在2015年聚苯硫醚(PPS)需求已超過10萬公噸，產值約為300億元；PPS工程塑膠為國內之斷鏈材料，應國內汽車與電子產業之所需，國內PPS年總需求量約為3,000公噸。本文將針對生產PPS國際大廠之產能與聚合技術進行分析，而現今Benchmark聚合製程之含鹵問題嚴重，進而影響PPS加工性和電子材料的應用性。本文亦將針對PPS聚合製程發展過程進行說明，並討論目前國際大廠現今技術發展趨勢。
背景說明
在1987年起，隨著美國Phillips石油公司的聚苯硫醚樹脂製造專利過期，美、日有五家公司（包括：Tohpren、Bayer、Toray、Kureha和Tosoh）開始投入聚苯硫醚樹脂的生產，也因此市場上供過於求，造成聚苯硫醚價格大幅滑落；但從1995年開始聚苯硫醚需求量的年成長率以兩位數攀升，直到2015年聚苯硫醚需求量已達到10萬公噸，已符合成為泛用工程塑膠的需求量門檻值（10萬公噸），由於汽車與電動車蓬勃發展，市場預測在2020年需求會超過17萬公噸。
由表二可得知，中國與韓國在2014年之前尚未自主生產PPS工程塑膠，但由於汽車、電子、航太以及軍工產業發展，從2015年開始，中國與韓國國內產業開始投入自主生產PPS高階工程塑膠，韓國甚至預計在2018年提升40%產能，顯示目前PPS工程塑膠的高度需求。
表二、各國聚苯硫醚(PPS)總產能情況
聚苯硫醚(PPS)市場與應用
聚苯硫醚是一種綜合性能優良的高分子材料，因其優異的物理、化學性能、低密度、耐熱性、尺寸穩定性、材料剛性強、硬度高、耐形變與耐疲勞性佳，可廣泛地應用於汽車零件、車用電子、電子零件、電子產品外殼/塗裝、電氣絕緣、工業用膜、環保濾材等領域，而且隨著未來電動車的持續發展，PPS在全球的需求量仍持續提升。
圖三依照聚苯硫醚樹脂的應用市場做為分類別，目前PPS以車用材料為應用的最大宗，每年約有4.5萬噸的需求量，惟其售價約僅介於NT$200~250/kg，且市場幾乎被Solvay、Toray、Ticona及DIC等國外大廠壟斷，國內廠商切入不易。其次為電子用途的4萬噸，其中以電子材料應用為高附加價值產品，且國際大廠仍競相開發中，因此值得國內廠商及時投入。現今PPS製程仍存在鹵素與鹼金屬殘留之問題，其含量約為1,000~2,000 ppm，過量的鹵素與鹼金屬殘留使PPS無法應用於電子材料用途，會造成金屬線路腐蝕與水氣滲透等問題。
無/低鹵聚苯硫醚(PPS)之應用與發展
PPS工程塑膠中的鹵素含量在電子封裝材的應用上，會降低材料的阻水與阻氣性，目前國際大廠積極朝向無/低鹵聚苯硫醚聚合製程進行開發。由於PPS製膜對於樹脂分子量與純度要求較高（低鹵素與低金屬殘留），目前技術尚處於起步階段，主要技術掌握在Solvay、Lipp-Terler、Toray等少數大廠手中，顯示無/低鹵PPS樹脂在未來電子材料高值化應用的發展性無可限量。圖四為無鹵高耐熱PPS工程塑膠之各項應用。
圖四、無鹵高耐熱聚苯硫醚(PPS)工程塑膠之應用
聚苯硫醚(PPS)複材之應用與發展
在熱可塑性高階工程塑膠中，機械性與耐熱性最佳的樹脂，莫過於是聚醚醚酮(PEEK)，其熔點高達343˚C，使PEEK可以在260˚C高溫下長時間操作，其良好的機械性與耐化性，在汽車產業與半導體產業用途廣泛。只可惜PEEK樹脂之價格昂貴（NT$2,500/kg），限縮PEEK在下游產品端的使用。聚苯硫醚樹脂同樣具有良好的機械性與耐化性，而且PPS樹脂價格便宜，僅為PEEK的1/10，在添加玻璃纖維強化後，PPS之機械性質能得到進一步提升，可與PEEK相比（見表四）。只是其熔點（約為280˚C）比PEEK較低，使它僅能在…...以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：何柏賢、范正欣、蔡豐任、陳姵吟 / 工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」370期，更多資料請見下方附檔。