將高強度高模量的增強纖維與 PPS 樹脂複合後，可以改善 PPS 質地脆抗衝擊差的缺點。在提高複合材料性能的同時，也大大降低了生產成本。目前，常用的增強纖維有玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維和芳綸纖維等。
相關研究認為，玻璃纖維在 PPS 基體樹脂中會起到異相成核劑的作用，使PPS 分子圍繞玻璃纖維表面結晶。當複合材料受到外力衝擊時，應力會更好地傳遞給纖維，從而起到增強作用。
王港等[16]通過製備 PPS/GF 複合材料，研究了玻璃纖維和改性聚合物對複合材料力學性能的影響。結果表明，玻璃纖維被 PPS樹脂包覆較少，這是由於基體樹脂與填料的界面結合力弱，當受到外力衝擊時，材料發生脆性斷裂。使用改性聚苯乙烯（PS）對 PPS 進行預增韌後，複合材料的衝擊強度得到了明顯的提高。
陳曉媛等製備了 PPS/GF 複合材料，並對螺杆剪切元件以及玻璃纖維用量對材料力學性能的影響進行了研究，結果表明，增加螺杆剪切塊數量，會增加樹脂和纖維的剪切強度，這可以改善纖維在樹脂中的分散狀態，但也容易在纖維表面造成損傷；而剪切塊組數減少會導致轉矩增大，不利於設備的使用。
碳纖維有質輕、強度高、導電導熱和膨脹係數小的優點，PPS/CF 複合材料在航空航天、軍工等領域應用較多。許多研究針對碳纖維表面活性基團少，樹脂難以潤溼等缺點而展開。張坤等用環氧樹脂四縮水甘油基-4,4′-二氨基二苯醚（TGDDE）塗覆改性 CF，並研究了 TGDDE 用量對 PPS/CF 複合材料力學性能的影響。結果表明：複合材料的衝擊強度隨著 TGDDE 用量的增加逐漸增大。
當TGDDE 用量為 2%時，衝擊強度提高了 24%。結合衝擊斷裂面的掃描電鏡照片可以看出，少量界面改性劑可以使聚苯硫醚樹脂黏附在碳纖維表面，PPS 與纖維間的結合力增大，複合材料的衝擊強度得到了提高。
Yu 等採用模壓法製備了 Kevlar 纖維增強 PPS 複合材料，並對其摩擦性能和耐高溫水煮性能進行了研究。結果表明，加入 Kevlar 纖維後，材料內部形成一層薄且均勻的遷移膜，耐磨性能得到提高。而在 Kevlar 纖維表面接枝引入環氧基團，則可以改善纖維與 PPS 間的界面結合，相同條件下複合材料的耐高溫水煮性能得到提高。
歐陽能等通過分子力學計算的方法解釋了芳綸纖維增強 PPS 的微觀機理：芳綸纖維上引入環氧基團後，複合體系的靜電作用與範德華力均有所提高，界面體系的總能量顯著減小，說明兩組分分子的相互吸引力提高，界面的結構穩定性有所提升。