PPS滤料机械性能测试研究

卞思思，刘晓培，毛 宁，柳静献，常德强，孙 熙

（1.东北大学滤料检测中心，沈阳 110004；2.深部金属矿山安全开采教育部重点实验室，沈阳 110004；3.辽宁万益职业卫生技术咨询有限公司，沈阳 110015）

1 引言

工业应用不断推动着纤维和非织造材料在化学加工、污染控制以及其他领域达到新的水平。聚苯硫醚（Polyphenylene Sulfide，简称PPS），是一种主链结构为硫和苯环交替相连的线性高分子聚合物, 其以优异的力学性能和热稳定性、良好的阻燃性和电绝缘性、出色的耐化学腐蚀性和耐辐射性，被广泛应用于电子、机械、汽车、环保、化工、纺织服装、航空航天等领域，已成为高性能滤料应用领域的中流砥柱。聚苯硫醚与聚丙烯相比, 可在更高的温度、更强的腐蚀性环境下工作, 常用来生产耐久纤维。聚苯硫醚纤维与芳纶及其他相对成本较高的高性能树脂以及不锈钢、陶瓷、玻璃等非聚合物相比，具有更好的性价比。

滤料是否能长时间有效使用，必须要保证滤料阻力长期稳定在可用范围内，最关键的是保证滤料长时间不发生破损。而滤料长时间不发生破损，一是取决于其在所受化学和热作用下，强度的降低能保持在允许的强度范围内；二是取决于其受到的机械作用力长期处于稳定并在可承受范围内。在滤料投入使用之前，生产厂家及研究机构都会对其进行相关指标的测试。本文针对PPS滤料机械性能测试时不同尺寸的选取，研究了其对滤料机械性能的影响情况。

2 实验方案

本实验研究PPS滤料样品的选取尺寸大小对其滤料机械性能测试数值的影响，应用Instron电子强度机对其进行强度试验，以滤料的断裂强度和断裂伸长率作为检验指标。

实验内容分为两部分：

（1）对相同宽度（50mm）不同长度（100mm、200mm、300mm）滤料的机械性能数值测试；

（2）对相同长度（200mm）不同宽度（20mm、30mm、40mm、50mm）滤料的机械性能数值的测试。

实验样品由厚度均匀的PPS滤料卷裁剪而得，试样样条剪取采取平行法，每组经向和纬向各5条，试样夹持长度为200mm（注：常规实验中大多选取长200mm，宽50mm作为标准）。

3 实验数据及结果分析

3.1 实验选取滤料的长度对其机械性能测试结果的影响

相同宽度不同长度PPS滤料断裂强力情况见表1、图1。相同宽度不同长度PPS滤料断裂伸长率情况见表2、图2。

表1 不同长度PPS样品断裂强度

图2 不同长度PPS样品断裂伸长率情况

由表1及图1可以看出，相同宽度不同长度的PPS滤料经向断裂强度随着长度的增大呈现出可以忽略的减小；纬向断裂强度减小的速度稍大。说明测试样品时，样品长度的选取对断裂强度测试影响不大。

由表2及图2可以看出，相同宽度不同长度的PPS滤料经向与纬向的断裂伸长率都是随着长度的增加而增大的，且同比增量相等，符合拉伸中的力学规律：断裂伸长率=（△L/L）×100% 。说明测试样品时，样品长度的选取对断裂伸长率无明显影响。

3.2 实验选取滤料的宽度对其机械性能测试结果的影响

相同长度不同宽度PPS滤料断裂强度情况见表3、图3。相同长度不同宽度PPS滤料断裂伸长率情况见表4、图4。

表3 不同宽度PPS样品断裂强度

图3 不同宽度PPS样品断裂强度对比

表4 不同宽度PPS样品断裂伸长率

图4 不同宽度PPS样品断裂伸长率对比

由表3及图3可以看出：相同长度不同宽度的PPS滤料经向与纬向断裂强度数值都是随着宽度的增加而增大，且能够发现，断裂强度的增量同比相等。说明测量时设定样品的宽度越大，强度越大，且按照比例增加。

由图4可以看出：相同长度不同宽度的PPS滤料经向与纬向断裂伸长率随着宽度的增加变化趋势不十分明显；结合表4可以说明：拉伸长度一定时断裂伸长率不随宽度变化。

4 结论

通过对比实验研究实验样品的尺寸设定对于PPS滤料机械性能测试数值的影响，得出如下结论：

（1）相同宽度不同长度的PPS滤料经向断裂强度数值随着宽度的增大呈现出可以忽略的减小；纬向断裂强度减小的速度稍大。说明测试样品时，样品长度的选取对断裂强度数值无明显影响。

（2）相同宽度不同长度的PPS滤料经向与纬向的断裂伸长率都是随着长度的增加而增大的，且同比增量相等。说明测试样品时，样品长度的选取对断裂伸长率测试数值无明显影响。

（3）相同长度不同宽度的PPS滤料经向与纬向断裂强度数值都是随着宽度的增加而增大，且能够发现，断裂强度数值的增量同比相等。说明测量时设定样品的宽度越大，强度数值越大。

（4）相同长度不同宽度的PPS滤料经向与纬向随着宽度的增加变化趋势都不是十分明显；拉伸长度一定时，断裂伸长率不随宽度变化。