第三章8_聚砜类塑料汇总
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◆ 缺点：抗疲劳性差，疲劳强度和寿命不如POM和 PA，易出现应力开裂。
19
热学性能
◆ PSU具有突出的耐热氧性，热稳定性： 其最高使用温度可达150～165℃。最低使 用温度可达-100℃，短期使用温度达 195℃．Tg为190 ℃ ，Td为426 ℃.
20
电学性能
◆ PSU具有优异的电学性能，在水及潮湿空气 中其电学性能的变化也程小，在190℃高温 下仍可保持良好的电学性能。
苯环
10
2、聚醚砜（Polyethersulphone) 简写为PES
◆ 透明琥珀色无定形聚合物； ◆ （商品名：Victrex）
具有优异的耐热性，突出的抗蠕变性和 尺寸稳定性、优良的电绝缘性
11
聚芳砜（Polyarylsulphone) 简写为PAS
◆ 透明琥珀色坚硬固体 ◆ （商品名：Astrel）
◆ 与PAS相比，其分子主链中又不含使分子链过分 刚硬的联苯基。
◆ 而是保留了使聚砜塑料具有高的耐热性、热氧稳 定性、力学性能和电绝缘性的二苯砜基，以及能 赋于聚砜良好加工性的醚基。
◆ 因此，PES兼备了PSU和PAS的优点，综合性能优 于PSU和PAS。它的耐热性优于PSU而低于PAS， 但加工性比PAS好．
21
化学性能
◆ PSU可耐无机酸、碱及盐，化学稳定性较好， 不耐浓硫酸及硝酸，可被极性有机溶剂， 如芳香烃、酮类及卤代烃等腐蚀．
◆ 其耐辐射性优良，但耐候性和耐紫外线性 能不佳．
22
聚芳砜
◆ 力学、热学性能 ◆ PAS琥珀色透明坚硬固体，相对密度为1.36g／
cm3，折射率为1.65，吸水率为1.4％，收缩率为0.8 ％。 ◆ PAS的力学性能特别好，且力学性能受温度影响很 小；其硬度、耐蠕变性、耐磨性都优于PSU。 ◆
第十一章 聚砜类塑料
聚砜类塑料
2
聚砜类塑料 的应用领域
3
聚砜类塑料
聚砜类塑料是20世纪60年代出现的一类热塑性工程材料， 是分子主链上含有芳基和砜基的非结晶型塑性工程材料。 目前主要有三类
双酚A型聚砜 聚芳砜
聚醚砜
4
是20世纪60年代出现的一类工程塑料。 在分子主链上含有芳香基和砜基的非结晶性
12
聚砜塑料的结构与性能
◆ 双酚A型聚砜的结构与性能
◆
◆ a.异丙撑基可减小分子间作用力，赋予聚合物一定的柔顺性 和良好的熔融加工性；非极性的甲基侧链使聚合物的吸湿性 小；电性能有所提高，但对聚合物的耐热性不利，致使PSU 的Tg、热变形温度和最高连续使用温度均低于PAS、PES。
13
◆ b、醚键较异丙撑基更能增加分子链的柔顺 性，使聚合物的熔融加工性和在溶剂中的溶 解性提高，同时也使聚合物的耐热性有所降 低。
工程塑料。
5
分子主链上含有砜基的聚合物
◆ R和R′可为芳香基或脂肪基
6
双酚A型聚砜
聚砜是一类在分子
主链上含有芳香基
聚
和砜基的非结晶型
聚
芳 砜
热塑性塑料，目前 主要有三类
醚 砜
Байду номын сангаас
聚砜类塑料的改性品种
7
1.双酚A型聚砜 双酚A型聚砜 英文名:polysulfone 简称:PSU（PSF） 分子结构式:
◆ c、砜基上的氧原子对称、无极性，主链上 的硫原子处于最高氧化态，使聚合物的热氧 稳定性好；
14
◆ 此外，砜基与相邻的两个苯环组成了高度共轭的二苯砜结构， 形成了一个十分稳固、刚硬、一体化的坚强体系，使得聚合物 能吸收大量的热能和辐射能而不至于使主链断裂，因此，热稳 定性好，热分解温度高达426℃，耐辐射性优良，硬度大，力 学性能优。
◆ 综合而言，PSU分子链的刚性相当大，致使聚合物的熔融流动 温度相当高，熔体黏度大，熔体黏度对温度敏感而对剪切速率 不敏感。刚性链聚合物的静强度很高，在受力时形变小，尺寸 稳定，耐蠕变能力强，但同时又使大分子链受外力作用后残余 的内应力难以消除，易产生应力开裂。
15
聚芳砜 PAS
◆ 分子主链可以看作是由高度共轭的二苯砜醚基和 联苯基组成的．由于硫原子处于最高氧化态、芳 香环又难以氧化，因此，PAS的耐热氧能力很高。
◆ 可用一般热塑性塑料的加工方法加工，被称为第 一个综合了高热变形温度，高冲击强度和最优良 成型工艺性的工程塑料。
17
聚砜塑料的性能
◆ ①双酚A型聚砜 a、力学性能：
非晶态 线性高聚物
特点：抗蠕变能力很强，尺寸稳定性很高， 随温度升高力学性能下降幅度小
18
◆ PSU的力学性能优良，其拉伸强度和弯曲强度都高 于聚碳酸酯、聚甲醛、ABS和聚酰胺等通用工程塑 料，高温下的力学性能保持率高。其冲击强度在60～120℃范围内变化不大。PSU的耐蠕变性能也 十分突出，其蠕变值仅为0.14％-0. 2％，且在较高 温度及较大负荷下的变化很小．
以双酚A和4，4′－二氯二苯砜为原料，经缩聚反应制备而成
8
双酚A型聚砜可以看成是由异亚丙基、醚基、砜 基和亚苯基连接起来的线性高分子聚合物。
双酚A型聚砜的硫原子是最高氧化态，分子中所 有的链不易水解，耐酸、耐碱。溶于N,N-二甲基乙 酰胺等极性溶剂中
9
砜基的共 轭效应
抗氧化性 改善韧性
醚链
热稳定性 力学强度 与模量
24
聚醚砜
◆ 物理、力学性能
◆ PES的相对密度为1.37,吸水率为0．43 ％，收缩率为0．6％．PES的透明性在聚酯 类塑料中是最好的，其透光率可达88％， 折射率为1.62，在透明塑料中是最大 的．适于制造透镜。
◆ 与PSU相比，PAS的分子链中不含亚异丙基却含 大量的联苯基，因而其耐热性更加突出
◆ 但分子链中的醚键仍能提供一定的柔韧性，使其 可在-240℃的低温下使用。
◆ 但是，PAS分子链的刚性大大超过PSU，因 此．其熔体黏度更高，熔融流动性更差，更难以 加工。
16
聚醚砜PES
◆ 与PSU相比，PES的大分子主链上不含对耐热性和 热氧稳定性不利的亚异丙基；
与PSU相比，PAS的强度和耐热性都有大幅度提高， 拉伸强度提高25％，耐热温度由150℃提高到260℃， 并且短期可在300℃下使用。
23
◆ 化学性能 ◆ PAS的耐酸、碱及水蒸气性优良，对燃
料油、烃油、硅油及氟里昂等稳定，耐各 种常用的工业溶剂，但不耐某些极性溶剂， 如二甲基甲酰胺、丁内酯等。 ◆ 电学性能 ◆ PAS的电性能优异，适宜作C级绝缘材料， 温度和频率对电性能影响很小。
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热学性能
◆ PSU具有突出的耐热氧性，热稳定性： 其最高使用温度可达150～165℃。最低使 用温度可达-100℃，短期使用温度达 195℃．Tg为190 ℃ ，Td为426 ℃.
20
电学性能
◆ PSU具有优异的电学性能，在水及潮湿空气 中其电学性能的变化也程小，在190℃高温 下仍可保持良好的电学性能。
苯环
10
2、聚醚砜（Polyethersulphone) 简写为PES
◆ 透明琥珀色无定形聚合物； ◆ （商品名：Victrex）
具有优异的耐热性，突出的抗蠕变性和 尺寸稳定性、优良的电绝缘性
11
聚芳砜（Polyarylsulphone) 简写为PAS
◆ 透明琥珀色坚硬固体 ◆ （商品名：Astrel）
◆ 与PAS相比，其分子主链中又不含使分子链过分 刚硬的联苯基。
◆ 而是保留了使聚砜塑料具有高的耐热性、热氧稳 定性、力学性能和电绝缘性的二苯砜基，以及能 赋于聚砜良好加工性的醚基。
◆ 因此，PES兼备了PSU和PAS的优点，综合性能优 于PSU和PAS。它的耐热性优于PSU而低于PAS， 但加工性比PAS好．
21
化学性能
◆ PSU可耐无机酸、碱及盐，化学稳定性较好， 不耐浓硫酸及硝酸，可被极性有机溶剂， 如芳香烃、酮类及卤代烃等腐蚀．
◆ 其耐辐射性优良，但耐候性和耐紫外线性 能不佳．
22
聚芳砜
◆ 力学、热学性能 ◆ PAS琥珀色透明坚硬固体，相对密度为1.36g／
cm3，折射率为1.65，吸水率为1.4％，收缩率为0.8 ％。 ◆ PAS的力学性能特别好，且力学性能受温度影响很 小；其硬度、耐蠕变性、耐磨性都优于PSU。 ◆
第十一章 聚砜类塑料
聚砜类塑料
2
聚砜类塑料 的应用领域
3
聚砜类塑料
聚砜类塑料是20世纪60年代出现的一类热塑性工程材料， 是分子主链上含有芳基和砜基的非结晶型塑性工程材料。 目前主要有三类
双酚A型聚砜 聚芳砜
聚醚砜
4
是20世纪60年代出现的一类工程塑料。 在分子主链上含有芳香基和砜基的非结晶性
12
聚砜塑料的结构与性能
◆ 双酚A型聚砜的结构与性能
◆
◆ a.异丙撑基可减小分子间作用力，赋予聚合物一定的柔顺性 和良好的熔融加工性；非极性的甲基侧链使聚合物的吸湿性 小；电性能有所提高，但对聚合物的耐热性不利，致使PSU 的Tg、热变形温度和最高连续使用温度均低于PAS、PES。
13
◆ b、醚键较异丙撑基更能增加分子链的柔顺 性，使聚合物的熔融加工性和在溶剂中的溶 解性提高，同时也使聚合物的耐热性有所降 低。
工程塑料。
5
分子主链上含有砜基的聚合物
◆ R和R′可为芳香基或脂肪基
6
双酚A型聚砜
聚砜是一类在分子
主链上含有芳香基
聚
和砜基的非结晶型
聚
芳 砜
热塑性塑料，目前 主要有三类
醚 砜
Байду номын сангаас
聚砜类塑料的改性品种
7
1.双酚A型聚砜 双酚A型聚砜 英文名:polysulfone 简称:PSU（PSF） 分子结构式:
◆ c、砜基上的氧原子对称、无极性，主链上 的硫原子处于最高氧化态，使聚合物的热氧 稳定性好；
14
◆ 此外，砜基与相邻的两个苯环组成了高度共轭的二苯砜结构， 形成了一个十分稳固、刚硬、一体化的坚强体系，使得聚合物 能吸收大量的热能和辐射能而不至于使主链断裂，因此，热稳 定性好，热分解温度高达426℃，耐辐射性优良，硬度大，力 学性能优。
◆ 综合而言，PSU分子链的刚性相当大，致使聚合物的熔融流动 温度相当高，熔体黏度大，熔体黏度对温度敏感而对剪切速率 不敏感。刚性链聚合物的静强度很高，在受力时形变小，尺寸 稳定，耐蠕变能力强，但同时又使大分子链受外力作用后残余 的内应力难以消除，易产生应力开裂。
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聚芳砜 PAS
◆ 分子主链可以看作是由高度共轭的二苯砜醚基和 联苯基组成的．由于硫原子处于最高氧化态、芳 香环又难以氧化，因此，PAS的耐热氧能力很高。
◆ 可用一般热塑性塑料的加工方法加工，被称为第 一个综合了高热变形温度，高冲击强度和最优良 成型工艺性的工程塑料。
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聚砜塑料的性能
◆ ①双酚A型聚砜 a、力学性能：
非晶态 线性高聚物
特点：抗蠕变能力很强，尺寸稳定性很高， 随温度升高力学性能下降幅度小
18
◆ PSU的力学性能优良，其拉伸强度和弯曲强度都高 于聚碳酸酯、聚甲醛、ABS和聚酰胺等通用工程塑 料，高温下的力学性能保持率高。其冲击强度在60～120℃范围内变化不大。PSU的耐蠕变性能也 十分突出，其蠕变值仅为0.14％-0. 2％，且在较高 温度及较大负荷下的变化很小．
以双酚A和4，4′－二氯二苯砜为原料，经缩聚反应制备而成
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双酚A型聚砜可以看成是由异亚丙基、醚基、砜 基和亚苯基连接起来的线性高分子聚合物。
双酚A型聚砜的硫原子是最高氧化态，分子中所 有的链不易水解，耐酸、耐碱。溶于N,N-二甲基乙 酰胺等极性溶剂中
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砜基的共 轭效应
抗氧化性 改善韧性
醚链
热稳定性 力学强度 与模量
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聚醚砜
◆ 物理、力学性能
◆ PES的相对密度为1.37,吸水率为0．43 ％，收缩率为0．6％．PES的透明性在聚酯 类塑料中是最好的，其透光率可达88％， 折射率为1.62，在透明塑料中是最大 的．适于制造透镜。
◆ 与PSU相比，PAS的分子链中不含亚异丙基却含 大量的联苯基，因而其耐热性更加突出
◆ 但分子链中的醚键仍能提供一定的柔韧性，使其 可在-240℃的低温下使用。
◆ 但是，PAS分子链的刚性大大超过PSU，因 此．其熔体黏度更高，熔融流动性更差，更难以 加工。
16
聚醚砜PES
◆ 与PSU相比，PES的大分子主链上不含对耐热性和 热氧稳定性不利的亚异丙基；
与PSU相比，PAS的强度和耐热性都有大幅度提高， 拉伸强度提高25％，耐热温度由150℃提高到260℃， 并且短期可在300℃下使用。
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◆ 化学性能 ◆ PAS的耐酸、碱及水蒸气性优良，对燃
料油、烃油、硅油及氟里昂等稳定，耐各 种常用的工业溶剂，但不耐某些极性溶剂， 如二甲基甲酰胺、丁内酯等。 ◆ 电学性能 ◆ PAS的电性能优异，适宜作C级绝缘材料， 温度和频率对电性能影响很小。