聚醚砜的性能及应用讲解.ppt

聚醚砜树脂的合成、性能及应用 哈尔滨工业大学研究生课程 《高性能热塑性复合材料与制备技术》 聚醚砜简介 聚醚砜 (PES) 是英国帝国化学 (ICI) 公司 1972 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 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 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，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。 S O O O * * n 发展状况 （ 1 ）熔融脱盐法 （ 2 ）脱氯化氢法 （ 3 ）溶液脱盐法 合成方法 产量分布 目前 ICI 公司 PES 的年产量为 1000 吨以上 , 商品名称为“ Victrex” ，主 要品级有通用品级 4100G 、 4800G ，玻璃纤维增强品级 4101GL30 等 德国的巴斯夫 (BASF) 公司、美国的联合碳化物公司 (UCC) 以及日本的 住友化学工业公司等也有少量产品生产 合成方法 4- 氯 - 4 - 羟基二苯砜盐的自缩聚 （ 1 ）熔融脱盐法 Cl n O S O O OK S O O O * * n + nKCl 合成方法 （ 2 ）脱氯化氢法 二磺酰氯和联苯醚共缩聚 Cl n O S S O O O * * n + nHCl O O Cl S O O O + n 合成方法 （ 3 ）溶液脱盐法 单酚脱盐法 Cl n S Cl Cl n S ONa Cl n S OH Cl n S OK S O O O * * n O O O O O O O O S O O O * * n + nNaCl OR + nKCl 合成方法 （ 3 ）溶液脱盐法 双酚脱盐法 HO n S OH n S OK KO S O O O * * n O O O O n S OK KO O O + Cl n S O O O S Cl O O 主要性能 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 100 ℃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 物理机械性能 PES 的尺寸稳定性好，成型收缩率小，仅为 0.6% 左右 线膨胀系数小，在 -100~225 ℃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/cm 3 ) ASTM D792 1.37 折光率 1.65 吸水率 (%) ASTM D570 0.43 成型收缩率 (%) ASTM D955 0.60 拉伸强度 (MPa) ASTM D638 86.0 弯曲强度 (MPa) ASTM D790 132.0 拉伸模量 (MPa) ASTM D638 2550 弯曲模量 (MPa) ASTM D790 2650 伸长率 (%) ASTM D638 5~6 抗压强度 (MPa) ASTM D695 110.0 Izod 冲击强度 (J/m) 缺口 ASTM D256 87.0 洛氏硬度 ASTM D785 M98 PES 的物理机械性能（通用品级 4100G ） 主要性能 PES 具有优异的耐热性，其长期使用温度为 180 ℃，热变形温度为 203 ℃， 而玻璃化温度则高达 225 ℃。 热性能和阻燃性能 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 思考： PES 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 UL94 标准进行测试，被确认为 V-0 级 燃烧时发烟量非常低，为聚四氟乙烯的 1/2 ，仅次于聚醚醚酮 PES 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 648 203 ℃ 长期使用温度 UL746 180 ℃ 线膨胀系数 ( × 10 -5 / ℃ ) ASTM D696 5.5 阻燃性 (0.5mm) UL 94 V-0 氧指数（ 1.6mm ） ASTM D286 38