Разновидности инженерных пластиков. Полифениленсульфид. Часть 3

После извлечения из реакционной смеси полимеризации PPS может быть дополнительно обработан способами, которые модифицируют пригодность полимера для конкретных применений. Эти обработки включают окислительную термообработку (обычно называемую отверждением), способы модификации распределения молекулярной массы PPS (обычно сужение распределения молекулярной массы путем фракционирования) и проведение катионообменных реакций на PPS для изменения присутствующих ионообменных частиц в полимере. Первым коммерчески доступным PPS был полимер Эдмондса и Хилла, который обладал лишь небольшой молекулярной массой. К счастью, полимер обладал присущей ему чертой, которая позволяла ему превращаться в более прочный, более полезный материал просто путем проведения окислительной термической обработки. Это свойство PPS подвергаться изменениям во время термической обработки было отмечено уже на ранних стадиях разработки PPS. До того, как PPS стал коммерческим материалом, Смит и Хандловиц признали, что такие термические обработки могут благоприятно изменять свойства PPS, сохраняя при этом термопластическую природу. Такие окислительные термические обработки были названы отверждением PPS.

Это, конечно, не следует путать с отверждением термореактивных полимеров, которые не обладают способностью к переработке. Отвержденный PPS можно многократно обрабатывать в расплаве с минимальными изменениями свойств или технологичности Отверждение является целенаправленной технологической стадией, на которой полимер нагревают, как правило, под воздействием воздуха, в течение продолжительного времени. Отверждение вызывает несколько изменений в полимере: увеличивается вязкость расплава, увеличивается ударная вязкость, уменьшается кинетика и степень кристалличности, а цвет постепенно темнеет (от белого до желтовато-коричневого, коричневого или черного в зависимости от степени отверждения). Отверждение можно проводить либо в начале (то есть в расплаве), или ближе к концу реакции при температуре плавления кристаллического PPS. Отверждение выше температуры плавления кристаллического обычно выполняется для производства таких изделий, как покрытия.

Общепризнанно, что отверждение PPS приводит к сложной смеси реакций, которые вызывают потерю низкомолекулярных фрагментов, которые могут испаряться во время процесса. Возникает термически индуцированный гомолиз углерод-серных связей, приводящий к образованию арильных и тиильных радикалов, которые могут реагировать с образованием бифенильных разветвленных структур, а также арилтио-метатезис, то есть реакции обмена сульфидов, которые могут сдвигать молекулярно-массовое распределение. Также наблюдается поглощение кислорода и получение окисленных серных остатков. Одно из преимуществ, обеспечиваемых отверждением PPS, состоит в том, что один неотвержденный полимер может давать целое семейство отвержденных полимеров, имеющих различные степени отверждения. Различные отвержденные полимеры PPS могут быть оптимизированы для конкретных применений. Фракционирование включает упорядоченное разделение молекул полимера на основе молекулярной массы, что приводит к образованию фракций, которые имеют различную молекулярную массу. Фракционирование, которое удаляет определенную часть распределения молекулярной массы исходного полимера, приводит к получению полимера-«потомка», который имеет суженное распределение молекулярной массы.

Изменение молекулярно-массового распределения может влиять на свойства полимера, тем самым обеспечивая способ для настройки свойств полимера для конкретного применения. Технология извлечения полимера, используемая для выделения полимера из его реакционной смеси, может влиять на то, происходит ли фракционирование. По меньшей мере два основных класса технологии извлечения полимера были раскрыты в специальной литературе от авторов патентов, которая описывает коммерческие процессы производства. Первый коммерческий процесс извлечения PPS представляет собой процесс мгновенного испарения, имеющий в качестве ключевой стадии адиабатическое удаление большой части растворителя. Полученная реакционная смесь содержит по существу те компоненты, которые не имеют или имеют очень низкую летучесть. Таким образом, благодаря их высокой температуре кипения, олигомерные виды PPS остаются по существу в продукте. Таким образом, восстановление происходит по существу по нефракционирующему типу. Быстрое восстановление остается жизнеспособной техникой восстановления не только для PPS Эдмондса и Хилла с низкой молекулярной массой, но также для PPS Кэмпбелла с более высокой молекулярной массой.