聚砜研究現(xiàn)狀.ppt

1、聚砜類(lèi)樹(shù)脂性能應(yīng)用 及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,1.聚砜綜述,聚砜樹(shù)脂是20世紀(jì)60年代中期以后出現(xiàn)的一種 熱塑性工程塑料, 是在分子主鏈上含有砜基和芳核的 非結(jié)晶性高分子化合物。聚砜通常包括雙酚A聚砜(PSU)、聚苯砜(PAS)和聚醚砜(PES)三類(lèi)品種。而聚砜中的雙酚A聚砜以及聚醚砜, 由于有好的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性, 耐水解、耐輻射、耐燃等, 則應(yīng)用較為廣泛。這次主要介紹的為PSU樹(shù)脂。,拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均高于普通工程塑料； 融化溫度在340390 ，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為190 ，熱變形溫度為175 ，最高使用溫度150165 ，長(zhǎng)期使用溫度-100150 ； 具有良好的電絕緣性，尤其是在高溫環(huán)境和

2、水及潮濕空氣中放置后仍能保持良好的電絕緣性。 對(duì)一般無(wú)機(jī)酸，堿，鹽以及脂肪烴，醇類(lèi)和油類(lèi)都較穩(wěn)定，但會(huì)受到強(qiáng)溶劑濃硫酸，硝酸作用，某些極性溶劑如酮類(lèi)，鹵代烴，芳香烴，甲基甲酰等會(huì)使其發(fā)生溶解和溶脹。 主要缺點(diǎn)：疲勞強(qiáng)度較低，易出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象 耐輻射性能優(yōu)良，但耐候性和耐紫外線性較差,聚砜主要有三種類(lèi)型：,（1） 雙酚A型聚砜（PSU）,（2）聚芳砜（PASF）,透明琥珀色堅(jiān)硬固體； 聯(lián)苯結(jié)構(gòu)代替異亞丙基和脂肪族C-C更突出的耐熱性和耐氧化降解性能； 剛性更大很高的熔融溫度和熔體粘度.,（3）聚醚砜（PES）,PES具有高耐熱性、高抗沖擊強(qiáng)度和優(yōu)良的加工性能。 透明琥珀色無(wú)定形聚合物； 耐蠕變

3、性能突出，在高溫和較大載荷下長(zhǎng)期使用仍能保持良好的力學(xué)性能； 耐熱性好，Tg 225 ，使用溫度可高達(dá)200 ； 易于加工成型，一般塑料加工方法均可采用,分子主鏈由醚基、砜基和亞苯基組成,2.聚砜的合成路線,聚砜是由二苯酚的二堿金屬鹽（如雙酚A 二鈉鹽）和活性芳族二鹵化物（如4，4- 二氯二苯基砜）聚合而成的芳族聚砜聚合物。聚砜生產(chǎn)通常采用法納姆（Farnham）的親核取代反應(yīng)，反應(yīng)式如下：,聚砜工業(yè)合成的方法幾乎完全采用親核取代縮聚路線。 生產(chǎn)方法有一步法和二步法： 二步法：由雙酚A 與堿原位反應(yīng)生成雙酚A 二鈉鹽，隨后與4，4二氯二苯基砜進(jìn)行親核取代反應(yīng)。 一步法：用碳酸氫鉀或碳酸鉀代替氫

4、氧化鈉合成聚砜，此法可以縮短合成步驟，避免脫水工序，縮短反應(yīng)時(shí)間，在提高產(chǎn)量方面很有潛力。 目前的生產(chǎn)大部分采用二步法來(lái)完成。,3. 聚砜的應(yīng)用,3.1.電子電氣領(lǐng)域,由于芳族聚砜的的加工性能良好以及良好的絕緣性。芳族聚砜可用于制作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽、絕緣套管、線圈骨架、接線柱和集電環(huán)等電氣零件, 印刷電路板、軸套、罩、TV系統(tǒng)零件、電刷座、堿性蓄電池盒等。目前電子、電氣向小型、輕量、耐高溫方向發(fā)展, 促進(jìn)了芳族聚砜消費(fèi)的增長(zhǎng)。,在汽車(chē)中的使用主要有: 利用聚醚砜的耐磨、耐負(fù)載、耐化學(xué)性制成止推環(huán);用于空調(diào)壓縮系統(tǒng)的密封條; 利用聚醚砜耐化學(xué)性、可塑性、可替換金屬生產(chǎn)濾

5、網(wǎng);利用聚醚砜的耐化學(xué)性、耐磨性、耐熱性、不產(chǎn)生碎屑的特點(diǎn)制成的傳動(dòng)密封環(huán); 利用聚醚砜的耐化學(xué)性、抗變形性、熱穩(wěn)定性及可塑性生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器; 制成在ABS制動(dòng)系統(tǒng)中使用的零件;齒輪傳動(dòng)裝置。預(yù)期該類(lèi)材料在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用前景會(huì)越來(lái)越大。,3.2.汽車(chē)領(lǐng)域,3.3.廚房及建筑領(lǐng)域,芳族聚砜為無(wú)毒制品, 可制成反復(fù)與食品接觸的用具。聚礬耐伽馬射線和倫琴射線, 略泄漏微波, 因而使它適用作微波爐的食用炊具, 這種炊具的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能和省時(shí)。 芳族聚砜可代替玻璃及不銹鋼制品用于制造蒸汽餐盤(pán)、咖啡盛器、微波烹調(diào)器、牛奶及農(nóng)產(chǎn)品盛器, 飲料和食品分配器等產(chǎn)品。 聚砜熱水管接頭取代銅接頭正在成為發(fā)展趨勢(shì)。,3

6、.4.衛(wèi)生及醫(yī)療器械方面,通常, 醫(yī)療器具和設(shè)備材料必須滿(mǎn)足很苛刻的要求, 例如耐蒸汽反復(fù)消毒、耐沖洗、耐消毒劑的要求, 同時(shí)還要求具有很高的抗沖擊強(qiáng)度。 聚砜的聚礬耐熱水和過(guò)熱蒸汽, 使它能制作要求高壓蒸汽消毒的醫(yī)用器具。 使用砜類(lèi)聚合物意味著較低的更換成本, 同時(shí)質(zhì)量得到減輕, 形狀可以設(shè)計(jì)得更復(fù)雜, 而且不會(huì)被腐蝕, 如果需要還可以制成透明的彩色產(chǎn)品。 芳族聚砜常用于制作各種醫(yī)療制品, 主要用于制作外科手術(shù)盤(pán)、噴霧器、加濕器、接觸透鏡夾具、流量控制器、器械罩、牙科器械、液體容器和實(shí)驗(yàn)室器械等, 其產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域正迅速增長(zhǎng), 有著許多潛在的市場(chǎng)。 聚砜制成膜并改性可以做為血液透膜使用。,3

7、.5.化工及航天領(lǐng)域,芳族聚砜可制造各種化工加工設(shè)備(如溫水泵外罩、塔外保護(hù)層等)、食品加工設(shè)備、污染控制設(shè)備、奶制品加工設(shè)備及工程、建筑、化工用管道等。也可用于飛機(jī)熱空氣導(dǎo)管和窗框等。 所有帶有硅烷端基的聚礬, 如PSF-SR ，PKXR 等均可作粘合劑, 用于上漿玻纖和石墨纖維制作復(fù)合材料, 用石墨織物增強(qiáng)的帶硅烷端基的聚礬可用來(lái)制作飛機(jī)的某些部件, 如升降舵等。,4.1.聚砜國(guó)外開(kāi)發(fā)歷史,早在20 世紀(jì)60 年代，聯(lián)合碳化物公司（UCC）的資深研究員奧爾福特法納姆（Alford Farnham）就完成了聚砜的開(kāi)發(fā)，并于1965 年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，年生產(chǎn)能力為4 500 t，以商品名Udel

8、PSO 在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。 80 年代后BASF 公司成為歐洲唯一一家生產(chǎn)和銷(xiāo)售聚砜的公司，其商品名為UltrasonS,到2004年該公司砜聚合物的生產(chǎn)能力已為6 000 t/a。 1983年Amoco Polymers 公司獲得了UCC 公司的聚砜經(jīng)營(yíng)權(quán)，從而支配了美國(guó)、西歐國(guó)家和日本的聚砜市場(chǎng)。 1998 年后期BP Ameco Engineering Polymers 公司獲得了Amoco 公司的聚砜經(jīng)營(yíng)權(quán)。2001 年后期聚砜的經(jīng)營(yíng)權(quán)又被蘇威尖端聚合物有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)蘇威）獲得，該公司目前的聚砜生產(chǎn)能力為27 100 t/a。,4.2.聚砜國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)歷史,國(guó)內(nèi)對(duì)聚砜的開(kāi)發(fā)工作早在1966

9、 年就由天津材料研究所率先研發(fā)，隨后上海市合成樹(shù)脂研究所和天山塑料廠共同開(kāi)發(fā)，并在1969 年建成了100 t/a生產(chǎn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)投入生產(chǎn)。 70 年代大連第一塑料廠利用上海的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，建成了工業(yè)化規(guī)模的裝置，目前仍在運(yùn)轉(zhuǎn)和銷(xiāo)售聚砜產(chǎn)品，以舵牌作為商品名。 80年代初上海曙光化工廠接替了天山塑料廠的生產(chǎn)，銷(xiāo)售聚砜，生產(chǎn)設(shè)計(jì)能力為200 t/a；1982 年以后，生產(chǎn)穩(wěn)定在220 t/a 的水平；但是2004 年以后由于化工廠的搬遷以及專(zhuān)業(yè)人員退休等多種原因，該廠不再生產(chǎn)聚砜。 上海曙鵬特種工程塑料有限公司于2002 年建成200 t/a 聚砜生產(chǎn)裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)至2007 年后也處于停頓狀態(tài)。,5.1.

10、聚砜國(guó)外主要制造廠商,目前，世界上聚砜類(lèi)塑料的生產(chǎn)商主要有德國(guó)BASF 公司、美國(guó)蘇威公司、日本住友公司和印度加爾邁化學(xué)公司。 蘇威是世界上唯一能夠同時(shí)制造聚砜系列樹(shù)脂的公司，它的產(chǎn)品主要銷(xiāo)往美國(guó)和歐洲市場(chǎng)。另外蘇威公司和日本帝人公司合股建成的TEAM 公司從美國(guó)引進(jìn)UdelPSF Mindel改性聚砜在日本銷(xiāo)售。 BASF 公司的產(chǎn)品除在歐洲銷(xiāo)售外還在美國(guó)、東南亞、日本和中國(guó)銷(xiāo)售。 日本住友公司是在1992 年后根據(jù)ICI Co.的貿(mào)讓協(xié)議開(kāi)始生產(chǎn)聚砜的，僅在日本國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售。1992 年以后，BASF 日本公司從德國(guó)進(jìn)口Ultrasons PSF 在日本銷(xiāo)售。其聯(lián)合生產(chǎn)能力達(dá)到了45 000

11、t/a。 俄羅斯在謝符欽克工廠也生產(chǎn)聚砜，商品名為HCPSU，其生產(chǎn)能力約為300 t/a。,5.2.聚砜國(guó)內(nèi)主要廠商,主要廠家: 大連第一塑料廠 上海帕斯砜材科技有限公司 上海曙光化工廠 天津硯津科技有限公司其中: 1.大連第一塑料廠 是20多年的老廠、老牌子知名度高點(diǎn)、估計(jì)其年產(chǎn)量在100噸； 2.上海帕斯砜材科技有限公司旗下上海帕斯砜高分子材料有限公司是專(zhuān)門(mén)從事聚砜生產(chǎn)的新廠家、質(zhì)量和技術(shù)領(lǐng)先一些，年產(chǎn)300噸； 3.上海曙光化工廠，內(nèi)幕消息得知已停產(chǎn)，正在等待改革； 4.天津硯津科技有限公司是30噸年產(chǎn)量的中試基地，產(chǎn)品質(zhì)量有優(yōu)勢(shì)；,5.3.國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀和前景,國(guó)內(nèi)聚砜市場(chǎng)常期被國(guó)外品牌占據(jù)；美國(guó)蘇威和德國(guó)巴斯夫等外國(guó)聚砜占據(jù)國(guó)內(nèi)80%的市場(chǎng)。并且國(guó)內(nèi)廠家量產(chǎn)的應(yīng)用都不還處在水處理和高端應(yīng)力應(yīng)用上，在血透膜應(yīng)上同美國(guó)蘇威還存在一定距離，天津硯津科技有限公司的聚砜的中試產(chǎn)量達(dá)到水處理膜應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)；在高端應(yīng)力應(yīng)用上海帕斯砜材料科技有限公司的聚砜完全可以替代蘇威和巴斯夫的牌號(hào)，但在市場(chǎng)占有上還要做大量的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)工作，并且在血透膜應(yīng)用領(lǐng)域帕斯砜已處在生物性能檢測(cè)上了。 相信在未來(lái)兩年內(nèi)上海帕斯砜和天津硯津能趕上