1、1 2聚砜類塑料3聚砜類塑料聚砜類塑料的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域4聚砜類塑料是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一類熱塑性工程材料，是分子主鏈上含有芳基和砜基的非結(jié)晶型塑性工程材料。目前主要有三類 雙酚A型聚砜聚芳砜聚醚砜5是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的一類工程塑料。在分子主鏈上含有芳香基和砜基的非結(jié)晶性工程塑料。6分子主鏈上含有砜基的聚合物R和R可為芳香基或脂肪基7雙酚A型聚砜聚芳砜聚醚砜聚砜類塑料的改性品種81.雙酚A型聚砜雙酚A型聚砜英文名:polysulfone簡稱:PSU（PSF）分子結(jié)構(gòu)式:以雙酚A和4，4二氯二苯砜為原料，經(jīng)縮聚反應(yīng)制備而成 9 雙酚A型聚砜可以看成是由異亞丙基、醚基、砜基和亞苯基連接起

2、來的線性高分子聚合物。 雙酚A型聚砜的硫原子是最高氧化態(tài)，分子中所有的鏈不易水解，耐酸、耐堿。溶于N,N-二甲基乙酰胺等極性溶劑中 10砜基的共軛效應(yīng)抗氧化性抗氧化性熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性醚鏈改善韌性改善韌性苯環(huán)力學(xué)強(qiáng)度力學(xué)強(qiáng)度與模量與模量112、聚醚砜（Polyethersulphone) 簡寫為PES 透明琥珀色無定形聚合物；透明琥珀色無定形聚合物； （商品名：Victrex） 具有優(yōu)異的耐熱性，突出的抗蠕變性和尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的電絕緣性12聚芳砜（Polyarylsulphone) 簡寫為PAS 透明琥珀色堅(jiān)硬固體透明琥珀色堅(jiān)硬固體 （商品名：Astrel） 13聚砜塑料的結(jié)構(gòu)與性能 雙酚A型

3、聚砜的結(jié)構(gòu)與性能 a.異丙撐基可減小分子間作用力，賦予聚合物一定的柔順性和良好的熔融加工性；非極性的甲基側(cè)鏈?zhǔn)咕酆衔锏奈鼭裥孕。浑娦阅苡兴岣?，但對聚合物的耐熱性不利，致使PSU的Tg、熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均低于PAS、PES。14 b、醚鍵較異丙撐基更能增加分子鏈的柔順性，使聚合物的熔融加工性和在溶劑中的溶解性提高，同時(shí)也使聚合物的耐熱性有所降低。 c、砜基上的氧原子對稱、無極性，主鏈上的硫原子處于最高氧化態(tài)，使聚合物的熱氧穩(wěn)定性好；15 此外，砜基與相鄰的兩個(gè)苯環(huán)組成了高度共軛的二苯砜結(jié)構(gòu)，形成了一個(gè)十分穩(wěn)固、剛硬、一體化的堅(jiān)強(qiáng)體系，使得聚合物能吸收大量的熱能和輻射能而不至于使主鏈

4、斷裂，因此，熱穩(wěn)定性好，熱分解溫度高達(dá)426，耐輻射性優(yōu)良，硬度大，力學(xué)性能優(yōu)。 綜合而言，PSU分子鏈的剛性相當(dāng)大，致使聚合物的熔融流動(dòng)溫度相當(dāng)高，熔體黏度大，熔體黏度對溫度敏感而對剪切速率不敏感。剛性鏈聚合物的靜強(qiáng)度很高，在受力時(shí)形變小，尺寸穩(wěn)定，耐蠕變能力強(qiáng)，但同時(shí)又使大分子鏈?zhǔn)芡饬ψ饔煤髿堄嗟膬?nèi)應(yīng)力難以消除，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。16聚芳砜聚芳砜 PAS 分子主鏈可以看作是由高度共軛的二苯砜醚基和聯(lián)苯基組成的由于硫原子處于最高氧化態(tài)、芳香環(huán)又難以氧化，因此，PAS的耐熱氧能力很高。 與PSU相比，PAS的分子鏈中不含亞異丙基卻含大量的聯(lián)苯基，因而其耐熱性更加突出 但分子鏈中的醚鍵仍能提供一定

5、的柔韌性，使其可在-240的低溫下使用。 但是，PAS分子鏈的剛性大大超過PSU，因此其熔體黏度更高，熔融流動(dòng)性更差，更難以加工。 17聚醚砜聚醚砜PES 與PSU相比，PES的大分子主鏈上不含對耐熱性和熱氧穩(wěn)定性不利的亞異丙基； 與PAS相比，其分子主鏈中又不含使分子鏈過分剛硬的聯(lián)苯基。 而是保留了使聚砜塑料具有高的耐熱性、熱氧穩(wěn)定性、力學(xué)性能和電絕緣性的二苯砜基，以及能賦于聚砜良好加工性的醚基。 因此，PES兼?zhèn)淞薖SU和PAS的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能優(yōu)于PSU和PAS。它的耐熱性優(yōu)于PSU而低于PAS，但加工性比PAS好 可用一般熱塑性塑料的加工方法加工，被稱為第一個(gè)綜合了高熱變形溫度，高沖擊強(qiáng)

6、度和最優(yōu)良成型工藝性的工程塑料。 18聚砜塑料的性能 雙酚A型聚砜a、力學(xué)性能： 特點(diǎn)：抗蠕變能力很強(qiáng)，尺寸穩(wěn)定性很高，隨溫度升高力學(xué)性能下降幅度小 非晶態(tài)非晶態(tài)線性高聚物線性高聚物19 PSU的力學(xué)性能優(yōu)良，其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都高于聚碳酸酯、聚甲醛、ABS和聚酰胺等通用工程塑料，高溫下的力學(xué)性能保持率高。其沖擊強(qiáng)度在-60120范圍內(nèi)變化不大。PSU的耐蠕變性能也十分突出，其蠕變值僅為0.14-0. 2，且在較高溫度及較大負(fù)荷下的變化很小 缺點(diǎn)：抗疲勞性差，疲勞強(qiáng)度和壽命不如POM和PA，易出現(xiàn)應(yīng)力開裂。20熱學(xué)性能 PSU具有突出的耐熱氧性，熱穩(wěn)定性： 其最高使用溫度可達(dá)150165。最

7、低使用溫度可達(dá)-100，短期使用溫度達(dá)195Tg為190 ，Td為426 .21電學(xué)性能 PSU具有優(yōu)異的電學(xué)性能，在水及潮濕空氣中其電學(xué)性能的變化也程小，在190高溫下仍可保持良好的電學(xué)性能。22化學(xué)性能 PSU可耐無機(jī)酸、堿及鹽，化學(xué)穩(wěn)定性較好，不耐濃硫酸及硝酸，可被極性有機(jī)溶劑，如芳香烴、酮類及鹵代烴等腐蝕 其耐輻射性優(yōu)良，但耐候性和耐紫外線性能不佳23聚芳砜聚芳砜 力學(xué)、熱學(xué)性能力學(xué)、熱學(xué)性能 PAS琥珀色透明堅(jiān)硬固體，相對密度為1.36gcm3，折射率為1.65，吸水率為1.4，收縮率為0.8。 PAS的力學(xué)性能特別好，且力學(xué)性能受溫度影響很小；其硬度、耐蠕變性、耐磨性都優(yōu)于PSU。

8、 與PSU相比，PAS的強(qiáng)度和耐熱性都有大幅度提高，拉伸強(qiáng)度提高25，耐熱溫度由150提高到260，并且短期可在300下使用。24 化學(xué)性能化學(xué)性能 PAS的耐酸、堿及水蒸氣性優(yōu)良，對燃料油、烴油、硅油及氟里昂等穩(wěn)定，耐各種常用的工業(yè)溶劑，但不耐某些極性溶劑，如二甲基甲酰胺、丁內(nèi)酯等。 電學(xué)性能電學(xué)性能 PAS的電性能優(yōu)異，適宜作C級絕緣材料，溫度和頻率對電性能影響很小。25聚醚砜聚醚砜 物理、力學(xué)性能物理、力學(xué)性能 PES的相對密度為1.37,吸水率為043，收縮率為06PES的透明性在聚酯類塑料中是最好的，其透光率可達(dá)88，折射率為1.62，在透明塑料中是最大的適于制造透鏡。 PES具有在

9、較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的機(jī)械性能的特點(diǎn)，其模量在-10到200幾乎不變，特別在100以上，它比任一種熱塑型樹脂都好。 26結(jié)構(gòu)與性能醚基 柔順性及高流動(dòng)性砜基 耐熱性亞苯基 剛性 27聚醚砜聚醚砜 物理、力學(xué)性能物理、力學(xué)性能 聚醚砜的耐蠕變性也極為突出，在180以下溫度范圍內(nèi)，其抗蠕變性是熱塑型樹脂中最優(yōu)異的一種。特別是其玻璃纖維增強(qiáng)牌號樹脂有時(shí)比熱固型樹脂還好。 它尺寸穩(wěn)定性好，線膨脹系數(shù)小，溫度依賴性小，耐沖擊，具有與聚碳酸脂相同的耐沖擊性。 與PSU相比，PES的強(qiáng)度及耐熱性稍有提高，耐蠕變性極為突出，在較高溫度及較大負(fù)荷下，耐蠕變性仍極為優(yōu)異。28 PES的耐熱性的耐熱性 耐熱等級

10、高，熱變形溫度為200220，連續(xù)使用溫度為180200，玻璃化溫度高達(dá)225。在-150低溫下不會(huì)脆裂。 29化學(xué)性能 PES具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性，可耐酸，堿、鹽、油、潤滑脂、脂肪族烴和醇等，但不耐極性有機(jī)溶劑，如酮、酯、氯仿等。 在水中不會(huì)水解，可耐150160熱水或蒸汽，在高溫下仍具有較好的耐酸和堿性能。 30聚砜塑料的缺點(diǎn)： 耐有機(jī)溶劑性 差 成型溫度 高 制品 易應(yīng)力開裂 疲勞強(qiáng)度 低31聚砜塑料的改性 玻璃纖維增強(qiáng)聚砜： 力學(xué)性能可進(jìn)一步提高：強(qiáng)度、模量、剛性、抗蠕變性、尺寸穩(wěn)定性，抗疲勞性、耐熱性；降低成型收縮率和線膨脹系數(shù)；但脆性增加、斷裂伸長率降低。32 聚砜合金 以PSU

11、合金為主，主要改善耐溶劑性、耐應(yīng)力開裂性、耐沖擊性、熔融加工型、電鍍性等。33玻璃纖維增強(qiáng)聚砜玻璃纖維增強(qiáng)聚砜 在聚砜中加入玻璃纖維增強(qiáng)后，可明顯提高聚砜的強(qiáng)度、剛度、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性和應(yīng)力開裂性等加熱玻璃纖維后，可降低聚砜原已很低的成型收縮率和線性膨脹系數(shù)，從而使聚砜制品的尺寸精度接近金屬材料的水平。當(dāng)玻璃纖維含量超過30%時(shí)，聚砜的拉伸強(qiáng)度和彎曲模量都會(huì)成倍增長，疲勞破壞應(yīng)力可提高23倍，而蠕變量僅為未增強(qiáng)時(shí)的1/51/3但玻璃但玻璃纖維加入后會(huì)增強(qiáng)聚砜的脆性纖維加入后會(huì)增強(qiáng)聚砜的脆性。34聚砜合金國際上除了玻璃纖維增強(qiáng)的高剛性國際上除了玻璃纖維增強(qiáng)的高剛性PSUPSU復(fù)合材料外，還開復(fù)

12、合材料外，還開發(fā)了許多高性能的聚砜合金，如發(fā)了許多高性能的聚砜合金，如聚砜/聚酰胺、聚砜/橡膠、聚醚砜/聚苯硫醚以及聚醚砜/聚碳酸酯等 聚砜合金品種有很多其中最常見的聚砜合金品種有很多其中最常見的聚砜與ABS以及聚甲基丙烯酸甲脂的合金。這些合金可以改善聚砜的耐溶性，抗。這些合金可以改善聚砜的耐溶性，抗沖擊性、成型加工型、耐應(yīng)力開裂性等。與純聚砜相比，沖擊性、成型加工型、耐應(yīng)力開裂性等。與純聚砜相比，耐溶性可大幅度提高，熔融流動(dòng)性提高耐溶性可大幅度提高，熔融流動(dòng)性提高4 4倍，加工溫度也倍，加工溫度也可降低，一般為可降低，一般為260340 260340 聚砜與聚砜與ABSABS以及聚甲基丙烯酸

13、甲脂的合金為白色不透明體，以及聚甲基丙烯酸甲脂的合金為白色不透明體，相對密度為相對密度為1.201.221.201.22，與純聚砜相比，力學(xué)性能，模量、，與純聚砜相比，力學(xué)性能，模量、蠕變性能變化不大，但耐熱性有所降低，長期使用范圍為蠕變性能變化不大，但耐熱性有所降低，長期使用范圍為-143120 -143120 35 日本住友化學(xué)公司在聚醚砜中添加聚四氟乙烯和羥基苯甲日本住友化學(xué)公司在聚醚砜中添加聚四氟乙烯和羥基苯甲酸酯，可使材料的彈性模量和耐磨性能大大提高。酸酯，可使材料的彈性模量和耐磨性能大大提高。巴斯夫公司開發(fā)的聚砜巴斯夫公司開發(fā)的聚砜/ /聚醚酮嵌段共聚物具有良好的耐聚醚酮嵌段共聚物

14、具有良好的耐化學(xué)腐蝕和耐高溫性能。在化學(xué)腐蝕和耐高溫性能。在PSFPSF中加入中加入0.5%0.5%的溴化聚苯醚，的溴化聚苯醚，可得到阻燃等級為可得到阻燃等級為V-0V-0級的透明阻燃產(chǎn)品。級的透明阻燃產(chǎn)品?；诰垌炕诰垌? /聚醚砜的聚醚砜的Ultrason SUltrason S和和Ultrason EUltrason E產(chǎn)品在高溫產(chǎn)品在高溫下具有很好的尺寸穩(wěn)定性和抗水、抗油性能，可連續(xù)在下具有很好的尺寸穩(wěn)定性和抗水、抗油性能，可連續(xù)在190190下工作，短期耐溫可高達(dá)下工作，短期耐溫可高達(dá)390390，該產(chǎn)品產(chǎn)能已由，該產(chǎn)品產(chǎn)能已由3000t/3000t/年擴(kuò)增到年擴(kuò)增到5000t/5

15、000t/年。年。36 最近，巴斯夫公司新推出了專門配方的聚醚砜最近，巴斯夫公司新推出了專門配方的聚醚砜(PES)Ultrason(PES)Ultrason牌號，用于要求可承受微波爐牌號，用于要求可承受微波爐加熱和煮沸高溫的食品器皿的生產(chǎn)。該產(chǎn)品采加熱和煮沸高溫的食品器皿的生產(chǎn)。該產(chǎn)品采用了新型抗紫外線用了新型抗紫外線(UV)(UV)穩(wěn)定劑，不僅提高了穩(wěn)定劑，不僅提高了PESPES牌號的透明度，還確保該材料牌號的透明度，還確保該材料3030年不變色。年不變色。其使用溫度范圍為其使用溫度范圍為-14-14220220，制備的盤子，制備的盤子可以從冰箱內(nèi)取出后馬上直接放入微波爐。制可以從冰箱內(nèi)取出

16、后馬上直接放入微波爐。制備的白色部件備的白色部件( (如蓋如蓋) )有極好的抗食物染色能力，有極好的抗食物染色能力，同時(shí)具備耐洗滌劑化學(xué)侵蝕的性能。同時(shí)具備耐洗滌劑化學(xué)侵蝕的性能。 37聚砜塑料的成型加工PSU的成型工藝性熔體粘度對溫度敏感性高于壓力熔體的熱穩(wěn)定性好冷凝溫度高，內(nèi)應(yīng)力難以自行消除加工前干燥成型收縮率小熔體粘度大，模具要求38PAS的成型加工 加工特性加工特性 PAS其熔體黏度高，流動(dòng)性差，因此加工十分困難?？刹捎米⑸?、擠出、壓制等方法成型加工。另外，加工前應(yīng)對其物料進(jìn)行充分干燥。39 PES加工特性加工特性 PES的熔體為假塑性流體，即熔體表現(xiàn)黏度隨簡切速率的增加呈下降趨勢，但

17、下降幅度并不大 當(dāng)PES在正常加工溫度范圍內(nèi)長時(shí)間或多次受熱時(shí)，會(huì)出現(xiàn)熔體增稠的現(xiàn)象，可能是分子鏈產(chǎn)生支化或輕度交聯(lián)所致，因此加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制熔體在設(shè)備中的停留時(shí)間一般不應(yīng)超過40min 40 PES加工特性加工特性 加工前粒料應(yīng)進(jìn)行干燥，使含水量降至0.12以下。干燥條件為120140、10h或160、3h以上。 PES的熔融溫度范圍較窄，大約為315-335，熔體冷卻速率較快，因此，應(yīng)采用較高的注射速率；以避免熔料充模流動(dòng)性變差而使制品欠料 PES在成型時(shí)一般均形成無定形結(jié)構(gòu)，因此擠出時(shí)的出模膨脹率較小，注射時(shí)的收縮率也較小，但當(dāng)加入少量的成核劑時(shí)也會(huì)形成晶體結(jié)構(gòu)。 41雙酚雙酚A A型聚

18、砜塑料的應(yīng)用型聚砜塑料的應(yīng)用(PSU)(PSU) （一） 、汽車、航空領(lǐng)域： 在航空航天和汽車制造領(lǐng)域，PSU適用于制作防護(hù)罩元件、電動(dòng)齒輪、蓄電池蓋、雷管、電子發(fā)火裝置元件、燈具部件、飛機(jī)內(nèi)部配件和飛機(jī)外部零件、宇航器外部防護(hù)罩等。PSU還可以制作照明器擋板、電傳動(dòng)裝置、傳感器。 42雙酚A型聚砜塑料的應(yīng)用 （二） 、衛(wèi)生、醫(yī)療領(lǐng)域： PSU完全符合衛(wèi)生要求，能經(jīng)得起130蒸汽反復(fù)消毒，用于衛(wèi)生醫(yī)療器械可代替不銹鋼、鋁等以降低成本。用PSU制作的醫(yī)療制品較玻璃制品成本低、而且不易破裂，故用于儀器外殼、齒科儀器、心瓣盒、刀片清理系統(tǒng)、軟接觸鏡片的成型盒、微型過濾器、透析膜等。43 （三） 、日

19、用品應(yīng)用領(lǐng)域： 用PSU制作的日用品主要為耐熱耐水解的產(chǎn)品，有加濕器、蒸汽熨斗、照相機(jī)盒、放映機(jī)元件等。 （四） 、粘合劑、涂料： 所有帶硅烷的聚砜均可作為粘合劑。用于上漿玻纖和石墨纖維，制作復(fù)合材料。用石墨織物增強(qiáng)的帶硅烷基的PSU可制作升降舵等飛機(jī)部件。PSU和固體潤滑劑聚四氟乙烯并用，可制作耐磨性涂料。 （五） 、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域： PSU還可以制造各種化工加工設(shè)備，有泵外罩、塔外保護(hù)層、食品加工設(shè)備、污染控制設(shè)備、奶制品加工設(shè)備及工程、建筑、化工用管道等。44聚醚砜的應(yīng)用聚醚砜的應(yīng)用(PES)(PES) 聚醚砜適用于制造高強(qiáng)度、低蠕變性、高尺寸穩(wěn)定性、能在較高溫度下使用的制品，廣泛應(yīng)用于電

20、子電器、機(jī)械設(shè)備、交通運(yùn)輸、醫(yī)療、食品等領(lǐng)域.45聚醚砜的應(yīng)用聚醚砜的應(yīng)用 電器電子領(lǐng)域 因?yàn)樗哂袃?yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、耐熱、阻燃、可耐焊錫、耐各種清洗劑，可鑲嵌金屬件、與環(huán)氧樹脂黏結(jié)性好等，故可作H級絕緣材料用。 主要制品有：線圈骨架、電位計(jì)的外部底座、吹風(fēng)器零件、印刷電路板、按鈕式開關(guān)、可控硅的絕緣體、電動(dòng)工具馬達(dá)的絕緣體、打印機(jī)、送風(fēng)機(jī)、繼電器等的線圈骨架、DIP開關(guān)，各類插接件。46機(jī)械領(lǐng)域機(jī)械領(lǐng)域 利用其高溫抗蠕變性（150），尺寸穩(wěn)定性、耐油性、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，在一般樹脂不能滿足使用要求的地方得到了廣為利用。47機(jī)械領(lǐng)域機(jī)械領(lǐng)域 主要制品有：各類機(jī)器的杠桿、柄、支架等，X-射線裝置的觀

21、察玻璃、鏈鋸、農(nóng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽化器等絕緣體、活塞環(huán)、耐熱滾輪、齒輪、復(fù)印機(jī)零件、照相機(jī)零件、復(fù)印機(jī)零部件、工業(yè)用吹風(fēng)機(jī)罩、汽車空調(diào)的零部件、電弧焊槍的手柄、齒輪、各種物質(zhì)分析組件。48機(jī)械領(lǐng)域機(jī)械領(lǐng)域 利用其在160的熱水或蒸氣條件下還能保持優(yōu)異的抗蠕變、剛性和尺寸穩(wěn)定性，應(yīng)用于熱水、蒸汽用閥門、防腐蝕電極的絕緣體、溫度傳感器的組件、泵的泵體和葉輪、散熱器閥門、超濾裝置用零部件。49 交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸 主要在汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸行業(yè)利用其在-100180廣闊溫度范圍內(nèi)的剛性和尺寸穩(wěn)定性，高溫抗蠕變性，耐汽油、柴油、各類機(jī)油等特長。 主要制品有：各種軸承保持架、制動(dòng)軸的軸瓦、點(diǎn)火器的噪音消除器、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪、汽化器的線圈骨架、霧燈反光鏡、止推環(huán)以及飛機(jī)熱空氣導(dǎo)管和窗框等。 50 交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸 使用工程塑料制造軸承