聚醚砜的性能及应用

1、哈尔滨工业大学研究生课程哈尔滨工业大学研究生课程 聚醚砜聚醚砜(PES)是英国帝国化学是英国帝国化学(ICI)公司公司1972 年开发成功的特种热塑性工程塑料年开发成功的特种热塑性工程塑料 分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而 主要由砜基、醚基和次苯基组成主要由砜基、醚基和次苯基组成。 PES被人们誉为是第一个综合了高热变形温度、高冲击强度和优被人们誉为是第一个综合了高热变形温度、高冲击强度和优 良成型性的工程塑料良成型性的工程塑料 砜基赋予耐热性，醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性，

2、易于砜基赋予耐热性，醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性，易于 成型加工，在对苯撑结构上交替连接砜基和醚基能得到非结晶性的聚合物。成型加工，在对苯撑结构上交替连接砜基和醚基能得到非结晶性的聚合物。 S O O O * n （1）熔融脱盐法）熔融脱盐法 （2）脱氯化氢法）脱氯化氢法 （3）溶液脱盐法溶液脱盐法 目前目前ICI公司公司PES的年产量为的年产量为1000吨以上吨以上,商品名称为商品名称为“Victrex”，主，主 要品级有通用品级要品级有通用品级4100G、4800G，玻璃纤维增强品级，玻璃纤维增强品级4101GL30等等 德国的巴斯夫德国的巴斯夫(BASF)公司、美国的联合

3、碳化物公司公司、美国的联合碳化物公司(UCC) 以及日本的以及日本的 住友化学工业公司等也有少量产品生产住友化学工业公司等也有少量产品生产 4-氯氯-4-羟基二苯砜盐的自缩聚羟基二苯砜盐的自缩聚 （1）熔融脱盐法）熔融脱盐法 ClnOS O O OK S O O O * n +nKCl （2）脱氯化氢法）脱氯化氢法 二磺酰氯和联苯醚共缩聚二磺酰氯和联苯醚共缩聚 ClnOS S O O O * n +nHCl O O ClS O O O+ n （3）溶液脱盐法溶液脱盐法 单酚脱盐法单酚脱盐法 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）溶液脱盐法溶液脱盐法 双酚脱盐法双酚脱盐法 HOnSOH n SOKKO S O O O * n O O O O n SOKKO O O + ClnS O O O SCl O O PES为非结晶性树脂，具有在较宽的温度范围内保持稳定的机械性能的特点为非结晶性树脂，具有在较宽的温度范围内保持稳定的机械性能的特点 100温度下的模量在所有热塑性工程塑料中是最高的温度下的模量在所有热塑性工程塑料中是最高的 PES的耐蠕变性也极为突出，即使在高负荷下，其耐蠕变性也是极为优秀的的耐蠕变性也极为突出，即使在高负荷下，其耐蠕变性也是

5、极为优秀的 PES 的尺寸稳定性好，成型收缩率小，仅为的尺寸稳定性好，成型收缩率小，仅为0.6%左右左右 线膨胀系数小，在线膨胀系数小，在-100225较宽的温度范围内保持恒定较宽的温度范围内保持恒定 性能测试方法数值性能测试方法数值 密度(g/cm3)ASTM D7921.37折光率1.65 吸水率(%)ASTM D5700.43成型收缩率(%)ASTM D9550.60 拉伸强度(MPa)ASTM D63886.0弯曲强度(MPa)ASTM D790132.0 拉伸模量(MPa)ASTM D6382550弯曲模量(MPa)ASTM D7902650 伸长率(%)ASTM D63856抗压强

6、度(MPa)ASTM D695110.0 Izod冲击强度(J/m)缺口ASTM D25687.0洛氏硬度ASTM D785M98 PES的物理机械性能（通用品级的物理机械性能（通用品级4100G） PES具有优异的耐热性，其长期使用温度为具有优异的耐热性，其长期使用温度为180，热变形温度为，热变形温度为203， 而玻璃化温度则高达而玻璃化温度则高达225。 150空气中的耐热老化性实验表明随着热老化时间的推移拉伸空气中的耐热老化性实验表明随着热老化时间的推移拉伸强度略有提高强度略有提高 PES分子由于受热而自由体积减小，整个分子结构变得更为紧密分子由于受热而自由体积减小，整个分子结构变得更

7、为紧密 思考：思考：PES具有良好耐热性能和阻燃性能的原因是什么？具有良好耐热性能和阻燃性能的原因是什么？ PES属自熄性材料，按属自熄性材料，按UL94标准进行测试，被确认为标准进行测试，被确认为V-0级级 燃烧时发烟量非常低燃烧时发烟量非常低，为聚四氟乙烯的，为聚四氟乙烯的1/2，仅次于聚醚醚酮，仅次于聚醚醚酮 PES的热性能和阻燃性能（通用品级的热性能和阻燃性能（通用品级4100G） 性能测试方法数值性能测试方法数值 比热(J/kg)-1088玻璃化转变温度-225 热变形温度(%)ASTM 648203 长期使用温度UL746180 线膨胀系数(10-5/)ASTM D6965.5阻燃

8、性(0.5mm)UL 94V-0 氧指数（1.6mm）ASTM D28638 PES能耐多种化学药品，对除了浓硫酸、浓硝酸而外的酸类、碱、油、润滑脂、脂肪能耐多种化学药品，对除了浓硫酸、浓硝酸而外的酸类、碱、油、润滑脂、脂肪 烃和醇类均显示出优秀的抗腐蚀性；烃和醇类均显示出优秀的抗腐蚀性； 不耐极性溶剂不耐极性溶剂(如酮类、氯仿等如酮类、氯仿等)的浸蚀的浸蚀； 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为溶解甲基毗咯烷酮等可以作为溶解PES的优良溶剂的优良溶剂 PES在水中不发生分解，但水会对其产生轻微的增塑作用，从而导致机械性能的变化在水中不发生分解，但水会对其

9、产生轻微的增塑作用，从而导致机械性能的变化 PES的电性能（通用品级的电性能（通用品级4100G） 性能测试方法数值性能测试方法数值 介电常数(20,60106Hz) 表面电阻() ASTM D150 ASTM D257 3.5 31016 介电损耗 20，60Hz ASTM D150 0.0010 体积电阻(cm)ASTM D2575101620, 103Hz0.0035 耐电弧性(S)ASTM D4987020, 106Hz0.0060 击穿电压（KV/mm）ASTM D14916 注射成型注射成型 挤出成型挤出成型 注射机料筒的温度最好能加热到注射机料筒的温度最好能加热到400,最大最大

10、 注射压力应达到注射压力应达到160MPa。 PES通用品级的挤出成型温度是，加料段通用品级的挤出成型温度是，加料段 180，压缩段，压缩段330 ，机头，机头330350 PES属于顿型流体，亦即熔体粘度对温度的属于顿型流体，亦即熔体粘度对温度的 依存性较大依存性较大,因而提高温度是增加熔体流动性因而提高温度是增加熔体流动性 的有效措施。根据的有效措施。根据PES的熔融温度和热稳定的熔融温度和热稳定 性性,料筒温度以控制在料筒温度以控制在340-370为好为好 止推环止推环 空调压缩系统的密封条空调压缩系统的密封条 滤网滤网 传动密封环传动密封环 发动机控制器发动机控制器 ABS制系统零件制系统零件 齿轮传动装置齿轮传动装置 思考题思考题 1. 1. 在汽车上的主要应用都利用了在汽车上的主要应用