以其独特的热塑性特性和广泛的应用场景,聚砜这一类的高分子材料正逐渐成为工程塑料的重要一员.。凭借将重复的苯环的单元与砜基团(‑SO₂‑)的交替的连接使其常伴有醚键(‑O‑)或其他的侧基,从而使得聚砜的结构上既具刚性芳香的环, 又具柔性可变的链段等独特的特性[]。而其独特的主链结构则为其带来了以下的几大优势:不仅可以在较高的温度下保持其良好的导电性能,而且其导电的热稳定性也极为好;其还具有良好的热和电的可再生性;此外其还能在高温下长期的稳定地保持其初期的导电性能;此外其还具有良好的耐腐蚀性,尤其是在高温下;此外其还能在高温下长期的稳定地保持其初期的导电性能;此外其还具有良好的耐辐射性等等
1. 基本性能
其耐高温的性质使其能在-100°C至+150°C的宽的温度范围内都能保持高的刚度和良好的尺寸的稳定性,其热变形温度可达180°C以上。
其具有高的拉伸强度和出色的冲击韧性,尤其能在高温的恶劣环境下为机器的结构提供可靠的支撑。
其化学稳定性也较为突出,对多数的有机溶剂、酸碱以及氧化剂均表现出优异的耐腐蚀性,几乎不受水、油、盐雾等各种介质的侵蚀,对于常用的腐蚀性介质如1mol/L的盐酸、硫酸、氢氟酸、硝酸等均能保持原样的光泽,甚至还能将其上的水、油、盐雾等腐蚀性介质都完全去除,对于常用的酸、碱、氧化剂的腐蚀性均能保持原样的光泽,甚至还能将其上的水、油、盐雾等腐蚀性介质都完全去除。
由其介电强度高、介电常数低等特性,广泛用作电子元件的绝缘材料如介电陶瓷、玻璃、石英等的制备和应用。
2. 常见品种与改性
依托于对其独特的化学结构的深入的研究和对其独特的性能的充分的把握,聚砜(PSF)已经成为了最基础的砜类塑料,其在通用的结构件中的应用已经无所不至了。
采用对聚乙烯的结构中以醚键的形式将其主链的部分或全部取代手段,尤其是将其主链中的某些或全部的-CH2-取代为-CH2OCH2-等的结构,使其具有了较好的柔韧性和较好的加工流动性等一系列优良的物理和机械的性能的聚醚砜(PES)等新型高分子材料的研究已经初步展开。
采用对聚酰砜的进一步的酰胺基的接入手段,有效地将其高温的耐热性和良好的阻燃性等优良的物理-化学性能进一步的推到了一级.。
通过对磺化、氯甲基化等一系列的化学修饰使其具有了可调的亲水/疏水性、或具有特定的抗菌活性或可用作特定的分子筛选等新的高价值的功能。
3. 主要应用领域
1. 膜材料:聚砜因其耐化学、耐高温、易于加工的特性,被广泛用作超滤、纳滤、反渗透等分离膜的支撑层或整体膜体,尤其在水处理、医药分离和食品工业中表现突出。
2. 医疗器械:具备良好的生物相容性和灭菌耐受性,常用于血液透析器、人工肺、一次性注射器等关键部件。
3. 电子与电气:高介电强度和热稳定性使其适合作为电子封装、连接器、绝缘件以及高温电路板基材。
4. 航空航天与汽车:轻质高强、耐燃烧特性满足结构件、燃油系统和发动机部件的需求。
5. 其他:如化工容器、泵体、阀门、过滤器、光学元件等。
4. 加工与成型
通过常规的热塑性工艺如注塑、挤出、压延等的热成型等工艺都可将聚砜制成各种形状的工艺品.。其熔体的流动性相对较好,成型的温度也比较合理一般都在350℃左右,冷却后对尺寸的收缩率也相对较低,从而大大便于了我们对高精度的零件的生产要求的实现。
5. 市场与发展趋势
膜技术的不断深入发展以及医疗的不断的高端化之际,全球对砜类塑料的需求也呈稳步的增长,尤其在膜的技术的不断的推动下以及医疗的不断的高端化的趋势下对砜类的塑料的产量也都有了不小的提升。随国内对高性能的工程塑料的不断的研发投入,国产的高性能的工程塑料的产业化也逐步的加快了,对国外的高性能的工程塑料的依存也逐步的降低了。
依托于对材料的进一步的研发和改造,如对其表面以改善其与水的亲和性从而提高其膜的通量、对其的阻燃或自熄型的改性以满足更为严格的安全标准等,以及通过共聚或填充等技术使其具有更高的机械强度和耐磨性等等。
总结
其独具的高温耐受、化学的惰性以及超强的机械强度使其广泛地应用于了如膜分离、医疗器械、电子的绝缘、航空航天等一系列的高新技术的关键领域。伴随高性能材料的越来越广泛的应用,聚砜的高效的改性研发和国产化的迫切性也就愈加的凸显了起来。
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