聚砜

聚砜又称双酚A型聚砜，是一种透明略带琥珀色的线型热塑性工程塑料。相对密度1.24，成型收缩率0.7%，具有超群的尺寸稳定性。24h吸水率0.22%，耐沸水和过热水蒸气。可在-100～150℃温度范围内长期使用，并具有良好的机械性能和优异的介电性能。耐化学药品性好，难燃，无毒。耐候性和耐紫外线较差。
聚砜是含有砜键(—SO2—) 的聚合物的总称，但作为工程塑料的聚砜在结构中要含有芳核(苯核)和砜键相联结而成的键段。将4，4′-二氯二苯酚和双酚A的钠盐或钾盐在二甲基亚砜和氯苯的混合溶剂中，加热至130～160℃进行缩聚制得。1964年美国Ucl公司开发，商品名为Udel、ucarodl。
聚砜有脂肪族聚砜和芳香族聚砜之分类，脂肪族聚砜不耐碱、不耐热，无实用价值，而芳香族聚砜有双酚A聚砜及非双酚A聚芳砜和聚醚砜，性能佳，已广泛用于工业及包装上。双酚A聚砜1965年由美国UCC公司开发生产，牌号为Udel polysalfone。聚芳砜是美国3M公司1967年工业生产的，商品名为Astrel。聚醚砜由英国ICI公司于1972年开发生产，商品牌号为Victrex。
聚砜与其他工程塑料一样可用注塑、挤出、吹塑等成型方法加工，只是加工温度较高。其制品可用热封、溶剂溶接、超声波焊接、热气焊等方法连结，也可进行电镀涂以及二次机械加工。PSF用于制造高强度、有精密公差、耐热及电绝缘性良好的电气、电子零件，机械零部件，如断路元件、线圈骨架、示波器振子、电缆包覆层等。特别适于制作耐热性高、蠕变小的仪器、仪表结构件及机械传动件，如齿轮、叶轮、紧固件等。用聚砜制作的各种容器、耐酸喷嘴，阀门等在化工防腐方面也获得广泛应用。

图1为聚砜分子结构式。 为得到高性能、高功能的材料可对聚砜进行必要的改性，这方面的文献报道已很多，如PSF/ABS、PSF/PET、PSF/PBT、PSF/PC、PSF/PPS、PSF/PEK、PSF/PA、PSF/PI、PSF/PMMA、PSF/环氧树脂、PSF/有机硅树脂、PSF/氟树脂、PSF/双酚A二氰酸树脂等合金。从应用角度来讲，聚砜与ABS、聚对苯二甲酸乙二酯 （PET）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚碳酸酯组成的合金较为成熟，但既要改善性能又要降低成本的常用方法是采用矿物填充、玻璃或碳纤维增强，目前，聚砜的改性品种商品化仍然只有阿莫科高性能产品公司的Mindel系列，该产品系列可以满足各种用途的需要。 1、聚砜具有突出的耐热、耐氧化性能，可在-100～150℃的温度范围内长期使用，热变形温度为174℃，在高温下长期使用，其性能基本不变。
2、聚砜具有很高的力学强度和刚性，尤其抗蠕变性能甚至比聚碳酸酯还好。其力学性能类似聚苯醚。它具有优良的电性能，即使放置在水和湿空气中或在190℃高温下，也保持高的介电性能。108x-射线照射200h后，其外观、刚性及电性能均无变化。
3、化学稳定性较好，除浓硝酸、硫酸外，对其它酸、碱、醇及脂肪族烃等化学药品相当稳定。但在酯和酮类中会发生溶胀，且有部分溶解，并溶于氯化烃及芳香烃中。
4、尺寸稳定性好，于50%湿度下，放置一个月，尺寸变化仅在0.1%以下。它有较好的加工性能，用注射、吹塑、中空成型、挤出和热成型方法都可以加工。
5、聚砜的缺点是耐候性和耐紫外线较差，耐有机溶剂也不好，且不宜在沸水中长期使用。
6、聚砜主要用作耐热并需耐高温的零件，耐腐蚀零件和电气绝缘件等。特别适宜于既要求强度高、蠕变小，又要求耐高温和高尺寸准确性的制品。例如航空工业的耐热零件、汽车零件、齿轮、凸轮、电子接触件、电子计算件零件、电视机零件、印刷电路材料以及各种薄膜、涂层、板材、管道、泵壳和其它制品。

图2为聚砜的典型性能。 聚苯醚砜是耐高温的热塑性树脂。相对密度1.37。能耐大多数酸、碱、盐和有机溶剂。但不耐极性有机溶剂如酮类、氯化烃类等。具有较高的耐热性和抗氧化性。长期使用温度可达200℃左右，比聚砜、聚碳酸酯和聚苯醚高。绝缘性良好，抗冲击韧性很高。可用挤出法、注射法进行成型加工。用作工程塑料，广泛应用于机电、仪器仪表、电子等工业以及化工防腐蚀方面。可由4，4′-二磺酰氯二苯醚在催化剂存在下与二苯醚缩合或由4-氯-4′-羟基二苯砜钾盐，脱去氯化钾后聚合而得。 以聚砜树脂为基体的复合材料。增强体主要为短切玻璃纤维或碳纤维，也可用连续纤维或织物。树脂主链上含砜基和芳核，有优良的耐热性、电性能和耐蠕变等机械性能。聚砜有双酚A聚砜、聚醚砜、聚苯砜和聚芳砜等工业产品，其中聚芳砜热变形温度270℃，可在240～270℃下长期工作。用短切纤维增强时，用单螺杆或双螺杆挤出机将树脂与纤维混合，挤出后切粒制成粒料；也可将连续纤维的无捻纤维束通过挤出机头用熔融树脂包覆，引出后经冷却、切粒；粒料经过注塑、挤塑与模压等工艺成型为复合材料制品。用20%～30%玻璃纤维增强的聚砜复合材料，刚度比纯塑料提高2倍，强度提高25%；而用碳纤维增强，则能使刚度提高8～9倍，强度提高1倍。聚砜复合材料可用于制造电子、电器、仪表、化工、汽车、纺织及军工部门的耐热、耐溶剂，高强、高精度和电绝缘的零部件，以代替金属材料。

聚砜是由二苯酚的二碱金属盐（如双酚A二钠盐）和活性芳族二卤化物（如4，4′-二氯二苯基砜）聚合而成的芳族聚砜聚合物。聚砜生产通常采用法纳姆（Farnham）的亲核取代反应，反应式如下：

聚砜产品的生产工艺从聚合物合成的角度来讲，工业合成的方法几乎完全采用亲核取代缩聚路线。生产方法有一步法和二步法，二步法合成反应是先由双酚A与碱原位反应生成双酚A二钠盐，随后与4，4′－二氯二苯基砜进行亲核取代反应。一步法合成聚砜的方法是用碳酸氢钾或碳酸钾代替氢氧化钠合成聚砜，此法可以缩短合成步骤，避免脱水工序，缩短反应时间，在提高产量方面很有潜力，但目前的生产仍然采用二步法来完成。

聚砜是主链中含有砜基(—SO2—)的一种热塑性树脂。20世纪60年代中期出现的新型工程塑料。1965年由美国联合碳化公司投入生产。由双酚A与二氯二苯 基砜经溶液缩聚反应制得。1967年又制得新型耐高温的聚芳醚砜和聚芳砜。通常所说的聚砜指的是最早工业化的品种。其突出的优点是耐温性好、尺寸稳定、强度高、耐辐射、电绝缘、有自熄性，可在-100～150℃下长期使用。但耐气候和耐紫外线较差，也不耐有机溶剂。
聚砜也广泛用于机械、电子、电气、仪器、仪表、飞机、汽车、轮船等工业部门。在电子、电气工业中，可制电视机、收音机、计算机的积分电路板、印刷线路板，电位计和电钻外壳、蓄电池箱、电镀槽，配电盘及电气设备用绝缘电缆等。汽车工业中用以制造汽车护板、分速器盖、仪表盘、风扇罩。用玻璃纤维增强的聚砜可制汽车 挡泥板、外罩；镀铬、镀铝的聚砜可制车灯反光 镜。在机械工业中可制齿轮、真空泵叶片、洗衣机及各种机器的零件。在仪器仪表工业中，可制各种仪表的表壳、外罩和耐热绝缘零件。在飞机制造工业中可制机舱内某些零件、空气管道等。还可制取输水输气管道、家庭用品、厨房用具等。但加工性能不佳，成型温度高，耐溶剂性不好。
聚芳砜性能优于一般的聚砜，可在-196～260℃下使用，耐磨、耐氧化、耐水解、化性稳定，高温下仍有良好电性，用作耐高温结构材料，其性能可与聚酰亚胺相媲美，成本却较后者低，可用以制造高速喷气机的机械零件，耐高温轴承、齿轮、垫片，耐高温的线圈架、开关配线板，也可制高温胶粘剂。
FDA已批准聚砜可用于食品及药品接触的场合，由于无毒、耐水解、耐高压蒸汽消毒，为此在医疗器材、设备上、食品加工设备、食品器皿及高档食品药品包装上有广泛的应用。 在上述使用范围中，聚砜代替了传统的不锈钢材料，美国Black&Decker公司生产的聚砜 医疗器具已有系列，如： 外科用具、人工心脏阀门以及人工肾脏等。乳及乳制品包装材料是聚砜在包装上的重要应用。
本信息由Chemicalbook的晓楠编辑整理。 主要品种有双酚A聚砜、聚芳砜、和聚醚砜等。常以双酚A型聚砜为代表。为略带琥珀色的线型聚合物。除强极性溶剂、浓硝酸和硫酸外，对一般酸、碱、盐、醇、脂肪烃等稳定。可溶于二氯甲烷、二氯乙烯和芳烃。相对密度1.24，吸水性（24h）0.22%，成型收缩率0.7%，熔融温度190℃，玻璃化温度150℃，热变形温度（1.82MPa）174℃，连续使用温度－100℃～+150℃，拉伸强度71.54MPa。弯曲强度105.8MPa，压缩强度95.1MPa，拉伸模量2.5GPa，缺口冲击强度6.9-7.8kJ/m2，体积电阻率10e15Ω?cm。聚砜材料刚性和韧性好，耐温、耐热氧化，抗蠕变性能优良，耐无机酸、碱、盐溶液的腐蚀，耐离子辐射，无毒，绝缘性和自熄性好，容易成型加工， 用于生产涤棉、无纺布等 电器、电子、仪器、仪表及宇航部门作耐热、耐蚀、高强度零件及绝缘制件、工业用膜等 电子工业绝缘材料、工业用膜 以双酚A和4，4′－二氯二苯砜为原料，经缩聚反应制备而成。