聚砜(PSU),是一種非結(jié)晶性熱塑性工程塑料,分子主鏈中含有砜基及芳環(huán)。
目前市場(chǎng)上已商品化且技術(shù)較為成熟的聚砜樹脂主要有三類:雙酚A型聚砜(PSU)、聚苯砜(PPSU)和聚醚砜(PES或PESU)。
●PSU絕緣性能最佳,在極性溶劑中具較好的溶解度,且具優(yōu)異的成膜性、選擇透過(guò)性等特點(diǎn),但熱學(xué)性能不及另外兩種,主要應(yīng)用在凈化水處理膜、醫(yī)療設(shè)備、熱水管閥配件等領(lǐng)域。
●PPSU具有高透明性、高耐溫性、可反復(fù)高溫蒸汽滅菌及食品衛(wèi)生安全性能,主要用于制造食品接觸、醫(yī)療器械等關(guān)鍵設(shè)備零部件,例如醫(yī)用消毒盒、嬰幼兒奶瓶等。
●PES綜合性能突出,符合食品安全等級(jí),且具有高透明、耐高溫、耐油、高附著力、優(yōu)異的成膜性等性能,應(yīng)用于食品接觸器具、高溫涂料、水處理膜、廚衛(wèi)電器、耐高溫消防面罩等領(lǐng)域。
聚砜(PSU)的性能
耐高溫性能
聚砜的熱變形溫度(HDT)較高,未增強(qiáng)的聚砜熱變形溫度可達(dá)174℃,經(jīng)過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)后,熱變形溫度可進(jìn)一步提高。長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)150℃,能夠在較高溫度環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。
在高溫環(huán)境下,長(zhǎng)期使用聚砜,它仍能較為輕松地保持較好的機(jī)械性能以及物理性能,并且不容易發(fā)生老化與變形,這也體現(xiàn)了聚砜良好的耐熱老化特性。
化學(xué)穩(wěn)定性
聚砜在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑環(huán)境中,具有優(yōu)良的耐腐蝕性,在強(qiáng)氧化性的介質(zhì)中,抗氧化性不強(qiáng)。
聚砜具有良好的耐水解性,在高溫高壓的水蒸汽環(huán)境中,性能依然穩(wěn)定,可用于制造與高溫水和蒸汽接觸的設(shè)備部件。
機(jī)械性能
聚砜的剛性非常高,純聚砜的彎曲模量約為2.5GPa,經(jīng)過(guò)增強(qiáng)后,彎曲模量可顯著提高,能夠滿足一些對(duì)剛性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
聚砜具有比較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,能夠去承受相對(duì)較大的外力作用,而且不容易破裂或損壞。
電性能
聚砜的介電強(qiáng)度很高,電絕緣性能也非常穩(wěn)固和可靠,在制作電子電器的絕緣部件能起重要作用,在復(fù)雜的環(huán)境中仍能保持優(yōu)異的狀態(tài)。
聚砜具備優(yōu)良的耐電弧性,而且在高壓電弧的作用下,不容易出現(xiàn)漏電以及擊穿的現(xiàn)象,能夠很好的保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。
聚砜(PSU)的改性方向與加工工藝
改性技術(shù)——
為了更高效更好地滿足各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的需求,必須繼續(xù)提升聚砜的性能,一般需要對(duì)其進(jìn)行改性升級(jí)。
常規(guī)的材料改性方法都可以用在聚砜上,比如增強(qiáng)改性、填充改性以及合金化改性等。
玻璃纖維或碳纖維能顯著提高聚砜的強(qiáng)度和剛性。
礦物填料,既能降低成本,還能優(yōu)化某些特定性能。
合金化改性就是把聚砜與其他聚合物結(jié)合起來(lái),從而充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn),強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合性能翻倍。
加工工藝——
注塑成型是聚砜常用的加工方式之一。
聚砜熔體的粘度比較高,注塑時(shí)需要把溫度和壓力,設(shè)置得更高一些。
注塑時(shí)模具溫度一般控制在120-150℃之間,料筒溫度在320-380℃之間??梢杂糜谥圃祀娮与娖魍鈿ぁ⑵嚵悴考刃螤畋容^復(fù)雜的產(chǎn)品。
擠出成型:可用于生產(chǎn)聚砜管材,以及板材、棒材等型材。擠出過(guò)程則需要精確的控制熔體溫度和擠出速度,才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量的溫度。
熱成型:把聚砜板材加熱到軟化溫度,使用模具制造各種形狀的制品。
聚砜(PSU)塑料在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用
電子電器領(lǐng)域——
在電子領(lǐng)域,聚砜可用于絕緣材料、電子連接器、高頻電路板、傳感器外殼等。在汽車領(lǐng)域,可用于發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器外殼、電動(dòng)汽車電池托盤(可減重25%)、內(nèi)外飾等。
醫(yī)療領(lǐng)域——
在醫(yī)療領(lǐng)域,聚砜的材料性能可精準(zhǔn)匹配醫(yī)療需求。聚砜中空纖維膜孔隙率高、膜孔規(guī)則,對(duì)中分子毒素(如β2-微球蛋白)清除率比纖維素膜高30%-50%,顯著降低尿毒癥并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn),是血液透析膜、心臟瓣膜、心臟起搏器、膜式人工肺等醫(yī)療器械中無(wú)法取代的原材料。同時(shí),聚砜還可用于人工關(guān)節(jié)、骨板、牙根的制造、麻醉面罩、醫(yī)療器械外殼等。
航空航天領(lǐng)域——
在航空航天領(lǐng)域,聚砜可用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、機(jī)身框架、機(jī)艙內(nèi)飾、天線罩、燈具遮光板、宇航員面罩、宇航器外部防護(hù)罩等部件。
汽車工業(yè)——
聚砜具備耐高溫性和耐化學(xué)性,可被用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)周邊的零部件,像節(jié)氣門體,還有進(jìn)氣歧管等,能夠在高溫和惡劣的化學(xué)環(huán)境中正常地工作。
聚砜的高強(qiáng)度、高剛性和良好的外觀質(zhì)量,使其可用于制造汽車內(nèi)飾件,如儀表盤、座椅框架等,提高汽車的內(nèi)飾品質(zhì)。
主要供廠商:聚醚砜國(guó)外技術(shù)優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯。國(guó)外產(chǎn)能來(lái)看,國(guó)外企業(yè)主要有索爾維(30000噸/年)、德國(guó)-巴斯夫 Ultrason PSU(24000噸/年)等。值得一提的是,索爾維拆分后,蘇威Syensqo負(fù)責(zé)主要負(fù)責(zé)特種聚合物、復(fù)合材料等業(yè)務(wù)。