ポリフェニレンサルファイドは、新しいタイプの機能性エンジニアリングプラスチックです。分子はp-フェニレンサルファイドの繰り返し構造単位を含み、分子の主鎖にはフェニレンサルファイドが含まれています。分子量は10,000～50,000です。ポリフェニレンサルファイドは、結晶融点を持たない直鎖または分岐鎖ポリマーです。架橋前は直鎖構造ですが、架橋後は熱硬化性構造となり、十分に加熱・冷却することである程度軟化します。
ポリフェニレンスルフィドは、強極性溶媒中で硫化ナトリウムとジクロロベンゼンから重縮合して得られる。製造方法には、マイケル法、パラハロゲン化チオフェネート自己縮合法、芳香族ポリハロゲン化物とアルカリ金属硫化物溶液重縮合法などがある。
ポリフェニレンサルファイドの相対密度は1.36で、樹脂は白色の粉末または顆粒で、硬くて脆く、結晶性が高く、溶融粘度が強い。ポリフェニレンサルファイドには、低分子量と高分子量という2種類の分子量があります。メルトフロー値が高いため、直接成形することが難しいため、スプレー成形に加えて、成形時に一定の架橋反応を起こす必要があり、また、射出成形、成形、押し出し成形用のガラス繊維または無機樹脂を一定量混合する必要があります。充填材に。高分子量ポリフェニレンサルファイドは架橋する必要がなく、プラスチック製品の加工に直接使用できます。
PPSは、対称的な剛性骨格を持ち、パラ置換ベンゼン環と硫黄原子の繰り返し構造を持つ結晶性ポリマーです。PPSは、高性能で最大280℃の高融点を有する特殊なエンジニアリングプラスチックであり、金属代替材料として利用可能です。図1に示すように、ポリマー性能ピラミッドの頂点に位置しています。そのため、PPS樹脂の優れた性能を基盤として、要求の厳しいエンジニアリングプラスチックプロジェクトの材料要件を満たすことができます。
1.高性能ポリフェニレンサルファイド樹脂の特性
1. 高性能PPS樹脂は、高硬度の結晶性ポリマーです。結晶含有量は約65%で、結晶化速度が速く、流動性に優れ、成形サイクルが短いという特徴があります。
2. 優れた耐熱性。融点は275～291℃、熱変形温度は135℃、ガラス繊維強化後の熱変形温度は260℃に達します。空気および窒素中におけるポリフェニレンサルファイドの初期および弱化温度は約400℃で、空気中では700℃で分解しますが、不活性ガス中では1000℃でも重量の40%を維持できます。長期使用温度は200～240℃で、ガスバリア耐熱性と長期連続使用熱安定性は、現在のあらゆるエンジニアリングプラスチックを凌駕しています。
3. 優れた機械的特性を有し、剛性が非常に高く、表面硬度も高く、高湿度環境下でも剛性の低下が少なく、耐クリープ性、耐疲労性、耐摩耗性に優れています。フッ素樹脂や炭素繊維などの潤滑剤を充填することで、耐摩耗性を大幅に向上させることができます。
4. 優れた耐食性と耐薬品性を有し、強酸化酸（濃硫酸、硝酸など）に加え、その他の酸、アルカリ、塩類の腐食にも耐え、200℃以下のあらゆる有機溶媒には不溶です。耐食性はポリテトラフルオロエチレンとほぼ同等です。さらに、PPSは耐候性、耐放射線性にも優れており、強力な紫外線、ガンマ線、中性子線を複数回照射しても性能に影響しません。
5. 吸水率（わずか0.008%）と吸油率が低く、成形収縮率と線膨張係数が小さいため、製品の寸法が安定し、変形も少なく、湿気、油分、腐食性ガスなどの環境下でも寸法安定性を維持できるため、精密成形に適しています。
6. 優れた電気特性。高性能PPS樹脂は、高温高湿下でも体積抵抗率の変化が少なく、誘電率も温度や周波数による変化が小さいという特長があります。また、イオン性不純物の含有量が少なく、260℃のはんだ槽への浸漬も可能なため、電子部品の表面はんだ付けや熱衝撃にも耐えることができ、電気性能に対する要求が極めて高い製品に適しています。高抵抗率と低誘電率を両立しています。
7. 高性能PPS樹脂は、溶融粘度が極めて低く、流動性に優れています。ガラス繊維と濡れやすく接触しやすいため、充填性に優れています。この樹脂を用いて製造されたガラス繊維またはガラス繊維無機フィラー強化射出成形ペレットは、高い耐衝撃性、耐曲げ性、延性を備えています。
8.高性能PPS樹脂は、ガラス、アルミニウム、ステンレスなどに対する接着強度が非常に高く、ガラスに対する接着強度はガラスよりもさらに優れています。
2. エンジニアリングプラスチックの種類の概要
エンジニアリングプラスチックは、構造材料として長期間の機械的ストレスに耐えることができ、広い温度範囲と厳しい化学的および物理的環境で使用できるプラスチック材料の一種です。エンジニアリングプラスチックは、一般的なプラスチックと比較して、機械的特性、電気的特性、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性、寸法安定性などに優れており、金属材料と比較して軽量で複雑な製品設計に便利、成形時のエネルギー消費が少ないなどの利点があります。エンジニアリングプラスチックは、電子、建設、自動車、機械、航空宇宙などの産業分野で広く使用されています。エンジニアリングプラスチックは、量、性能、適用範囲に応じて、汎用エンジニアリングプラスチックと特殊用途エンジニアリングプラスチックの2つのカテゴリに分類されます。
その中で、一般的なエンジニアリングプラスチックには、主にナイロン（PA）、ポリカーボネート（PC）、ポリオキシメチレン（POM）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリフェニレンオキシド（PPO）などが含まれます。ポリメチルメタクリレート（PMMA）は、急速に成長しているプラスチックの用途です。
3. 高性能PPS樹脂のエンジニアリングプラスチックへの応用
PPS成形材料はエンジニアリングプラスチックとして多くの優れた特性を有し、金属や熱硬化性樹脂などの代替が可能であることなどから、さまざまな分野で幅広く利用されています。
（１）自動車部品への応用
自動車部品への応用は、PPSの将来的な最も広範な用途分野です。図2に示すように、PPSは電動駆動ユニット部品に応用されています。PPSは優れた連続耐熱性、耐薬品性（ガソリン、エンジンオイルなど）を備えているだけでなく、
現在、PPSは従来の金属部品やフェノール樹脂の代替に加え、新用途部品への適用が加速しています。特に、エンジン関連機器を中心とした駆動、ブレーキ、燃料、照明、冷却部品、そしてこれらの機器を制御する制御部品において、PPSの適用が進んでいます。
（２）住宅設備・OA・精密機器への応用
住宅設備機器の中でも、給湯器などの水回り機器には「超硬質PPS（GF40%）」が多く採用されています。これは、「超硬質PPS（GF40%）」がPPSの耐熱水性に加え、耐圧性と優れた靭性といった特性も備えているためです。従来の真鍮に代表される金属材料や異形PPE材料に徐々に取って代わりつつあります。
「変性PPS（30%GF）」は、低結晶性のため寸法精度に優れ、精密機器部品に適しています。また、優れた低摩擦・低摩耗性も備えているため、ギアやベアリングなど、摺動特性に特別な要求がある用途にも適しています。
レーザー複写機やプリンターなどでは、耐熱性や固定性といった特性に加え、ギアやベアリングなどの摺動部や導電性といった特殊な用途にも幅広く利用されています。中でも住宅設備・OA機器・精密機器へのPPSの応用が注目されています。
（３）電気・電子部品への応用
PPSは、高い耐熱性、精密成形性、SMT工程における寸法安定性に加え、難燃剤を添加することなくUL-94V-0に達する高い難燃性も備えています。これらの特性は、コネクタに代表される電気・電子部品の成形に最適な材料と言えます。主にガラス繊維強化/非強化架橋型PPSやリニアPPS低バリタイプが用いられており、PPSの一般的な特性と適切な成形性を兼ね備え、コネクタなどの高度で複雑な成形品に適しています。
さらに、ガラス繊維／ミネラル充填架橋PPSおよびリニアPPSは、寸法安定性や剛性といった要件が求められる光オシロスコープに適しています。超低圧成形可能なPPSは、マイクロコイルや電子部品の封止に適しています。
（4）機械産業および化学産業への応用
近年、PPSは化学的に改質され、ガラス繊維、鉱物充填剤、または炭素繊維と混合されて複合材料を形成し、機械産業や化学産業でも広く使用されています。
（５）リチウム電池分野への応用
リチウム電池とは、電気化学システムにリチウムを含む電池を指します。リチウム金属は比較的活性な化学的性質を持つため、その加工における環境要件が非常に高く、そのためリチウム電池は大規模に使用されていません。情報化時代の到来とともに、小型、軽量、高信頼性、高速動作を特徴とするマイクロエレクトロニクス技術が発展・成長しました。機器の小型化・高度化が進むにつれて、電池への要求も高まっています。リチウム電池は普及段階に入っています。ポリフェニレンサルファイド（PPS）は、耐熱性、絶縁性、電気特性などの優れた特性を備えており、リチウム電池分野の材料要件を満たし、リチウム電池の「親密な仲間」となっています。
（6）環境保護分野への応用
廃ガスおよび廃ダストの主な排出源は、製鉄所、廃棄物焼却炉、火力発電所、セメント工場、カーボンブラック工場などです。発生する廃ガスおよび廃ダストは、高温、高湿度、腐食などの問題を抱えており、除塵材には優れた耐高温性と耐腐食性が求められます。
繊維グレードPPSは高い熱安定性を有し、200～240℃の高温下で連続使用が可能です。260℃の高温に1000時間さらされても、強度の60%を維持します。PPSの耐食性は、「プラスチックの王様」として知られるポリテトラフルオロエチレンと同等です。難燃性に関しては、PPS繊維製品は不燃性であり、難燃剤を添加することなくUL-94V-0規格に適合しています。そのため、PPS繊維製品を上記の分野に応用することで、集塵装置の耐用年数を大幅に向上させることができます。その中でも、最も広く使用されているのは集塵バッグです。
高性能ポリフェニレンサルファイド樹脂は、電子機器、建設、自動車、機械、航空宇宙などのエンジニアリングプラスチックプロジェクトで広く使用されていますが、PPS成形操作を実行する際には次の点に注意する必要があります。
（１）予備乾燥。ペレットを高温で乾燥させたり、必要以上に長く乾燥させたりすると、色相や流動性に変化が生じます。
（2）バレル温度を設定します。適切なバレル温度は通常300～340℃に設定し、350℃以上に加熱しないでください。特にPTFE（フッ素樹脂）を混合した製品の場合は、290～320℃の温度範囲で、330℃を超えないようにしてください。
（３）バレル内での滞留時間。通常、300℃では60分以内、320℃では30分以内に設定される。
（4）樹脂の分解などが発生した場合は、バレル内の残留樹脂を排出するためにバレル温度を下げる必要があります。成形を停止する際は、シリンダー内の残留樹脂を排出した後、ヒーターの電源を切ってください。
