聚苯硫醚(PPS)在機械工業領域的應用

2020-11-29 長先新材

如今,工程塑料在機械零件、部件,設備襯裡、殼體上的應用可謂是非常常見的。塑料不僅具有成本低、色澤佳、比重輕、手感好等優點,還具有良好的機械性能、電氣性能、耐腐蝕性、耐磨性,是非常理想的機械部件結構材料。其中,聚苯硫醚(PPS)更是以其高強度的優秀機械性能、耐磨性而被廣泛應用於機械設備的殼體、結構件、耐磨件及密封材料, 如:泵殼、泵輪、閥、軸承、軸承支架、活塞環及齒輪、滑輪、風扇、流量計部件、法蘭盤、萬向頭、計數器、水準儀等。特別是高溼、強腐蝕的環境下的部件製備,更能夠發揮聚苯硫醚的良好性能。

金屬浪費是目前世界上普遍面臨的一個嚴峻問題,這不僅造成金屬資源浪費,也會對環境形成汙染,而造成金屬浪費的原因之一是金屬受腐蝕損壞。現有的食品機械零部件大多採用不鏽鋼材質,因為不鏽鋼具有延展性好,加工焊接容易,在高溫、低溫條件下強度不易降低,表面光潔方便清洗等優點。但是不鏽鋼的價格昂貴,對比如氯離子(食鹽)等的耐腐蝕性能低,加上機械性能、加工工藝性能不好等不足容易降低機械使用壽命,造成金屬浪費。一般機械中常採用碳鋼和鑄鐵等材料,它們機械性能、加工工藝、熱處理工藝良好,而聚苯硫醚具有耐腐蝕、耐磨損、電氣絕緣性好、抗老化、潤滑密封易實現等特點,最重要的是,聚苯硫醚是一種惰性大的非金屬材料,能夠減少對食品和環境的汙染。如果採用碳鋼和鑄鐵作為金屬基體並在此表面噴塗一層聚苯硫醚,兩者優勢互補,滿足一般機械的常規要求和食品加工的特殊要求。碳鋼和鑄鐵材料和聚苯硫醚的價格相對於不鏽鋼來說也更加便宜,加之能夠減少對機械零件維修保養次數,降低了生產成本。

同樣運用到聚苯硫醚塗層的優良特性從而代替純不鏽鋼金屬部件的還有聚苯硫醚塗層隔膜閥。這種隔膜閥以鑄鐵作為閥殼,工作面採用的是聚苯硫醚塗層,啟閉密封則以聚全氟乙丙烯為隔膜,具有耐高溫耐腐蝕,密封可靠,使用壽命長,維修方便等特點,可以代替造價高,壽命短,材料來源困難的不鏽鋼閥門和不耐高溫,防腐蝕效果不理想的襯膠閥門使用。

閥門|圖片來源於網絡

發動機的冷卻水泵大多是以金屬材料為主,這種材料成本高,做工複雜,在使用過程中容易產生氣蝕現象,導致表面產生許多麻坑直至金屬脫落,這不僅影響發動機的工作效率,減少供水量,還會使水泵在工作中產生噪音和震動。另一方面,水泵的作業環境對選材也有所要求,例如,船用發動機海水泵使用的介質為海水,這就要求泵體、葉輪和進水接盤需要有良好的耐腐蝕性和耐氣蝕性。增韌增強聚苯硫醚具有優良的耐腐蝕性,並且經過350 h 部件臺架和整機考核試驗、6000km 裝車試驗和3000h 裝船試驗後發現水泵葉輪、進水接盤除其表面有水垢變色外, 無氣蝕損傷,符合發動機水泵的使用要求。

水泵|圖片來源於網絡

聚苯硫醚具有良好的耐化學腐蝕性, 比較均衡的物理性、機械性和良好的電絕緣性和抗燃性,代替以酚醛塑料為材料的水泵密封環能夠降低水泵的更換率,減少不必要的體力勞動。此外,聚苯硫醚還是目前世界上三十多種耐高溫塑料中最便宜的。因此,無論在性能上還是價格成本上,聚苯硫醚都更具優勢。

水泵

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參考資料:

1. 塑料在機械工業上的應用;楊允桐。

2. 聚苯硫醚的工業應用;鄭旭華。

3.聚苯硫醚及其在食品機械上的應用;凌蜀媛。

4. 聚苯硫醚塑料塗層隔膜閥;長沙閥門廠。

5. 增韌增強聚苯硫醚在發動機水泵上的應用;屈盛官,楊春兵,孫自樹 薛赤貞。

6. 聚苯硫醚水泵密封環的運用情況;周巨。

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