我叫聚醚砜,屬于砜家族的成員,跟家族其他成員不一樣,我們是含有芳香環基團。我們家三兄弟,我排行老二,聚醚砜(PES、PESU),大哥是聚亞苯基砜(PPSU),小弟是雙酚A型聚砜(PSU)。老大力量,耐溫比我好一點,小弟比我們差一點。下面給大家介紹下我們三兄弟:
聚砜(英語:polysulfone)指的是分子鏈中有烴基-SO2-烴基結構單元的一類熱塑性聚合物材料,簡稱 PSF 或 PSU。這類聚合物材料以其良好的韌性和高溫下的穩定性聞名。
圖 砜聚合物結構通式,R、R' 表示含有芳香環的基團
1965年,美國聯合碳化物首先將聚砜生產工業化,由于原材料成本較高,加工較難,聚砜一般用于對材料要求十分苛刻的用途,也是聚碳酸酯的高級代用品。目前聚砜樹脂的生產廠家主要有巴斯夫、索爾維、住友化學、山東浩然特塑、江門優巨新材料、吉大特塑、 山東津蘭特種聚合物等等。
而通常所說的 PSU 是指雙酚A型聚砜,除此之外,常見的聚砜品種還有 PES(聚醚砜)和 PPSU(聚亞苯基砜,又叫聚苯砜)。
圖 常見的三種砜聚合物結構式
一、結構區別
1. 雙酚A型聚砜(PSU)
雙酚A型聚砜由雙酚A和4,4′-二氯二苯砜經成鹽、縮聚等步驟進行合成得到,分子結構式如下:
圖 PSU樹脂的結構式
亞異丙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;非極性的甲基側鏈使聚合物的吸濕性小;電性能有所提高,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使用溫度均低于PPSU、PES。
2. 聚醚砜(PES、PESU)
聚醚砜的合成方法較多,有熔融脫鹽法、脫氯化氫法以及溶液脫鹽法等等,其分子結構式如下:
圖 PES樹脂的結構式
與PSU相比,PES的大分子主鏈上不含對耐熱性和熱氧穩定性不利的亞異丙基;與PPSU相比,其分子主鏈中又不含使分子鏈過分剛硬的聯苯基,而是保留了使聚砜塑料具有高的耐熱性、熱氧穩定性、力學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兼備了PSU和PPSU的優點,綜合性能優于PSU和PPSU。它的耐熱性優于PSU,加工性比PPSU好.可用一般熱塑性塑料的加工方法加工,被稱為第一個綜合了高熱變形溫度,高沖擊強度和最優良成型工藝性的工程塑料。
3. 聚亞苯基砜(PPSU)
聚亞苯基砜由4,4′-聯苯二酚和4,4′-二氯二苯砜經成鹽、縮聚等步驟進行合成得到,分子結構式如下:
圖 PPSU樹脂的結構式
與PSU相比,PPSU的分子鏈中不含亞異丙基卻含大量的聯苯基,因而其耐熱性更加突出,但分子鏈中的醚鍵仍能提供一定的柔韌性,使其可在-240℃的低溫下使用。但是,PPSU分子鏈的剛性大大超過PSU,因此.其熔體黏度更高,熔融流動性更差,更難以加工。
二、性能差異
聚砜的大分子鏈上均存在-SO2-基團,此中硫原子處于最高的氧化狀態,而且-SO2-基團兩邊有共軛的苯環,因而使得聚砜具有較高的抗氧化性能和熱穩定性,并且使大分子鏈具有一定的剛性。
三種聚砜的最大特點是在較寬廣的溫度范圍內能穩定保持良好的機械強度,具有優異的耐熱性、耐蠕變性。
表 三種聚砜物性對比,數據來源于網絡,僅供參考
三、應用舉例
聚砜的應用涉及水處理膜、醫療、航空航天、汽車、涂料等等,譬如PPSU的典型應用有奶瓶、餐具、醫療設備等。
圖 PES在眼鏡邊框中的應用
圖 PES在果汁機螺桿上的應用
圖 PES在空氣炸鍋透明鍋蓋上的應用
圖 PSU在濾膜用管件和封端部件上應用
圖 PPSU在水系統插頭中的應用
圖 PPSU在嬰兒奶瓶中應用,源于網絡
圖 PPSU在CIGRIG電子煙上應用,源自思格瑞格官網
圖 IQOS上蓋外殼采用PPSU改性材料(來源網絡)
圖 iphone 7 iphone 8 的天線注塑應用PPSU
以上就是三種常見聚砜種類的區分比較,如您有不同意見或有所補充,歡迎您留言研討!
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