低介电聚苯硫醚PPS在5G时代的新机遇

一、5G时代电子工业对低介电材料的需求

5G是第五代移动电话通讯技术的缩写，其峰值理论传输速度可达每秒数10Gb，比4G网络的传输速度快数百倍。我国的5G初始中频频段为3.3-3.6GHz和4.8-5GHz两个频段，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高频频段正在征集意见；而国际上主要使用28GHz进行试验。

电磁波频率越高，则波长越短，绕射能力就越差，传播过程中的电磁波的衰减也越大。这里就涉及到一个介电常数的概念，一般说的低介电材料均表示低介电常数的材料。

那么，相对介电常数是什么？跟电磁波有什么关系？跟5G又有什么关系？

1、介电常数与5G的关系

首先介电常数是一个主要由材料本身性质决定大小的参数，它的影响因素很多，比如材料的极性、分子结构、结晶性等等。

其次绕开各种公式不讲，介电常数简单理解就是，它数值越大，对电磁信号的影响就越大，就是会极大地削弱电磁信号。

前面有提到，电磁波频率越高，则波长越短，绕射能力就越差，传播过程中的电磁波的衰减也越大。因此5G时代的高频信号想要尽可能减少传播损耗，低介电材料的开发应用显得非常重要。

2、电子工业上5G的低介电常数要求

在电子、电器领域，由于5G时代的来临，对电子信号的传输速度及损耗比4G 产品的要求更高。通常，对树脂材料的介电常数，4G产品只要求达到100MHz 3.7以下即 可，目前传统的PBT、PPS等树脂复合材料的介电常数一般在100MHz 3.4〜3.7之间，基本上 都可以满足技术要求。

而5G产品对树脂复合材料的介电常数一般要求达到100MHz 2.8〜 3.2之间。其中要注意的是，介电常数在不同频率下测试的数值会有稍微不同，比如 LCP 的介电常数在1KHz下为4.3，在1MHz下为3.8，在10GHz下为3.6。

图 部分高分子材料的介电常数，数据源于网络，仅供参考

二、聚苯硫醚基本介绍

聚苯硫醚（PPS）是由硫原子和亚苯基环以对位替换模式形成的聚合物。其分子结构中含有高度稳定的化学键，使其对热降解和化学反应均具有很高的分子稳定性。

同时，该聚合物的分子结构也易于形成一个具有热稳定性的晶体点阵，因此，PPS 是一种结晶熔点高达 285°C左右的半晶状聚合物。

图 PPS结构式

由于其分子结构所呈现的特点，PPS 在燃烧中往往会形成炭质残渣，使材料具有与生俱来的阻燃性能。尚未发现 PPS在低于 200°C（392°F）左右的温度下， 溶于任何溶剂。

PPS是特种工程塑料第一大品种，也被誉为继PC、PET、POM、PA、PPO之后的“世界第六大工程塑料”，还是八大宇航材料之一。

目前PPS的应用主要是在电子电器和汽车两个方面，其中在电子领域的应用包括电视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱，电动机的起动线圈、叶片，电刷托架及转子绝缘部件，接触开关，继电器，电熨斗，吹风机，灯头，暖风机，F级薄膜等。

特别是随着智能移动终端、智能汽车部件、智能家居设备、可穿戴设备的横空出世和暴涨需求，纳米注塑成型技术近三年来的应用领域迅速扩大，在5G通信领域有着巨大的市场应用潜力。而聚苯硫醚(PPS)是最常用的纳米注 塑专用料之一。

三、低介电PPS在5G时代的新机遇

5G时代的到来是不可争议的趋势事实，那么低介电PPS在5G时代将有哪些应用场景呢？

在5G时代，PPS将在薄膜、基板等电子市场有所增长，特别是在电子基板材料的选择上，目前只有PI（聚酰亚胺）、LCP（液晶聚合物）两种材料可供选择，而低介电PPS薄膜的开发将有望替代 LCP 在柔性线路板上的应用。

低介电PPS与 LCP 相比较，它主要有这些优点：成本价格低、低介电可行性高、介电损耗更低、金属结合力强、耐温阻燃等等。

图 LCP在晶体管上的应用