỹ thuật hiệu năng cao có tên đầy đủ là Polyphenylene Sulfide, thuộc nhóm polymer bán kết tinh và được sử dụng trong những ứng dụng yêu cầu khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất, chống cháy, ổn định kích thước và độ bền cơ học cao. So với các loại nhựa kỹ thuật thông dụng như PA, PBT hoặc POM, Nhựa PPS có khả năng làm việc trong môi trường khắc nghiệt hơn, đặc biệt ở nhiệt độ cao và môi trường tiếp xúc với hóa chất.

Một đặc điểm đáng chú ý của Nhựa PPS là nền polymer có khả năng chống cháy nội tại. DIC cho biết PPS có nhiệt độ nóng chảy khoảng 280°C, khả năng chịu nhiệt cao, kháng hóa chất tốt và có đặc tính tự dập cháy mà không nhất thiết phải bổ sung chất chống cháy vào polymer nền.

Nhờ những đặc tính này, Nhựa PPS được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như ô tô, xe điện, điện – điện tử, thiết bị công nghiệp, xử lý chất lỏng, năng lượng và các linh kiện kỹ thuật có yêu cầu cao.

Nhựa PPS là gì?

Nhựa PPS có tên tiếng Anh là Polyphenylene Sulfide, thường được viết tắt là PPS. Đây là polymer có cấu trúc gồm các vòng benzene liên kết với nguyên tử lưu huỳnh. Cấu trúc hóa học tương đối đơn giản nhưng tạo ra vật liệu có khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất cao.

PPS thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo bán kết tinh. Vật liệu có thể được gia công bằng các phương pháp như ép phun, đùn và một số công nghệ tạo hình khác tùy theo grade. Celanese cho biết PPS có thể được sử dụng từ ép phun chi tiết thành mỏng đến đúc thổi ở các grade phù hợp.

Trên thị trường, Nhựa PPS không chỉ có một loại duy nhất. Nhà sản xuất có thể phát triển nhiều grade khác nhau bằng cách thay đổi cấu trúc polymer, độ nhớt, chất gia cường và chất độn.

Một số nhóm phổ biến gồm:

• PPS nguyên sinh.
• PPS gia cường sợi thủy tinh GF.
• PPS gia cường khoáng.
• PPS GF/mineral.
• PPS chống cháy.
• PPS chịu nhiệt cao.
• PPS có tính dẫn điện hoặc chống tĩnh điện.
• PPS dùng cho điện – điện tử.
• PPS dùng cho ô tô.
• PPS dùng cho xử lý chất lỏng.

Vì vậy, khi mua Nhựa PPS, cần xác định đúng mã grade thay vì chỉ yêu cầu chung là PPS.

Đặc tính nổi bật của Nhựa PPS

1. Khả năng chịu nhiệt cao

Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của Nhựa PPS là khả năng chịu nhiệt. DIC cho biết polymer PPS có nhiệt độ nóng chảy khoảng 280°C và vật liệu PPS compound có khả năng sử dụng liên tục ở nhiệt độ trên 200°C tùy grade và điều kiện sử dụng.

Celanese công bố Fortron PPS có các grade với nhiệt độ sử dụng lên tới khoảng 240°C. Tuy nhiên, đây không phải là nhiệt độ làm việc chung cho mọi sản phẩm PPS. Nhiệt độ thực tế còn phụ thuộc vào grade, tải cơ học, thời gian tiếp xúc nhiệt, môi trường hóa chất và thiết kế sản phẩm.

Do đó, khi khách hàng hỏi Nhựa PPS chịu nhiệt bao nhiêu độ, cần kiểm tra TDS của chính mã sản phẩm thay vì đưa ra một con số áp dụng cho toàn bộ PPS.

2. Khả năng chống cháy tốt

Nhựa PPS có khả năng chống cháy nội tại nhờ đặc tính của cấu trúc polymer. DIC mô tả PPS polymer có tính tự dập cháy và đặc tính UL V-0 vốn có của polymer. Celanese cũng công bố một số grade Fortron PPS đạt UL94 V-0 và một số grade đạt mức 5VA.

Tuy nhiên, cần phân biệt giữa PPS polymer và từng grade PPS compound thương mại. Khi sử dụng cho sản phẩm yêu cầu UL94, cần kiểm tra đúng chứng nhận hoặc dữ liệu UL của grade, màu và độ dày tương ứng.

UL94 là phép thử đánh giá đặc tính cháy của vật liệu nhựa trong điều kiện phòng thí nghiệm được tiêu chuẩn hóa. Vì vậy, ký hiệu V-0 không có nghĩa vật liệu hoàn toàn không cháy trong mọi điều kiện sử dụng.

Đây cũng là lý do các dòng như PPS GF30 V0 và PPS GF40 V0 được sử dụng nhiều trong các linh kiện điện – điện tử yêu cầu khả năng chống cháy.

3. Kháng hóa chất rất tốt

Kháng hóa chất là một ưu điểm nổi bật của Nhựa PPS. DIC đánh giá PPS có khả năng kháng hóa chất rất cao, chỉ đứng sau nhóm polymer fluorinated trong cách phân loại của hãng.

Celanese cũng cho biết Fortron PPS có khả năng chống lại nhiều loại hóa chất và dung môi trong thời gian dài, kể cả ở nhiệt độ cao.

Đặc tính này giúp Nhựa PPS được lựa chọn cho:

• Linh kiện tiếp xúc dầu.
• Chi tiết tiếp xúc nhiên liệu.
• Van.
• Bơm.
• Housing.
• Linh kiện xử lý chất lỏng.
• Chi tiết trong hệ thống ô tô.
• Thiết bị công nghiệp.

Tuy nhiên, khả năng kháng hóa chất thực tế cần được đánh giá theo từng loại hóa chất, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc và grade PPS.

4. Hút ẩm rất thấp

Nhựa PPS có mức hấp thụ nước thấp, đây là một lợi thế lớn so với một số dòng polyamide.

Celanese công bố Fortron PPS có mức hấp thụ ẩm rất thấp và dữ liệu kỹ thuật của một số grade cho thấy water absorption ở mức khoảng 0,02% theo điều kiện thử nghiệm được nêu trong tài liệu.

Hút ẩm thấp giúp Nhựa PPS có độ ổn định kích thước tốt hơn trong môi trường thay đổi độ ẩm. Điều này đặc biệt hữu ích với connector, linh kiện điện tử chính xác và các chi tiết cần kiểm soát dung sai.

5. Ổn định kích thước tốt

Một trong những lý do Nhựa PPS được sử dụng trong các linh kiện kỹ thuật chính xác là khả năng duy trì kích thước tốt trong môi trường nhiệt và ẩm.

DIC công bố PPS có khả năng duy trì độ ổn định kích thước trong phạm vi điều kiện môi trường rộng. Khi kết hợp với sợi thủy tinh hoặc chất độn vô cơ, vật liệu có thể đạt độ cứng và ổn định kích thước cao hơn.

Đây là ưu điểm quan trọng đối với:

• Connector.
• Housing.
• Cảm biến.
• Terminal.
• Chi tiết điện tử.
• Linh kiện cơ khí chính xác.

6. Độ cứng và khả năng duy trì cơ tính ở nhiệt độ cao

Nhựa PPS có khả năng duy trì độ cứng và độ bền trong phạm vi nhiệt độ rộng. Khi được gia cường bằng sợi thủy tinh, các tính chất cơ học có thể được nâng cao đáng kể.

Ví dụ, Celanese công bố nhiều grade Fortron PPS có mô đun kéo và mô đun uốn cao, trong đó một số grade gia cường đạt mô đun kéo trên 10.000 MPa. Giá trị thực tế thay đổi đáng kể theo grade và hàm lượng chất gia cường.

Vì vậy, Nhựa PPS GF30 và Nhựa PPS GF40 thường được lựa chọn khi sản phẩm yêu cầu độ cứng và ổn định kích thước cao hơn PPS không gia cường.

Nhựa PPS có những loại nào?

Trên thị trường hiện nay, Nhựa PPS có thể được chia thành nhiều nhóm dựa trên thành phần và mục đích sử dụng.

PPS nguyên sinh

PPS không gia cường phù hợp với những ứng dụng yêu cầu khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và tính điện tốt nhưng không nhất thiết cần độ cứng quá cao.

PPS GF30

PPS GF30 được gia cường khoảng 30% sợi thủy tinh theo grade cụ thể. Vật liệu thường có độ cứng và cơ tính cao hơn PPS nguyên sinh.

PPS GF40

PPS GF40 có khoảng 40% sợi thủy tinh theo grade. Đây là nhóm vật liệu được sử dụng cho các chi tiết yêu cầu độ cứng, độ bền và ổn định kích thước cao.

PPS chống cháy V-0

Một số grade Nhựa PPS có khả năng đạt UL94 V-0 theo dữ liệu của nhà sản xuất. Khi sử dụng trong sản phẩm điện – điện tử, cần kiểm tra chính xác grade, màu và độ dày thử nghiệm.

PPS khoáng

PPS có thể được gia cường bằng chất độn khoáng hoặc kết hợp sợi thủy tinh và khoáng. Những grade này có thể được thiết kế để cải thiện độ ổn định kích thước, độ cứng hoặc kiểm soát độ co ngót tùy công thức.

Nhựa PPS được sử dụng ở đâu?

1. Ngành ô tô

Ô tô là một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng của Nhựa PPS.

DIC cho biết PPS được sử dụng trong nhiều linh kiện ô tô nhờ khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất và khả năng thay thế một số vật liệu kim loại hoặc nhựa nhiệt rắn trong các ứng dụng phù hợp.

Các ứng dụng có thể gồm:

• Connector.
• Cảm biến.
• Linh kiện dưới nắp capo.
• Chi tiết hệ thống nhiên liệu.
• Bơm.
• Van.
• Housing.
• Linh kiện hệ thống làm mát.
• Các chi tiết tiếp xúc dầu và dung dịch kỹ thuật.

2. Xe điện EV

Sự phát triển của xe điện cũng mở rộng nhu cầu đối với Nhựa PPS.

Vật liệu có thể được sử dụng trong:

• Connector điện áp cao.
• Linh kiện điện.
• Cảm biến.
• Bộ phận cách điện.
• Housing.
• Linh kiện hệ thống quản lý nhiệt.
• Một số bộ phận trong hệ thống sạc.

Celanese hiện liệt kê electric vehicles và charging technology trong nhóm ứng dụng của Fortron PPS.

3. Điện – điện tử

Đây là một lĩnh vực rất phù hợp với Nhựa PPS nhờ khả năng chịu nhiệt, hút ẩm thấp, ổn định kích thước và đặc tính điện tốt.

Các ứng dụng gồm:

• Connector.
• Terminal.
• Bobbin.
• Housing.
• Socket.
• Linh kiện cách điện.
• Bộ phận của thiết bị điện.
• Linh kiện điện tử chính xác.

Đặc biệt, khả năng chịu nhiệt của PPS có lợi trong những ứng dụng có quá trình hàn không chì hoặc yêu cầu tiếp xúc nhiệt cao. Celanese liệt kê PPS cho các ứng dụng điện, điện tử và soldering không chì.

4. Bơm, van và xử lý chất lỏng

Khả năng chống hóa chất và chịu nhiệt khiến Nhựa PPS phù hợp với một số linh kiện xử lý chất lỏng.

Các sản phẩm có thể bao gồm:

• Pump housing.
• Valve.
• Impeller.
• Sealing components.
• Fluid-handling components.

Nhóm ứng dụng này xuất hiện trong ô tô, công nghiệp, hóa chất và các hệ thống xử lý chất lỏng.

5. Thiết bị công nghiệp

Nhựa PPS được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp khi yêu cầu đồng thời:

• Chịu nhiệt.
• Kháng hóa chất.
• Độ cứng cao.
• Ổn định kích thước.
• Chống cháy.
• Khả năng ép phun chính xác.

DIC hiện định vị PPS cho các ứng dụng công nghiệp và cho biết vật liệu có thể được sử dụng như một giải pháp thay thế kim loại hoặc nhựa nhiệt rắn trong những ứng dụng phù hợp.

Nhựa PPS có ưu điểm gì so với PA66 và PBT?

Khi so sánh Nhựa PPS với PA66 hoặc PBT, cần xem xét từng yêu cầu cụ thể.

Do Nhựa PPS có giá thành cao hơn nhiều loại nhựa kỹ thuật phổ thông, vật liệu thường được lựa chọn khi các yêu cầu về nhiệt, hóa chất, điện hoặc ổn định kích thước không dễ đáp ứng bằng PA66, PBT hoặc các vật liệu thông dụng khác.

Nhựa PPS có đắt không?

So với PA66, PBT, POM hoặc PP, Nhựa PPS thường thuộc nhóm vật liệu có giá trị cao hơn. Nguyên nhân là PPS được sử dụng cho những ứng dụng kỹ thuật đòi hỏi hiệu năng cao và có yêu cầu khắt khe về nhiệt, hóa chất, điện hoặc kích thước.

Tuy nhiên, không nên đánh giá vật liệu chỉ dựa trên giá/kg. Trong một số ứng dụng, Nhựa PPS có thể giúp giảm số lượng chi tiết, thay thế kim loại hoặc nhựa nhiệt rắn và đáp ứng điều kiện làm việc mà vật liệu thông thường khó đáp ứng. DIC cũng mô tả PPS là vật liệu có thể thay thế kim loại và nhựa nhiệt rắn trong nhiều ứng dụng kỹ thuật.

Nhựa PPS có dễ ép phun không?

Nhựa PPS có thể được gia công bằng ép phun, nhưng điều kiện gia công cao hơn nhiều loại nhựa kỹ thuật thông thường.

Do PPS có nhiệt độ nóng chảy khoảng 280°C, máy ép và khuôn phải được thiết lập phù hợp với grade. Các thông số như:

• Nhiệt độ xy-lanh.
• Nhiệt độ khuôn.
• Tốc độ phun.
• Áp suất giữ.
• Thời gian làm nguội.
• Điều kiện sấy.
• Thiết kế cổng phun.
• Thiết kế sản phẩm.

đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Không nên áp dụng một bộ thông số ép phun chung cho tất cả Nhựa PPS. Nhà sản xuất thường cung cấp điều kiện gia công riêng cho từng grade.

Lưu ý khi lựa chọn Nhựa PPS

Khi mua Nhựa PPS cho sản xuất, nên xác định ít nhất các thông tin sau:

1. Mã grade cụ thể.
2. Nhà sản xuất.
3. PPS nguyên sinh hay compound.
4. Hàm lượng sợi thủy tinh hoặc chất độn.
5. Màu sắc.
6. Chỉ tiêu UL94 nếu sản phẩm yêu cầu chống cháy.
7. Nhiệt độ làm việc.
8. Yêu cầu cơ tính.
9. Yêu cầu về tính điện.
10. Môi trường hóa chất.
11. Phương pháp gia công.
12. TDS và SDS của sản phẩm.

Đặc biệt, không nên chỉ yêu cầu “PPS GF40” nếu sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao. Hai grade cùng ghi GF40 vẫn có thể khác nhau về độ nhớt, độ bền, độ co ngót, màu sắc, tính điện và khả năng chống cháy.

Kết luận

Nhựa PPS là một trong những dòng nhựa kỹ thuật hiệu năng cao được sử dụng khi sản phẩm cần khả năng chịu nhiệt, kháng hóa chất, ổn định kích thước, hút ẩm thấp và đặc tính chống cháy tốt. PPS có nhiệt độ nóng chảy khoảng 280°C và một số grade có thể đáp ứng điều kiện sử dụng liên tục trên 200°C.

Từ PPS nguyên sinh, PPS GF30, PPS GF40 đến các grade chống cháy, gia cường khoáng hoặc các grade chuyên dụng, mỗi loại được thiết kế cho một nhóm yêu cầu khác nhau. Vì vậy, lựa chọn đúng mã Nhựa PPS cần dựa trên TDS, điều kiện gia công và môi trường sử dụng thực tế.

Trong các ngành ô tô, xe điện, điện – điện tử, công nghiệp, bơm – van và xử lý chất lỏng, Nhựa PPS tiếp tục là lựa chọn quan trọng cho những ứng dụng cần hiệu năng cao mà các loại nhựa kỹ thuật thông thường khó đáp ứng.

Nếu quý khách hàng đang tìm kiếm nguồn cung nguyên liệu nhựa hoặc cần tư vấn kỹ thuật chuyên sâu, hãy liên hệ ngay với chúng tôi.

Thông tin liên hệ:

• Đơn vị: PTTL Kim Phat Materials

• Sản phẩm:PA6 GF, PA66 GF30, PC/ABS, TPU, PETG., PA46, PC chống cháy,  PPO, PPS and các phụ gia 

• Website: www.pttlkimphat.vn

• Hotline: LIÊN HỆ – PTTL KIM PHÁT – CHUYÊN CUNG CẤP HẠT NHỰA