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聚砜类塑料制品
聚砜最早出现于20世纪60年代，是分子主链中含有烃基-SO2-烃基的热塑性树脂；英文名Polysulfone（简称PSF或PSU）。聚砜有普通双酚A型PSU（即通常所说的PSU）、聚苯砜和聚醚砜。与此对应，巴斯夫分别开发出了这三类物质的衍生物：UItrason® S（双酚A型聚砜）、UItrason® P（聚苯砜）和UItrason® E（聚醚砜）。
一.聚砜分子式对比及理论分析
普通双酚A型PSU的分子式：
砜基的共轭效应提供了抗氧化性和热稳定性；醚链改善了韧性，苯环保证了其力学强度与模量。
聚苯砜PPSU的分子式：
聚苯砜主链上的苯环，提供了高的耐热性和机械性能；醚键提供了优良的流动性和加工性能。
聚醚砜PESU的分子式：
醚基提供了柔顺性及高流动性，砜基提供了耐热型，亚苯基提供了刚性。
PSU颗粒
PSU是略带琥珀色、非晶型透明或半透明聚合物，其力学性能优异、刚性大、耐磨、高强度，即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点；其范围为为-100~150℃,，长期使用温度为160℃，短期使用温度为 190℃。另外，PSF还具有热稳定性高、耐水解、尺寸稳定性好、成型收缩率小、无毒、耐辐射、耐燃、有熄性等优良特性。
下表为这三种聚砜的性能比较：
表1：双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜的性能比较
|
项目 |
聚砜（双酚A型） |
聚芳砜 |
聚醚砜 |
|
PSU/PSF |
PASF |
PES |
|
|
软化点（℃） |
190 |
288 |
|
|
相对密度 |
1.24 |
1.36 |
1.37 |
|
抗张强度(MPa) |
70 |
94 |
86 |
|
伸长率(%) |
50～60 |
7～10 |
40～80 |
|
抗压强度(MPa) |
280 |
150 |
130 |
|
抗弯强度(MPa) |
107 |
127 |
136 |
|
抗冲强度,(缺口)(KJ/m²) |
100 |
23 |
|
|
硬度(洛氏) |
M69(R120) |
M110 |
M88 |
|
揉曲模量,23℃,GPa |
2.7 |
2.6 |
2.6 |
|
抗张模量,23℃,GPa |
2.2 |
2.4 |
|
|
比热，(J/Kg·K) |
1004.83 |
||
|
热膨胀系数10-5cm/cm (℃) |
1.7 |
||
|
热变形温度（1.86MPa)(℃)) |
174 |
274 |
203 |
|
(0.45MPa)(℃) |
181 |
281 |
210 |
|
连续使用最高温度(℃) |
150～170 |
200 |
180～200 |
|
电阻率23℃(Ω·cm) |
5×1016 |
3.2×1016 |
1017 |
|
介电强度(KV/mm)(短时) |
3.0 |
6.3 |
16 |
|
介电常数60Hz |
3.07 |
3.94 |
3.5 |
|
吸水性24h,3.2mm试样（%） |
0.22 |
1.8 |
0.43 |
二.双酚A型聚砜
英文名:polysulfone
简称:PSU（PSF）
双酚A型聚砜以双酚A和4，4′－二氯二苯砜为原料，经缩聚反应制备而成。双酚A型聚砜可以看成是由异亚丙基、醚基、砜基和亚苯基连接起来的线性高分子聚合物。双酚A型聚砜的硫原子是最高氧化态，分子中所有的链不易水解，耐酸、耐碱。溶于N,N-二甲基乙酰胺等极性溶剂中。
1.双酚A型聚砜的性能分析
1）力学性能
双酚A型聚砜具有优异的力学性能，其拉伸强度和弯曲程度都高于一般的工程材料，在高温条件下的力学性能保持率高，冲击强度在-60~120 ℃范围内变化不大。
双酚A型聚砜的主要缺点：抗疲劳性差，有内应力开裂现象。
2）热性能
双酚A型聚砜具有优异的耐热性，如表1所示：
表1：双酚A型聚砜热性能
|
玻璃化温度 |
190 ℃ |
|
脆化温度 |
-101 ℃ |
|
热变形温度 |
175 ℃ |
|
长期使用温度 |
-100 ℃~150 ℃ |
3）电性能
双酚A型聚砜在宽广的温度和频率范围内具有优异的电性能，在水及潮湿的空气中电性能变化很小。
4）耐化学药品性
双酚A型聚砜的化学稳定性好，对无机酸、碱、盐溶液都很稳定，但其受某些极性有机溶剂如酮类、卤代烃和芳香烃等作用会发生腐蚀的现象。
5）其他性能
双酚A型聚砜的耐辐射性能优良，但耐候性和耐紫外线性较差；其吸水率为0.22%，成型收缩率为0.7%，尺寸稳定性好，在湿热的条件下其尺寸变化微小。回复“收缩”查看更多
2.双酚A型聚砜的成型加工性能
双酚A型聚砜可采用注射、挤出、吹塑、旋转等各种方法成型。具体加工性能表现为：
1）双酚A型聚砜在成型过程中对剪切速率不敏感，粘度较高，熔融流动中的分子定向较低，易获得均匀的制品，易进行规格和形状的调整，适合于挤出成型加工异形制品。
2）双酚A型原料在成型前必须充分干燥，否则制品表面会出现气泡、银丝现象。一般库存的原料含湿率约0.3％，须干操到0.05％以下。下角料经粉碎、干燥后可再生利用。
3）设计模具时应注意使熔融流动的阻力最小，采用高温高压注射成型时应使物料流程最短。注射嘴直径应大于3mm，当制品尺寸达100mm时注射嘴直径应大于4mm。
目前PSU主要用于电子、电气方面。电子、电气向小型、轻量、耐高温方向发展，促进了PSU消费的增长。在汽车，航天、医疗、卫生中PSU的需求量仍在保持稳定增长的势头。
三．聚苯砜（聚苯醚砜）
英文名称：ployarylsulphone
简称：PPSU
聚苯砜由双芳环硫酰氯与芳环缩聚而成，其应用主要是电子电气和汽车行业。
1.聚苯砜的性能分析
1）热性能
耐热性高：200℃以下机械性能不变，-150℃低温下仍不脆裂；Tg为225℃，Td＞203℃。
2）机械性能
机械性能在热塑性塑料中属于比较优秀的，如下表所示：
表2：聚苯砜的机械性能
|
拉伸强度 |
84.3MPa |
|
弯曲模量 |
2.65GPa |
|
断裂伸长率 |
80％ |
|
缺口冲击强度 |
0.91J／cm |
3）难燃性
难燃，用厚0.5mm的试样试验，可达UL94V—0级标准；在强制燃烧时发烟量很少。
4）耐药品性
对酸、碱等无机药品及溶剂有优良的耐药品性；但溶于极强的有机溶剂如二氯乙烷、N—甲基吡咯烷酮。
5）电性能
优异的电性能，在200℃下绝缘性能稳定。
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2.聚苯砜的加工性能
采用注射、挤出或压缩成型技术加工成制品。但聚苯砜具有高的熔融粘度，需采用专用的加工设备。
|
加工温度 |
400～425℃ |
|
压力要求 |
140～210MPa |
|
模具温度 |
230～280℃ |
四．聚醚砜（聚芳醚砜）
英文名称：polyether sulfone
简称：PESU
聚醚砜颗粒
1.聚醚砜的性能分析
表3：聚醚砜的使用等温度
|
Tg |
225℃ |
|
Td |
204℃ |
|
连续使用温度 |
180 ～ 200℃ |
|
可耐蒸汽温度 |
150 ～ 160℃ |
2.聚醚砜的加工性能
采用注射成型、挤出成型、吹塑成型、压缩成型或真空成型，高模温有助于成型和减小成型引起的应力。
注射成型温度:310～390℃
模温:140～180℃
PESU是一种无定形树脂，模收缩率很小，可加工成对容限要求高及薄壁的制品。
3.聚醚砜的应用领域
聚醚砜具有特有的设计性能：包括宽温度范围内（－100～200℃）的高机械性能、高热变形温度及良好耐热老化性能，长期使用温度达 180℃，制品耐侯性好，阻燃及低烟密度性，良好电性能、透明等。
PESU滤芯
因此PESU制品大量应用于电气电子、机械、医疗、食品及航空航天领域。
五.巴斯夫UItrason®系列的应用举例
超滤膜组件
手持咖啡机
雾灯壳
不沾涂料
泵推进器（箭头所示）
消防头盔的面罩
碳纤维复合材料
中空纤维膜
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