Polyphenylensulfid (PPS)-Verbundwerkstoffe werden aufgrund ihrer Eigenschaften wie hoher Temperaturbeständigkeit, chemischer Beständigkeit, hoher mechanischer Festigkeit und geringem Gewicht in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. Seine praktischen Anwendungen in verschiedenen Branchen werden im Folgenden anhand konkreter Fälle analysiert:
I. Bereich der neuen Energiefahrzeuge
1. Schlüsselkomponenten zum Ersatz von Metallmaterialien
Batteriesystem: Verbundwerkstoffe auf PPS-Basis werden für die Batterieabdeckung verwendet, um die äußere Umgebung zu isolieren, Korrosion zu verhindern und so die Sicherheit zu erhöhen. Die obere Abdeckung des Akkupacks besteht aus einem thermoplastischen Prepregband aus Endlosglasfaser/PPS, das einer hohen Temperatur von 1000 °C für mehr als 30 Minuten standhält und eine Gewichtsreduzierung von mehr als 30 % im Vergleich zu Metall aufweist, was das Gewicht deutlich erhöht.
Wärmemanagementsystem: Der Wasserpumpenrotor (z. B. NAPO PPS-P301C30F10-Material) nutzt kohlenstofffaserverstärkte Hochtemperatur- und Verschleißfestigkeit, um sich an Umgebungen mit hohen Drehzahlen anzupassen; Die Endkappe und das Gehäuse der Ölpumpe (PPS-P201M65) sind sowohl öl- als auch hydrolysebeständig und formstabil.
Elektronisches Steuersystem: Das IGBT-Modul besteht aus PPS, dessen hoher CTI-Wert (300–600 V) und Hitzebeständigkeit die Energieausnutzung verbessern.
2. Leichtes Karosseriedesign
PPS-Material wird für Autodachabdeckungsteile verwendet und ersetzt herkömmliche Metallmaterialien, kombiniert Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, reduziert das Gewicht des gesamten Fahrzeugs und verbessert den Kraftstoffverbrauch.
1. Flugzeugstrukturkomponenten Fokker verwendet glasfaserverstärkte PPS-Verbundwerkstoffe (GF/PPS), um die Flügelvorderkante des Airbus A380 sowie das Seiten- und Höhenruder des Gulfstream G650 herzustellen. Dadurch wird das Gewicht um etwa 10 % reduziert und die Kosten um 20 % gesenkt.
1. Flugzeugstrukturkomponenten
Fokker verwendet glasfaserverstärkte PPS-Verbundwerkstoffe (GF/PPS), um die Vorderkante der Flügel des Airbus A380 sowie die Ruder und Höhenruder des Gulfstream G650 herzustellen. Dadurch wird das Gewicht um etwa 10 % reduziert und die Kosten um 20 % gesenkt.
1. 5G-Basisstationsfilter Das im Rahmen des Technologieprojekts entwickelte Mikrowellenverbundmaterial auf PPS-Basis wird durch Spritzguss- und Beschichtungsverfahren zu einem leichten Filter mit ausgezeichneter thermischer Stabilität verarbeitet, der einen Ausgangswert von 980.000 RMB erreicht und drei Erfindungspatente angemeldet hat.
2. Elektronische Verpackungen und Steckverbinder PPS nutzt die Vorteile der hohen Temperaturstabilität, der elektrischen Isolierung und der geringen Feuchtigkeitsaufnahme in Anschlussklemmen, Stator/Rotor und anderen Komponenten, um den Anforderungen miniaturisierter elektronischer Geräte gerecht zu werden.
1. 5G-Basisstationsfilter
Das im Rahmen des Technologieprojekts entwickelte PPS-basierte Mikrowellenverbundmaterial wird durch Spritzguss- und Beschichtungsverfahren zu einem leichten Filter mit ausgezeichneter thermischer Stabilität verarbeitet, der einen Produktionswert von 980.000 RMB erreicht und drei Erfindungspatente angemeldet hat.
2. Elektronische Verpackungen und Steckverbinder
PPS nutzt die Vorteile hoher Temperaturstabilität, elektrischer Isolierung und geringer Feuchtigkeitsaufnahme in Anschlussklemmen, Stator/Rotor und anderen Komponenten, um den Anforderungen miniaturisierter elektronischer Geräte gerecht zu werden.
Viertens industrielle und andere Bereiche
1. Hochleistungslager und Zahnräder
PPS/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe werden in Hochgeschwindigkeitsgeräten wie Lagern und Bremsbelägen von Industriemaschinen verwendet und verfügen über hervorragende tribologische Eigenschaften.
2. Schutzstoffe und medizinische Ausrüstung
Modifizierte PPS-Verbundwerkstoffe werden nach und nach in chemikalienbeständigen Schutzgeweben und biomedizinischen Geräten eingesetzt, um ihre Funktionalisierungsszenarien zu erweitern.
V. Technische Durchbrüche und Marktaussichten
Syntheseverfahren: Die Natriumsulfid-Methode ist die gängige industrielle Produktionsmethode mit einfacher Verfügbarkeit von Rohstoffen und hoher Ausbeute (mehr als 90 %).
Marktwachstum: Die globale PPS-Marktgröße beträgt im Jahr 2023 etwa 7 Milliarden Yuan und wird im Jahr 2030 voraussichtlich 11,1 Milliarden Yuan erreichen. Neue Energiefahrzeuge und der 5G-Bereich sind die Hauptantriebskräfte.
Umweltschutztrend: Umweltfreundliche Produktionsprozesse und Recyclingtechnologie stehen im Mittelpunkt der Entwicklung, um die Abfallemissionen zu reduzieren.
VI. Zusammenfassung
PPS-Verbundwerkstoffe haben durch Formeloptimierung (z. B. Faserverstärkung, Zugabe von Mineralpartikeln) und Prozessinnovationen (z. B. vorimprägniertes Bandformen) den Sprung von Funktionsteilen zu Haupttragstrukturen in der Automobil-, Luftfahrt-, Elektronik- und anderen Bereichen geschafft. Seine leichten, hochtemperaturbeständigen und korrosionsbeständigen Eigenschaften passen zu den Entwicklungsanforderungen neuer Energien und intelligenter Fertigung. Die zukünftige Anwendung in den Bereichen Batterietechnologie, Kommunikationsausrüstung und nachhaltige Materialien bietet großes Potenzial.
