Nhựa PPS là gì? Đặc tính, ứng dụng & giá nhựa kỹ thuật cao

Nhựa PPS (Polyphenylene Sulfide) là gì? Chịu nhiệt 200-260°C, kháng hóa chất. Đặc tính, ứng dụng ô tô, điện tử, giá, so sánh.

Nhựa PPS là một trong sáu nhựa kỹ thuật đặc biệt hàng đầu thế giới, ngày càng phổ biến trong công nghiệp Việt Nam nhờ khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất vượt trội. Tuy nhiên, nhiều kỹ sư cơ khí, nhà sản xuất, và bộ phận mua hàng kỹ thuật vẫn chưa hiểu rõ PPS là gì, khác gì PEEK/PA/PTFE, khi nào nên dùng, và chi phí như thế nào so với các loại nhựa kỹ thuật khác.

Bài viết này giải thích toàn diện về nhựa PPS (Polyphenylene Sulfide) từ cơ bản đến chuyên sâu: định nghĩa cấu trúc hóa học, 8 đặc tính kỹ thuật nổi bật với số liệu cụ thể, ứng dụng trong 5 ngành công nghiệp chính, so sánh chi tiết với PEEK/PA66/PTFE/POM, giá cả 2026, và khuyến nghị chọn lựa. “PPS là nhựa gì?”, “Chịu nhiệt bao nhiêu độ?”, “Dùng trong ngành nào?”, “Giá PPS bao nhiêu?”, “Khác gì PEEK và PTFE?” – Tất cả được trả lời với dữ liệu kỹ thuật chuẩn ASTM, UL, và kinh nghiệm thực tế.

Định nghĩa nhựa PPS

Tên gọi và ký hiệu

• Tên đầy đủ: Polyphenylene Sulfide (tiếng Anh).
• Tên tiếng Việt: Nhựa Polyphenylene Sulfide, đôi khi gọi là Nhựa Polyphenyl Sulfide.
• Ký hiệu chuẩn: PPS.
• Tên thương mại phổ biến: Fortron (Celanese – Mỹ), Ryton (Solvay – Bỉ), Tedur (Albis – Đức), Torelina (Toray – Nhật).
• Mã nhận dạng: PPS không có mã số nhựa #1-7 như nhựa thông dụng, thuộc nhóm nhựa kỹ thuật đặc biệt.

Cấu trúc hóa học

Nhựa PPS (Polyphenylene Sulfide) là polymer nhiệt dẻo kỹ thuật cao với cấu trúc vòng thơm benzen liên kết bởi nguyên tử lưu huỳnh. PPS có cấu trúc phân tử lặp lại đơn giản: -(C₆H₄-S)ₙ- với vòng benzen p-phenylene (C₆H₄) liên kết trực tiếp với nguyên tử lưu huỳnh (S).

Đặc điểm cấu trúc: Chuỗi chính polymer có liên kết C-S (carbon-sulfur) xen kẽ với vòng thơm benzen, tạo nên độ cứng nhắc và khả năng chịu nhiệt cao. Lưu huỳnh chiếm 23% khối lượng phân tử, mang lại tính kháng hóa chất đặc trưng.

PPS là polymer bán tinh thể với độ kết tinh 65-85%, phần vô định hình 15-35%. Nhiệt độ nóng chảy (Tm) 280-285°C, nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg) 85-90°C. Cấu trúc tinh thể ổn định giúp PPS giữ tính cơ học tốt ở nhiệt độ cao.

Lịch sử và phát triển

• 1967: PPS được phát minh bởi hai nhà hóa học Edmonds và Hill tại Phillips Petroleum Company (Mỹ).
• 1973: Sản xuất thương mại đầu tiên dưới thương hiệu Ryton.
• 1985: Celanese Corporation mua lại công nghệ và phát triển dòng sản phẩm Fortron.
• 2020-2026: Nhu cầu PPS tăng mạnh 6-8%/năm nhờ bùng nổ xe điện (EV) và công nghệ 5G. Sản lượng toàn cầu 2024 ước tính 120.000 tấn/năm.

8 đặc tính kỹ thuật nổi bật

1. Chịu nhiệt cao liên tục 200-220°C

• Nhiệt độ sử dụng liên tục: 200-220°C theo UL RTI cho ứng dụng dài hạn 100.000 giờ.
• Nhiệt độ ngắn hạn: Chịu được đến 260°C trong vài giờ mà không bị biến dạng nghiêm trọng.
• Nhiệt độ nóng chảy: 280-285°C, cho phép gia công ép phun ở 300-340°C.
• Nhiệt độ biến dạng HDT: 260-270°C tại tải 1.8 MPa (ASTM D648), cao nhất trong nhóm nhựa kỹ thuật thông dụng.

So sánh khả năng chịu nhiệt: PA66 (80-120°C) < PC (120-130°C) < PPA (170°C) < PPS (200-220°C) < PEEK (250°C).

2. Kháng hóa chất tuyệt vời

PPS kháng hầu hết hóa chất công nghiệp: Axit vô cơ (H₂SO₄ 98%, HCl đặc), dung dịch kiềm (NaOH, KOH), dung môi hữu cơ (acetone, benzene, toluene, MEK), nhiên liệu (xăng, dầu diesel, ethanol E85), chất làm lạnh động cơ (ethylene glycol), dầu thủy lực, và chất trơn. PPS không bị ăn mòn, nứt ứng suất môi trường (ESC), hay suy giảm tính cơ học khi ngâm trong các chất này ở nhiệt độ 100-150°C.

Chỉ bị tấn công bởi: Axit oxy hóa mạnh (HNO₃ đặc nóng >150°C), halogen nguyên chất (Cl₂, Br₂ khí), dung môi chlor hóa ở nhiệt độ cao (chlorobenzene >150°C). PPS đứng thứ hai chỉ sau PTFE về khả năng kháng hóa chất.

3. Tính cơ học cao và ổn định nhiệt

• Độ bền kéo: 70-90 MPa (nguyên chất), 150-200 MPa (gia cường GF40%).
• Mô đun đàn hồi Young: 3.3-3.8 GPa (nguyên chất), 10-13 GPa (gia cường GF40%).
• Độ cứng bề mặt: Shore D 85-90.
• Độ bền va đập Izod: 20-30 J/m (nguyên chất), 50-80 J/m (gia cường).

Đặc biệt, PPS giữ 80-90% tính cơ học ban đầu khi làm việc ở 200°C, trong khi PA66 chỉ còn 50% ở 120°C.

4. Cách điện tốt cho cao tần

• Hằng số điện môi: 3.0-3.2 ở 1 MHz, thấp hơn PA6 (3.8-4.2), tốt cho ứng dụng cao tần.
• Cường độ điện môi: 18-20 kV/mm.
• Điện trở thể tích: >10¹⁵ Ω·cm.
• Hệ số tổn hao điện môi (tan δ): 0.001-0.003, cực thấp giúp giảm nhiệt phát sinh trong ứng dụng cao tần 5G/RF.

5. Chống cháy tự nhiên không phụ gia

• UL 94 Rating: V-0 (5VA) – Mức cao nhất, tự tắt ngay khi rời lửa.
• LOI (Limited Oxygen Index): 35-44%.
• Khói thải: Thấp, không chứa halogen độc hại (Cl, Br).

6. Ổn định kích thước cao

• Hệ số co khuôn: 0.3-0.7% (PPS + GF40%), thấp hơn nhiều so với PA6 hay PP.
• Độ hút ẩm: 0.02-0.05% sau 24 giờ ở 23°C, gần như không hút ẩm.
• Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính (CTE): 5 x 10⁻⁵ /°C, ổn định qua dải nhiệt rộng.

7. Chống mài mòn và ma sát thấp

Hệ số ma sát động: 0.15-0.25. PPS thích hợp cho ổ trượt khô, bánh răng nhỏ, con lăn chịu tải làm việc ở nhiệt độ 150-200°C mà không cần bôi trơn.

8. Khả năng gia công ép phun tốt

Nhiệt độ ép phun 300-340°C, nhiệt độ khuôn 130-160°C. Chu kỳ ngắn hơn PA/POM 20-30%, tăng năng suất sản xuất.

Bảng thông số kỹ thuật chi tiết

5 ứng dụng chính của nhựa PPS

1. Ngành ô tô (35-40% thị trường)

• Bộ phận động cơ: Vỏ bơm nước làm mát, van điều nhiệt, vỏ cảm biến nhiệt độ. PPS thay thế kim loại giảm trọng lượng 30-50%, không gỉ.
• Hệ thống nhiên liệu: Vỏ bơm nhiên liệu, bộ phun xăng điện tử. Kháng xăng tuyệt đối.
• Điện tử ô tô: Connector đa chân, coil bobbin, vỏ cảm biến ABS/ESP.
• Xe điện EV: Vỏ motor điện, connector sạc nhanh, vỏ inverter.

2. Ngành điện – điện tử (25-30%)

• Cuộn dây điện: Bobbin cuộn dây máy biến áp, relay. Chịu nhiệt 200°C Class H.
• Connector & Socket: Connector công nghiệp, IC socket cho chip công suất.
• Thiết bị 5G và RF: Anten 5G, filter cavity. Hằng số điện môi thấp, ổn định.
• LED và chiếu sáng: Vỏ đèn LED công suất cao, heat sink tản nhiệt.

3. Ngành công nghiệp hóa chất (15-20%)

• Van và fitting: Van điều khiển dòng hóa chất, joint nối ống. Kháng H₂SO₄ 98%, HCl, NaOH 50%.
• Bơm hóa chất: Vỏ bơm dạng từ, impeller bánh công tác. Chịu ăn mòn mạnh.
• Thiết bị xử lý: Bể chứa hóa chất nhỏ, tấm lót chống ăn mòn.

4. Ngành hàng không – quốc phòng (5-10%)

• Linh kiện máy bay: Khóa nối cabin, ống dẫn nhiên liệu. Giảm trọng lượng, chống cháy.
• Thiết bị radar: Vỏ bọc radome, waveguide truyền sóng.
• Ứng dụng quốc phòng: Chi tiết chịu nhiệt động cơ tên lửa nhỏ, cách điện thiết bị quân sự.

5. Ngành tiêu dùng – y tế (5-10%)

• Đồ gia dụng: Bộ phận nồi áp suất, bình đun nước. An toàn thực phẩm.
• Thiết bị y tế: Dụng cụ phẫu thuật tái sử dụng, vỏ thiết bị nội soi. Chịu khử trùng autoclave.
• Lọc công nghiệp: Vải lọc túi nồi hơi nhiệt điện, túi lọc bụi lò xi măng.

So sánh PPS với nhựa khác

PPS vs PEEK

PEEK chịu nhiệt liên tục 250°C, cơ học cao hơn, nhưng đắt gấp 8-12 lần PPS. PPS có kháng hóa chất tương đương, cách điện cao tần tốt hơn, giá rẻ hơn 70-80%.

• Chọn PPS khi: Nhiệt độ <220°C, cần kháng hóa chất tốt, ứng dụng điện tử cao tần, ngân sách hạn chế.
• Chọn PEEK khi: Nhiệt độ >230°C, ứng dụng y tế cấy ghép, cơ học cực cao.

PPS vs PA66 (Nylon)

PA66 rẻ hơn, gia công dễ, độ dai cao, nhưng chịu nhiệt thấp (80-120°C), hút ẩm cao. PPS chịu nhiệt gấp đôi, không hút ẩm, kháng hóa chất tốt hơn.

• Chọn PPS khi: Nhiệt độ >150°C, môi trường ẩm, tiếp xúc hóa chất mạnh.
• Chọn PA66 khi: Nhiệt độ <100°C, cần độ dai va đập cao, ngân sách thấp.

PPS vs PTFE (Teflon)

PTFE kháng hóa chất tốt nhất, ma sát thấp nhất, nhưng cơ học yếu, khó gia công, giá cao. PPS cơ học tốt gấp 5 lần, ép phun dễ dàng, giá rẻ hơn.

Chi tiết về nhựa Teflon là gì và so sánh PTFE với các polymer khác.

Bảng so sánh 5 loại nhựa kỹ thuật

Giá nhựa PPS 2026

Giá theo loại (VNĐ/kg)

• PPS + 40% GF (GF40): 180-250k/kg – Phổ biến nhất.
• PPS nguyên chất: 200-280k/kg – Dùng cho màng/sợi.
• PPS + Carbon fiber (CF30): 400-600k/kg – Ứng dụng cao cấp.
• PPS grade y tế: 300-400k/kg.
• PPS grade thực phẩm FDA: 280-350k/kg.

Giá theo thương hiệu

• Fortron (Mỹ): 250-350k/kg.
• Ryton (Bỉ): 230-320k/kg.
• Toray (Nhật): 220-300k/kg.
• Trung Quốc: 180-250k/kg.

Khuyến nghị MTV Plastic

MTV Plastic chuyên nhựa PP công nghiệp, không sản xuất hay phân phối PPS. Tuy nhiên, với 10+ năm kinh nghiệm tư vấn vật liệu nhựa kỹ thuật, MTV đưa ra khuyến nghị khách quan:

• Chọn PPS khi: Nhiệt độ sử dụng liên tục 150-220°C, môi trường hóa chất ăn mòn, yêu cầu cách điện cao tần 5G/RF, cần chống cháy V-0 không phụ gia, ổn định kích thước chặt chẽ.
• KHÔNG nên chọn PPS khi: Nhiệt độ làm việc <100°C (dùng PA66, POM rẻ hơn), cần độ dai va đập cao (dùng PC, PA), ngân sách thấp cho ứng dụng không khắt khe.

Liên hệ MTV Plastic 0918.710.622 (Mr. Mạnh) để tư vấn chọn nhựa phù hợp nhất (MTV không bán PPS, chỉ tư vấn khách quan).

Câu hỏi thường gặp

1. Nhựa PPS là gì?

PPS (Polyphenylene Sulfide) là polymer nhiệt dẻo kỹ thuật cao với cấu trúc vòng thơm benzen liên kết nguyên tử lưu huỳnh. Đặc tính nổi bật: Chịu nhiệt 200-220°C, kháng hóa chất đứng thứ 2 sau PTFE, cách điện cao tần tốt, chống cháy tự nhiên V-0.

2. PPS chịu nhiệt bao nhiêu độ?

Nhiệt độ sử dụng liên tục 200-220°C, ngắn hạn đến 260°C. Nhiệt độ nóng chảy 280-285°C.

3. PPS dùng trong ngành nào?

Ô tô (35-40%), Điện-điện tử (25-30%), Hóa chất (15-20%), Hàng không (5-10%), Y tế-tiêu dùng (5-10%).

4. Giá nhựa PPS bao nhiêu?

PPS + 40% GF phổ biến nhất giá 180-250k/kg. Đắt gấp 3-6 lần PA66, rẻ hơn PEEK 5-8 lần.

5. PPS khác gì PEEK?

PEEK chịu nhiệt cao hơn (250°C), cơ học tốt hơn, nhưng đắt gấp 8-12 lần. PPS rẻ hơn, kháng hóa chất tương đương, cách điện cao tần tốt hơn.

Kết luận

Nhựa PPS (Polyphenylene Sulfide) là polymer nhiệt dẻo kỹ thuật cao thuộc top 6 nhựa đặc biệt thế giới, nổi bật với bộ ba tính năng vượt trội: chịu nhiệt liên tục 200-220°C, kháng hóa chất tốt thứ hai sau PTFE, và cách điện cao tần xuất sắc. Điểm mạnh lớn nhất là cân bằng tốt giữa hiệu năng và chi phí: Tính năng gần sát PEEK nhưng giá rẻ hơn 5-8 lần, đủ đáp ứng 80% ứng dụng công nghiệp nhiệt độ <220°C.

So sánh chi tiết PPS với nhựa Teflon (PTFE) về kháng hóa chất và cơ học. MTV Plastic 0918.710.622 (tư vấn nhựa kỹ thuật, không bán PPS).