聚苯硫醚（PPS）概述与市场情况

  聚苯硫醚，又名聚亚苯基硫醚（PPS），是聚芳硫醚（PAS）中最重要，也是最常见的一个树脂品种，而聚芳硫醚是指聚合物分子主链结构为硫与芳基结构交替连接的一类高分子聚合物。

  聚苯硫醚是一种具有优良性能的特种工程塑料，规模比较大，全球年需求量超过15万吨，是在特种工程塑料中顶级规模的一种，也是公认的八大宇航材料之一。

  在高性能塑料金字塔中，聚苯硫醚位于高性能聚合物范畴。其硫原子与苯环交互整齐排列的化学结构，赋予分资高度稳定的化学键特性，具有耐高温、耐辐射、高阻燃、高尺寸稳定性、良好的耐溶剂和耐化学腐蚀性及电性能优异等特性。

  聚苯硫醚是美国菲利普斯公司于1971年首席按实现工业化生产的。1987年前，菲利普斯公司的Ryton聚苯硫醚树脂几乎占据了全球几乎所有的市场。

  由于工艺水平的限制，当时的聚苯硫醚树脂分子量还比较低，其中均分子量通常只有20000左右，存在耐冲击性能差、性脆的致命缺点，而且往往需要经过热氧交联处理，提高树脂分子量、降低树脂流动性后才能挤出造粒，然后制成复合材料。

  菲利普斯公司的专利于1985年到期后，日本的企业也开始研发和生产，现阶段日企（东丽、吴羽、DIC等）的总产量已经远大于美国本土企业的产量。

  尤其以日本吴羽化学工业公司及其推出的Fortron聚苯硫醚——第二代线型高分子量聚苯硫醚树脂的发展最引人注目，其复合材料由日本宝理塑料公司生产、销售。其全面改善了聚苯硫醚耐冲击性能差、性脆的致命缺点。

  此外，Fortron聚苯硫醚可以直接制成纤维和薄膜，加上树脂的本色较浅，可制作成各种色泽鲜艳的制品，因而受到广泛的欢迎，并成为了聚苯硫醚树脂的一大发展趋势，其生产能力也迅速扩散，与Ryton聚苯硫醚共同成为聚苯硫醚树脂的两大主要品牌。

  目前聚苯硫醚的合成方法主要有硫化钠法、硫磺溶液法、熔融缩聚法、氧化聚合法、对卤代苯硫酚缩聚法、硫化氢法等。

  虽然合成方法很多，但是目前工业化的路线只有硫化钠法和熔融缩聚法。其中熔融缩聚法是近几年韩国SK公司开发的工艺，已发展到车间调试阶段，但是至今未能稳定量产。

  目前最早实现工业化生产的聚苯硫醚合成方法，也是目前最主要的工业化生产方法。1967年美国Phillips Petroleum公司的Edmond和Hill在专利中第一次发表了使用对二氯苯和硫化钠在极性有机溶剂中直接缩聚，合成线性聚苯硫醚树脂的溶液聚合法。

  该反应是由等摩尔的对二氯苯和硫化钠或者硫氢化钠直在极性有机溶剂中，通氮气保护，在170℃~350℃、压力6.87MPa下进行溶液缩聚。反应方程式如下：

  该方法由于原料价格低易得、工艺路线短、产品质量稳定、得率高（一般在90%以上）而引起了人们得普遍重视，广泛开展了类似得合成研究工作。

  随着多年来对硫化钠法合成工艺得一直在改进，其工业化技术与生产水平也得到了极大的提高，目前可以合成高分子量线性和支化交联两种结构的树脂。

  硫化钠法目前仍然是最主要的聚苯硫醚树脂工业化生产方法，国内外成功的聚苯硫醚生产厂商都普遍采用N-甲基吡咯烷酮为溶剂进行加压缩聚。

  以对二碘苯与硫磺为原料熔融缩聚合成聚苯硫醚。将硫磺、对二碘苯以及引发剂加入到反应釜中，在一定温度和氮气保护下充分熔融混合，最后升高温度在低压和氮气保护下进行反应，聚合反应中途（聚合进行70~99%）加入阻聚剂，完成后再干燥纯化。

  该方法与Macallum路线具有相似之处，反应过程中产生的副产物碘整齐能够在聚合反应期间被持续收集，用于与芳基化合物合成反应原料对二碘苯，聚合所得产品为线型结构。

  聚合度高、纯度高，不含有Cl、Br等被限制物质以及Na、Fe等金属离子，很适合用于电子科技类产品，且不需要昂贵得有机溶剂，产品发烟量少，能轻松实现作业性得改善和减少金属磨性得腐蚀、成型后在高温下挥发物质的生成等现象。

  原料不含水，产品基本不需要干燥过程。但产物中含有多硫结构，原料精制难，硫磺和碘在高温下对设备的腐蚀很严重，反应原料对二碘苯价格昂贵。

  如果利用苯和碘为原料合成对二碘苯，解决缩聚原料来源，原料成本可以大幅度降低。目前由于对二碘苯复杂的生产的基本工艺及市场需求疲软等原因，国内对二碘苯供应商年产能力不足百吨，远不能够满足熔融法生产聚苯硫醚的供应需求。

  另外，该工艺残留去碘效果还有待提升，产品颜色泛红，且产品性能还有不足之处。

  正是由于聚苯硫醚优异的力学、化学性能，使其能大范围的应用于日常生活、生产制造的所有的领域，如汽车、电子、环保、机械等。据统计估计，汽车和电子电器是全球聚苯硫醚市场应用最大的两个领域，全世界汽车和电子电器市场占比接近80%。

  在汽车和电子电器领域，通常涉及发动机周边、新能源汽车电池及热管理系统、5G宏基站长时间运行发热导致材料形变等高温应用场京，对聚苯硫醚材料高温下的刚性、耐蠕变、尺寸稳定性和热老化等性能提出更高的要求。

  在航空领域，关键高性能材料的国产化供应是突破大飞机项目的重要保障，而聚苯硫醚复合材料具备优秀能力的耐高温、机械强度、尺寸稳定性和耐腐蚀等性能，是一种理想的飞机应用材料，主要使用在于飞机机翼、发动机支架、大梁等区域。

  线圈骨架、链接器、接线器、插座、发动机壳、电磁调节盘、电视高频头轴、继电器外壳、微调电容器、保险丝、支架、收音机、磁疗器零部件、半导体及IC元件封装等

  电脑、计时器、转速计、复印机、照相机、温度传感器及各种测量仪器的壳体和零部件

  泵壳、泵轮、阀、齿轮、滑轮、风扇、流量计零部件、法兰盘、万向头、计数器、水准仪、内衬管子、管件、孔板、洗涤塔、烟尘处理装置零部件

  点火器、加热器、汽化器、离合器、变速器、齿轮箱、轴承支架、保险杠、风扇、灯罩、反光镜、排气调节阀及排气处理装置零部件

  防止和混织工业滤布、高强度纸和高绝缘纸、高耐冲击品，如防弹背心、X射线屏蔽等

  因此随着汽车轻量化、新能源汽车、5G、大飞机、高端装备等新型行业的加快速度进行发展，聚苯硫醚在高温场景应用的市场需求将快速增长。

  2021年全球聚苯硫醚树脂市场需求约12.4万吨，主要使用在于汽车、电子电器、环保、机械装备等领域，随着上述行业的加快速度进行发展，全球聚苯硫醚树脂市场需求年增速约5%，预计到2025年全球聚苯硫醚树脂市场需求达到16.61万吨。

  从价格方面来看，近几年聚苯硫醚的价格相对较稳定，一般都处于4.5-5.5万/吨的区间。

  目前全球仅日本、美国、中国等少数几个国家掌握聚苯硫醚树脂的工业化生产制造技术，拥有生产能力和产品。俄罗斯、印度正在积极进行聚苯硫醚树脂工业化生产的研发。目前主要国家聚苯硫醚树脂生产情况如下：

  早些时候我国已经初步形成较可观的产能，但国内企业未能解决溶剂、催化剂回收问题带来的对环境的影响，以及没有办法解决稳定连续化生产带来的质量问题。

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