以其獨特的熱塑性特性和廣泛的應用場景,聚砜這一類的高分子材料正逐漸成為工程塑料的重要一員.。憑借將重復的苯環的單元與砜基團(?SO??)的交替的連接使其常伴有醚鍵(?O?)或其他的側基,從而使得聚砜的結構上既具剛性芳香的環, 又具柔性可變的鏈段等獨特的特性[]。而其獨特的主鏈結構則為其帶來了以下的幾大優勢:不僅可以在較高的溫度下保持其良好的導電性能,而且其導電的熱穩定性也極為好;其還具有良好的熱和電的可再生性;此外其還能在高溫下長期的穩定地保持其初期的導電性能;此外其還具有良好的耐腐蝕性,尤其是在高溫下;此外其還能在高溫下長期的穩定地保持其初期的導電性能;此外其還具有良好的耐輻射性等等
1. 基本性能
其耐高溫的性質使其能在-100°C至+150°C的寬的溫度范圍內都能保持高的剛度和良好的尺寸的穩定性,其熱變形溫度可達180°C以上。
其具有高的拉伸強度和出色的沖擊韌性,尤其能在高溫的惡劣環境下為機器的結構提供可靠的支撐。
其化學穩定性也較為突出,對多數的有機溶劑、酸堿以及氧化劑均表現出優異的耐腐蝕性,幾乎不受水、油、鹽霧等各種介質的侵蝕,對于常用的腐蝕性介質如1mol/L的鹽酸、硫酸、氫氟酸、硝酸等均能保持原樣的光澤,甚至還能將其上的水、油、鹽霧等腐蝕性介質都完全去除,對于常用的酸、堿、氧化劑的腐蝕性均能保持原樣的光澤,甚至還能將其上的水、油、鹽霧等腐蝕性介質都完全去除。
由其介電強度高、介電常數低等特性,廣泛用作電子元件的絕緣材料如介電陶瓷、玻璃、石英等的制備和應用。
2. 常見品種與改性
依托于對其獨特的化學結構的深入的研究和對其獨特的性能的充分的把握,聚砜(PSF)已經成為了最基礎的砜類塑料,其在通用的結構件中的應用已經無所不至了。
采用對聚乙烯的結構中以醚鍵的形式將其主鏈的部分或全部取代手段,尤其是將其主鏈中的某些或全部的-CH2-取代為-CH2OCH2-等的結構,使其具有了較好的柔韌性和較好的加工流動性等一系列優良的物理和機械的性能的聚醚砜(PES)等新型高分子材料的研究已經初步展開。
采用對聚酰砜的進一步的酰胺基的接入手段,有效地將其高溫的耐熱性和良好的阻燃性等優良的物理-化學性能進一步的推到了一級.。
通過對磺化、氯甲基化等一系列的化學修飾使其具有了可調的親水/疏水性、或具有特定的抗菌活性或可用作特定的分子篩選等新的高價值的功能。
3. 主要應用領域
1. 膜材料:聚砜因其耐化學、耐高溫、易于加工的特性,被廣泛用作超濾、納濾、反滲透等分離膜的支撐層或整體膜體,尤其在水處理、醫藥分離和食品工業中表現突出。
2. 醫療器械:具備良好的生物相容性和滅菌耐受性,常用于血液透析器、人工肺、一次性注射器等關鍵部件。
3. 電子與電氣:高介電強度和熱穩定性使其適合作為電子封裝、連接器、絕緣件以及高溫電路板基材。
4. 航空航天與汽車:輕質高強、耐燃燒特性滿足結構件、燃油系統和發動機部件的需求。
5. 其他:如化工容器、泵體、閥門、過濾器、光學元件等。
4. 加工與成型
通過常規的熱塑性工藝如注塑、擠出、壓延等的熱成型等工藝都可將聚砜制成各種形狀的工藝品.。其熔體的流動性相對較好,成型的溫度也比較合理一般都在350℃左右,冷卻后對尺寸的收縮率也相對較低,從而大大便于了我們對高精度的零件的生產要求的實現。
5. 市場與發展趨勢
膜技術的不斷深入發展以及醫療的不斷的高端化之際,全球對砜類塑料的需求也呈穩步的增長,尤其在膜的技術的不斷的推動下以及醫療的不斷的高端化的趨勢下對砜類的塑料的產量也都有了不小的提升。隨國內對高性能的工程塑料的不斷的研發投入,國產的高性能的工程塑料的產業化也逐步的加快了,對國外的高性能的工程塑料的依存也逐步的降低了。
依托于對材料的進一步的研發和改造,如對其表面以改善其與水的親和性從而提高其膜的通量、對其的阻燃或自熄型的改性以滿足更為嚴格的安全標準等,以及通過共聚或填充等技術使其具有更高的機械強度和耐磨性等等。
總結
其獨具的高溫耐受、化學的惰性以及超強的機械強度使其廣泛地應用于了如膜分離、醫療器械、電子的絕緣、航空航天等一系列的高新技術的關鍵領域。伴隨高性能材料的越來越廣泛的應用,聚砜的高效的改性研發和國產化的迫切性也就愈加的凸顯了起來。
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