聚醚砜的性能及應(yīng)用

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生課程哈爾濱工業(yè)大學(xué)研究生課程 聚醚砜聚醚砜(PES)是英國帝國化學(xué)是英國帝國化學(xué)(ICI)公司公司1972 年開發(fā)成功的特種熱塑性工程塑料年開發(fā)成功的特種熱塑性工程塑料 分子結(jié)構(gòu)中既不含熱穩(wěn)定性較差的脂肪烴鏈節(jié)，又不含剛性大的聯(lián)苯鏈節(jié)，而分子結(jié)構(gòu)中既不含熱穩(wěn)定性較差的脂肪烴鏈節(jié)，又不含剛性大的聯(lián)苯鏈節(jié)，而 主要由砜基、醚基和次苯基組成主要由砜基、醚基和次苯基組成。 PES被人們譽(yù)為是第一個綜合了高熱變形溫度、高沖擊強(qiáng)度和優(yōu)被人們譽(yù)為是第一個綜合了高熱變形溫度、高沖擊強(qiáng)度和優(yōu) 良成型性的工程塑料良成型性的工程塑料 砜基賦予耐熱性，醚基使聚合物鏈節(jié)在熔融狀態(tài)時具有良好的流動性，

2、易于砜基賦予耐熱性，醚基使聚合物鏈節(jié)在熔融狀態(tài)時具有良好的流動性，易于 成型加工，在對苯撐結(jié)構(gòu)上交替連接砜基和醚基能得到非結(jié)晶性的聚合物。成型加工，在對苯撐結(jié)構(gòu)上交替連接砜基和醚基能得到非結(jié)晶性的聚合物。 S O O O * n （1）熔融脫鹽法）熔融脫鹽法 （2）脫氯化氫法）脫氯化氫法 （3）溶液脫鹽法溶液脫鹽法 目前目前ICI公司公司PES的年產(chǎn)量為的年產(chǎn)量為1000噸以上噸以上,商品名稱為商品名稱為“Victrex”，主，主 要品級有通用品級要品級有通用品級4100G、4800G，玻璃纖維增強(qiáng)品級，玻璃纖維增強(qiáng)品級4101GL30等等 德國的巴斯夫德國的巴斯夫(BASF)公司、美國的聯(lián)合

3、碳化物公司公司、美國的聯(lián)合碳化物公司(UCC) 以及日本的以及日本的 住友化學(xué)工業(yè)公司等也有少量產(chǎn)品生產(chǎn)住友化學(xué)工業(yè)公司等也有少量產(chǎn)品生產(chǎn) 4-氯氯-4-羥基二苯砜鹽的自縮聚羥基二苯砜鹽的自縮聚 （1）熔融脫鹽法）熔融脫鹽法 ClnOS O O OK S O O O * n +nKCl （2）脫氯化氫法）脫氯化氫法 二磺酰氯和聯(lián)苯醚共縮聚二磺酰氯和聯(lián)苯醚共縮聚 ClnOS S O O O * n +nHCl O O ClS O O O+ n （3）溶液脫鹽法溶液脫鹽法 單酚脫鹽法單酚脫鹽法 ClnSCl ClnSONa ClnS OH ClnS OK S O O O * n O O O O O

4、 O O O S O O O * n +nNaCl OR +nKCl （3）溶液脫鹽法溶液脫鹽法 雙酚脫鹽法雙酚脫鹽法 HOnSOH n SOKKO S O O O * n O O O O n SOKKO O O + ClnS O O O SCl O O PES為非結(jié)晶性樹脂，具有在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的機(jī)械性能的特點(diǎn)為非結(jié)晶性樹脂，具有在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的機(jī)械性能的特點(diǎn) 100溫度下的模量在所有熱塑性工程塑料中是最高的溫度下的模量在所有熱塑性工程塑料中是最高的 PES的耐蠕變性也極為突出，即使在高負(fù)荷下，其耐蠕變性也是極為優(yōu)秀的的耐蠕變性也極為突出，即使在高負(fù)荷下，其耐蠕變性也是

5、極為優(yōu)秀的 PES 的尺寸穩(wěn)定性好，成型收縮率小，僅為的尺寸穩(wěn)定性好，成型收縮率小，僅為0.6%左右左右 線膨脹系數(shù)小，在線膨脹系數(shù)小，在-100225較寬的溫度范圍內(nèi)保持恒定較寬的溫度范圍內(nèi)保持恒定 性能測試方法數(shù)值性能測試方法數(shù)值 密度(g/cm3)ASTM D7921.37折光率1.65 吸水率(%)ASTM D5700.43成型收縮率(%)ASTM D9550.60 拉伸強(qiáng)度(MPa)ASTM D63886.0彎曲強(qiáng)度(MPa)ASTM D790132.0 拉伸模量(MPa)ASTM D6382550彎曲模量(MPa)ASTM D7902650 伸長率(%)ASTM D63856抗壓強(qiáng)

6、度(MPa)ASTM D695110.0 Izod沖擊強(qiáng)度(J/m)缺口ASTM D25687.0洛氏硬度ASTM D785M98 PES的物理機(jī)械性能（通用品級的物理機(jī)械性能（通用品級4100G） PES具有優(yōu)異的耐熱性，其長期使用溫度為具有優(yōu)異的耐熱性，其長期使用溫度為180，熱變形溫度為，熱變形溫度為203， 而玻璃化溫度則高達(dá)而玻璃化溫度則高達(dá)225。 150空氣中的耐熱老化性實(shí)驗(yàn)表明隨著熱老化時間的推移拉伸空氣中的耐熱老化性實(shí)驗(yàn)表明隨著熱老化時間的推移拉伸強(qiáng)度略有提高強(qiáng)度略有提高 PES分子由于受熱而自由體積減小，整個分子結(jié)構(gòu)變得更為緊密分子由于受熱而自由體積減小，整個分子結(jié)構(gòu)變得更

7、為緊密 思考：思考：PES具有良好耐熱性能和阻燃性能的原因是什么？具有良好耐熱性能和阻燃性能的原因是什么？ PES屬自熄性材料，按屬自熄性材料，按UL94標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，被確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，被確認(rèn)為V-0級級 燃燒時發(fā)煙量非常低燃燒時發(fā)煙量非常低，為聚四氟乙烯的，為聚四氟乙烯的1/2，僅次于聚醚醚酮，僅次于聚醚醚酮 PES的熱性能和阻燃性能（通用品級的熱性能和阻燃性能（通用品級4100G） 性能測試方法數(shù)值性能測試方法數(shù)值 比熱(J/kg)-1088玻璃化轉(zhuǎn)變溫度-225 熱變形溫度(%)ASTM 648203 長期使用溫度UL746180 線膨脹系數(shù)(10-5/)ASTM D6965.5阻燃

8、性(0.5mm)UL 94V-0 氧指數(shù)（1.6mm）ASTM D28638 PES能耐多種化學(xué)藥品，對除了濃硫酸、濃硝酸而外的酸類、堿、油、潤滑脂、脂肪能耐多種化學(xué)藥品，對除了濃硫酸、濃硝酸而外的酸類、堿、油、潤滑脂、脂肪 烴和醇類均顯示出優(yōu)秀的抗腐蝕性；烴和醇類均顯示出優(yōu)秀的抗腐蝕性； 不耐極性溶劑不耐極性溶劑(如酮類、氯仿等如酮類、氯仿等)的浸蝕的浸蝕； 二甲基甲二甲基甲酰胺、二氯甲烷、酰胺、二氯甲烷、N-甲基毗咯烷酮等可以作為溶解甲基毗咯烷酮等可以作為溶解PES的優(yōu)良溶劑的優(yōu)良溶劑 PES在水中不發(fā)生分解，但水會對其產(chǎn)生輕微的增塑作用，從而導(dǎo)致機(jī)械性能的變化在水中不發(fā)生分解，但水會對其

9、產(chǎn)生輕微的增塑作用，從而導(dǎo)致機(jī)械性能的變化 PES的電性能（通用品級的電性能（通用品級4100G） 性能測試方法數(shù)值性能測試方法數(shù)值 介電常數(shù)(20,60106Hz) 表面電阻() ASTM D150 ASTM D257 3.5 31016 介電損耗 20，60Hz ASTM D150 0.0010 體積電阻(cm)ASTM D2575101620, 103Hz0.0035 耐電弧性(S)ASTM D4987020, 106Hz0.0060 擊穿電壓（KV/mm）ASTM D14916 注射成型注射成型 擠出成型擠出成型 注射機(jī)料筒的溫度最好能加熱到注射機(jī)料筒的溫度最好能加熱到400,最大最大

10、 注射壓力應(yīng)達(dá)到注射壓力應(yīng)達(dá)到160MPa。 PES通用品級的擠出成型溫度是，加料段通用品級的擠出成型溫度是，加料段 180，壓縮段，壓縮段330 ，機(jī)頭，機(jī)頭330350 PES屬于頓型流體，亦即熔體粘度對溫度的屬于頓型流體，亦即熔體粘度對溫度的 依存性較大依存性較大,因而提高溫度是增加熔體流動性因而提高溫度是增加熔體流動性 的有效措施。根據(jù)的有效措施。根據(jù)PES的熔融溫度和熱穩(wěn)定的熔融溫度和熱穩(wěn)定 性性,料筒溫度以控制在料筒溫度以控制在340-370為好為好 止推環(huán)止推環(huán) 空調(diào)壓縮系統(tǒng)的密封條空調(diào)壓縮系統(tǒng)的密封條 濾網(wǎng)濾網(wǎng) 傳動密封環(huán)傳動密封環(huán) 發(fā)動機(jī)控制器發(fā)動機(jī)控制器 ABS制系統(tǒng)零件制系統(tǒng)零件 齒輪傳動裝置齒輪傳動裝置 思考題思考題 1. 1. 在汽車上的主要應(yīng)用都利用了在汽車上的主要應(yīng)用