?聚苯硫醚PPS的分子結構由苯環與硫原子交互排列，構型整齊，易形成熱穩定性較高的結晶結構。同時，其分子結構使 PPS材料具有了高度穩定的化學鍵特性，苯環結構使PPS具有較大的剛性，而硫醚鍵(-S-)則提供了一定的柔順性。

獨特的分子結構使PPS材料具有很多優于其它工程塑料的性能，例如PPS材料的剛性較高，純PPS的彎曲模量為3.8GPa，增強改性后可以達到12.6GPa。其耐熱性能優異，短期耐熱可以達到 260℃，且能在200~240℃下長期使用。PPS的介電常數及介電損耗角正切值均較低，并且在較大的頻率和溫度范圍內變化較小。另外，其還具有吸水率較低，阻燃性較好，耐化學腐蝕性較好等特性。

PPS材料在力學性能、耐熱、阻燃及電學性能等方面綜合優勢突出，改性PPS材料在電子、精密儀器、汽車、國防、石油化工等領域均有廣泛應用，特別是在近幾年熱門的新能源及5G通訊領域，更利于發揮PPS材料的優勢。

在汽車領域，經過增強改性后的PPS材料具有輕質高強的特性，能夠替代金屬材料，在減輕汽車零部件重量的同時，還能降低采購成本。另外，由于其絕緣耐高溫的特性，在汽車的電氣系統、發動機組件等系統，共計上百種零件中均有應用。近幾年，隨著新能源汽車的發展，PPS材料在汽車領域的應用得到進一步擴展，尤其是在新能源汽車的動力電池模組中，主要應用于電池支架、絕緣蓋板、鋰電池隔膜等領域。

另外，PPS材料的介電常數較低，且在較大的頻率和溫度范圍內差異較小，而5G通訊為了提高數據傳輸速度，采用了極高頻的毫米波波段，導致其在傳播過程中的衰減較大，因此，為了保證信號傳輸速度，減少信號損失，介電性能優異的PPS材料具有較大應用價值。PPS 材料應用主要包括5G通訊設備，數據通訊等智能終端，以及5G衍生行業，如智慧生態物聯網、車聯網等領域。

• PPS 材料在新能源及5G通訊領域的研究進展

1 增強增韌改性

PPS雖然具有眾多優異的性能，但是其脆性較大，沖擊性能較差，因此，PPS材料通常需要經過改性后進行使用。改性方法主要包括熱交聯改性及與其它組分共混改性，具體改性體系包括無機粒子填充、玻纖/碳纖增強、合金共混改性、彈性體增韌等。

關于纖維增強PPS材料的研究較多，其增強機理主要包括2方面: (1) 纖維體系能承載部分載荷，從而避免應力集中; (2)其能吸收沖擊時產生的部分能量，避免已經形成的裂紋進一步擴散。

將不同工程塑料進行共混改性，實現性能互補，也是改性方法之一。如聚亞苯基砜/聚苯硫醚共混物體系，改善了聚亞苯基砜吸水率較高、耐溶劑性較差及PPS抗沖擊性能較差的缺陷，實現了互相補充和完善。

     彈性體增韌塑料

彈性體材料的抗沖擊性能較好，與PPS材料復合后，當材料受到外力沖擊時，作為應力集中點，引發大量銀紋，吸收了大量能量，使復合材料的沖擊性能顯著提升。研究結果表明，添加POE-g-MAH增韌體系后，MAH基團能增強其與PPS及玻纖的界面作用，從而更加有效地吸收沖擊能量。當質量分數為6%時，復合材料的缺口沖擊強度提升25%，是PPS/GF體系的高效增韌改性劑。

2 導熱改性

PPS作為高分子材料，與金屬材料及無機非金屬材料相比，其導熱性能較低，導熱系數普遍低于0.5W/(m·K)。為了滿足特定的應用場景，如新能源汽車動力電池及5G通訊在高頻工作環境下散熱，需要對PPS材料進行導熱改性。

目前，改性方法主要包括采用金屬填料及無機材料進行填充，其中，金屬填料對于導熱性能的提升顯著，但降低了絕緣性能，不適用于需要散熱絕緣的場合。無機填料主要包括氧化物、氮化物、碳化物、無機碳材料等。

對填充型導熱絕緣復合材料而言，其導熱性能主要依賴于聚合物基體和填料之間的協同作用。隨填料含量增加，導熱粒子相互接觸，在基體內部形成導熱網鏈，傳遞熱量，實現提升復合材料的導熱性能。復合材料的導熱性能則主要取決于填料的導熱性，同時也受填料形狀、種類、粒徑尺寸、組分構成等因素的影響。

氧化物及氮化物，如氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、氧化鎂等，導熱性能均較好。采用氧化鎂對PPS材料進行導熱改性，氧化鎂填料含量增加到一定程度，能形成有效的導熱網鏈，導熱系數變化明顯，最高可以達到1.61 W/(m·K)。

氮化硼粉末

氮化物相對而言，是一種更高效的導熱填料，通過先制備BN/PPS核殼結構的復合顆粒，再進行熱壓工藝，可以得到具有三維相分離結構的復合材料。當體系氮化硼含量為40%時，制備的復合材料的導熱率可以達到 4.15 W/(m·K)，與共混方法制備的BN/PPS為2.45W/(m·K)相比，熱導率提高了1.69倍。二維的BN微片在PPS基體中形成了有效的三維導通網絡結構，熱流能夠沿著該通道順利傳輸，提高了其導熱性能。

碳材料，如石墨烯、碳納米管等，也是一種高效的無機導熱填料。Gu等對石墨烯進行處理，然后將其與PPS混合，當功能化石墨烯含量較低時，PPS復合材料的導熱性能明顯提升。當其體積分數為29.3% 時，改性石墨烯在PPS基體中形成了較好的導熱網鏈，復合材料導熱系數最高能達到4. 414 W/(m·K) 。

碳纖維在微觀上是亂層石墨結構，且單層石墨結構主要沿長絲方向排布，因此，在長絲方向具有較好的導熱性能，作為導熱填料時，既可在一定程度上改善導熱通路，也能起到增強作用。以PPS材料為基體，以中間相瀝青基碳纖維為增強材料，當碳纖維含量為20%時，導熱率達最高為1.88 W/(m·K)。

3 低介電改性

常規PPS材料的介電常數一般在3.4~3.5，應用于5G通訊等設備時，為提高傳輸效率，降低損耗，需要對介電性能進一步改進。目前改性的方法主要包括合金共混改性，低介電填料改性，以及通過特殊生產工藝改變材料的微觀拓撲結構與形態。

合金共混改性及低介電填料改性主要是通過加入低介電組分，降低復合體系的介電常數。采用液晶聚合物(LCP)和PPS合金共混，同時添加了增韌相容劑，改善兩者的相容性。制備的復合材料兼具LCP和PPS材料的優良性能，并且在1MHz時，合金體系的介電常數最優可以達到2.5。

另外，通過添加介電常數較低的填料，如空心玻璃微珠及低介電玻纖等，也能有效降低PPS復合材料介電常數，在擠出成型后能夠將PPS介電常數降低到3以下，同時在－40~120℃ 范圍內表現較穩定。將低介電無機填料進行表面偶聯化處理后，可以進一步改善復合材料的強度及介電性能，制備得到的低介電PPS復合材料具有力學性能較高，電氣絕緣性能穩定，加工工藝簡便等特點。

空心玻璃微珠

改變材料微觀拓撲結構主要是通過添加發泡體系或使用微發泡工藝，在材料中引入泡孔結構，提高材料的孔隙率，從而達到降低材料介電常數的目的。在PPS/PES和PPS/PEEK共混物體系中，微孔發泡后，共混物的拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度均增大，介電常數降低。且研究表明，納米孔與微孔材料相比，具有更優異的力學性能，但是對介電性能影響較小。

4 復合膜改性

鋰離子電池隔膜是鋰離子電池的核心部分，主要作用是將鋰電池的正負極分隔開，防止兩極接觸，發生短路，僅允許電解質離子通過。目前，使用較多的是聚烯烴材料隔膜，但是其電解液浸潤性及熱穩定性較差，在高溫時有明顯的收縮熔融現 象。

PPS材料具有良好的熱穩定性及耐化學腐蝕性，適用于對電池性能要求較高的3C及新能源汽車產業，目前改性方法主要包括對PPS隔膜表面涂覆制備復合隔膜，以及原位復合技術。

通過非織造方法將纖維進行隨機排列，形成纖網結構，但制成的無紡布孔徑較大且分布不均勻，需要通過化學或物理方法進行加固成膜，改善無紡布隔膜的透氣率和吸液率。王羅新等將對位芳綸納米纖維懸浮分散液涂覆在熔噴PPS無紡布基膜上，然后進行干燥及熱軋處理，得到一種熔噴PPS無紡布/對位芳綸納米纖維復合隔膜，薄膜孔徑最低可以達到0.1μm，有效解決了無紡布隔膜的孔徑較大及分布不均勻的問題，且能保證隔膜的熱穩定性、離子導電性能及親液性能。

結合產業化開發的成本等因素，在該基礎上進行了改性，以PPS無紡布為支撐材料，聚乙烯基硅氧烷(PVS)為涂覆材料，通過物理涂覆及干燥、熱壓處理，制備了PVS/PPS無紡布復合鋰離子電池隔膜，與傳統的聚烯烴隔膜相比，雖然厚度增加，但是仍具有良好的浸潤性能，較發達的微孔結構，且比聚烯烴隔膜的放電比容量更高。

原位復合隔膜中的有機相能包裹住陶瓷顆粒及纖維，解決了涂層在表面脫落的問題，同時能夠形成均一的開放式孔洞結構，但是由于團聚問題，填料的用量受到了限制。通過將PPS溶解于高沸點溶劑中，配制成均相溶液，然后利用流延機擠出并激冷，得到孔中含有高沸點溶劑的固體PPS多孔膜，再利用低沸點溶劑將PPS多孔膜中的高沸點溶劑浸出，烘干，對烘干的薄膜進行單向或者雙向拉伸，熱定型，冷卻后得到了聚苯硫醚隔膜，熔點較高、破膜溫度高、阻燃性好、厚度較薄，并且提高了鋰離子電池的安全性。

在改性過程中，界面問題、輕質填料復合工藝及填料相應技術存在缺陷等均是制約PPS改性材料性能提升的重要因素，因此，提高PPS材料與其它組分間的相容性，升級優化材料及工藝，進行更多以應用為出發點的研究顯得尤為重要。隨著新能源及5G通訊的深入發展，PPS 材料也將迎來一個更廣闊的發展空間。

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