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(huán)基團(tuán)。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(diǎn),小弟比我們差一點(diǎn)。下面給大家介紹下我們?nèi)值埽?/p>
聚砜(英語(yǔ):polysulfone)指的是分子鏈中有烴基-SO2-烴基結(jié)構(gòu)單元的一類熱塑性聚合物材料,簡(jiǎn)稱 PSF 或 PSU。這類聚合物材料以其良好的韌性和高溫下的穩(wěn)定性聞名。
圖 砜聚合物結(jié)構(gòu)通式,R、R' 表示含有芳香環(huán)的基團(tuán)
1965年,美國(guó)聯(lián)合碳化物首先將聚砜生產(chǎn)工業(yè)化,由于原材料成本較高,加工較難,聚砜一般用于對(duì)材料要求十分苛刻的用途,也是聚碳酸酯的高級(jí)代用品。目前聚砜樹(shù)脂的生產(chǎn)廠家主要有巴斯夫、索爾維、住友化學(xué)、山東浩然特塑、江門(mén)優(yōu)巨新材料、吉大特塑、 山東津蘭特種聚合物等等。
而通常所說(shuō)的 PSU 是指雙酚A型聚砜,除此之外,常見(jiàn)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(jiàn)的三種砜聚合物結(jié)構(gòu)式
一、結(jié)構(gòu)區(qū)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(jīng)成鹽、縮聚等步驟進(jìn)行合成得到,分子結(jié)構(gòu)式如下:
圖 PSU樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)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(cè)鏈?zhǔn)咕酆衔锏奈鼭裥孕。浑娦阅苡兴岣撸珜?duì)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(jié)構(gòu)式如下:
圖 PES樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)式
與PSU相比,PES的大分子主鏈上不含對(duì)耐熱性和熱氧穩(wěn)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(guò)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PPSU的優(yōu)點(diǎn),綜合性能優(yōu)于PSU和PPSU。它的耐熱性優(yōu)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(gè)綜合了高熱變形溫度,高沖擊強(qiáng)度和最優(yōu)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(lián)苯二酚和4,4′-二氯二苯砜經(jīng)成鹽、縮聚等步驟進(jìn)行合成得到,分子結(jié)構(gòu)式如下:
圖 PPSU樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)式
與PSU相比,PPSU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(guò)PSU,因此.其熔體黏度更高,熔融流動(dòng)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(tuán),此中硫原子處于最高的氧化狀態(tài),而且-SO2-基團(tuán)兩邊有共軛的苯環(huán),因而使得聚砜具有較高的抗氧化性能和熱穩(wěn)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(diǎn)是在較寬廣的溫度范圍內(nèi)能穩(wěn)定保持良好的機(jī)械強(qiáng)度,具有優(yōu)異的耐熱性、耐蠕變性。
表 三種聚砜物性對(duì)比,數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò),僅供參考
三、應(yīng)用舉例
聚砜的應(yīng)用涉及水處理膜、醫(yī)療、航空航天、汽車、涂料等等,譬如PPSU的典型應(yīng)用有奶瓶、餐具、醫(yī)療設(shè)備等。
圖 PES在眼鏡邊框中的應(yīng)用
圖 PES在果汁機(jī)螺桿上的應(yīng)用
圖 PES在空氣炸鍋透明鍋蓋上的應(yīng)用
圖 PSU在濾膜用管件和封端部件上應(yīng)用
圖 PPSU在水系統(tǒng)插頭中的應(yīng)用
圖 PPSU在嬰兒奶瓶中應(yīng)用,源于網(wǎng)絡(luò)
圖 PPSU在CIGRIG電子煙上應(yīng)用,源自思格瑞格官網(wǎng)
圖 IQOS上蓋外殼采用PPSU改性材料(來(lái)源網(wǎng)絡(luò))
圖 iphone 7 iphone 8 的天線注塑應(yīng)用PPSU
以上就是三種常見(jiàn)聚砜種類的區(qū)分比較,如您有不同意見(jiàn)或有所補(bǔ)充,歡迎您留言研討!
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