聚砜研究现状.ppt

1、聚砜类树脂性能应用 及国内外发展现状,1.聚砜综述,聚砜树脂是20世纪60年代中期以后出现的一种 热塑性工程塑料, 是在分子主链上含有砜基和芳核的 非结晶性高分子化合物。聚砜通常包括双酚A聚砜(PSU)、聚苯砜(PAS)和聚醚砜(PES)三类品种。而聚砜中的双酚A聚砜以及聚醚砜, 由于有好的热稳定性和尺寸稳定性, 耐水解、耐辐射、耐燃等, 则应用较为广泛。这次主要介绍的为PSU树脂。,拉伸强度和弯曲强度均高于普通工程塑料； 融化温度在340390 ，玻璃化转变温度为190 ，热变形温度为175 ，最高使用温度150165 ，长期使用温度-100150 ； 具有良好的电绝缘性，尤其是在高温环境和

2、水及潮湿空气中放置后仍能保持良好的电绝缘性。 对一般无机酸，碱，盐以及脂肪烃，醇类和油类都较稳定，但会受到强溶剂浓硫酸，硝酸作用，某些极性溶剂如酮类，卤代烃，芳香烃，甲基甲酰等会使其发生溶解和溶胀。 主要缺点：疲劳强度较低，易出现应力开裂现象 耐辐射性能优良，但耐候性和耐紫外线性较差,聚砜主要有三种类型：,（1） 双酚A型聚砜（PSU）,（2）聚芳砜（PASF）,透明琥珀色坚硬固体； 联苯结构代替异亚丙基和脂肪族C-C更突出的耐热性和耐氧化降解性能； 刚性更大很高的熔融温度和熔体粘度.,（3）聚醚砜（PES）,PES具有高耐热性、高抗冲击强度和优良的加工性能。 透明琥珀色无定形聚合物； 耐蠕变

3、性能突出，在高温和较大载荷下长期使用仍能保持良好的力学性能； 耐热性好，Tg 225 ，使用温度可高达200 ； 易于加工成型，一般塑料加工方法均可采用,分子主链由醚基、砜基和亚苯基组成,2.聚砜的合成路线,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：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：用碳酸氢钾或碳酸钾代替氢

4、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。 目前的生产大部分采用二步法来完成。,3. 聚砜的应用,3.1.电子电气领域,由于芳族聚砜的的加工性能良好以及良好的绝缘性。芳族聚砜可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱和集电环等电气零件, 印刷电路板、轴套、罩、TV系统零件、电刷座、碱性蓄电池盒等。目前电子、电气向小型、轻量、耐高温方向发展, 促进了芳族聚砜消费的增长。,在汽车中的使用主要有: 利用聚醚砜的耐磨、耐负载、耐化学性制成止推环;用于空调压缩系统的密封条; 利用聚醚砜耐化学性、可塑性、可替换金属生产滤

5、网;利用聚醚砜的耐化学性、耐磨性、耐热性、不产生碎屑的特点制成的传动密封环; 利用聚醚砜的耐化学性、抗变形性、热稳定性及可塑性生产发动机控制器; 制成在ABS制动系统中使用的零件;齿轮传动装置。预期该类材料在汽车行业的应用前景会越来越大。,3.2.汽车领域,3.3.厨房及建筑领域,芳族聚砜为无毒制品, 可制成反复与食品接触的用具。聚矾耐伽马射线和伦琴射线, 略泄漏微波, 因而使它适用作微波炉的食用炊具, 这种炊具的优点是节能和省时。 芳族聚砜可代替玻璃及不锈钢制品用于制造蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器, 饮料和食品分配器等产品。 聚砜热水管接头取代铜接头正在成为发展趋势。,3

6、.4.卫生及医疗器械方面,通常, 医疗器具和设备材料必须满足很苛刻的要求, 例如耐蒸汽反复消毒、耐冲洗、耐消毒剂的要求, 同时还要求具有很高的抗冲击强度。 聚砜的聚矾耐热水和过热蒸汽, 使它能制作要求高压蒸汽消毒的医用器具。 使用砜类聚合物意味着较低的更换成本, 同时质量得到减轻, 形状可以设计得更复杂, 而且不会被腐蚀, 如果需要还可以制成透明的彩色产品。 芳族聚砜常用于制作各种医疗制品, 主要用于制作外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科器械、液体容器和实验室器械等, 其产品的应用领域正迅速增长, 有着许多潜在的市场。 聚砜制成膜并改性可以做为血液透膜使用。,3

7、.5.化工及航天领域,芳族聚砜可制造各种化工加工设备(如温水泵外罩、塔外保护层等)、食品加工设备、污染控制设备、奶制品加工设备及工程、建筑、化工用管道等。也可用于飞机热空气导管和窗框等。 所有带有硅烷端基的聚矾, 如PSF-SR ，PKXR 等均可作粘合剂, 用于上浆玻纤和石墨纤维制作复合材料, 用石墨织物增强的带硅烷端基的聚矾可用来制作飞机的某些部件, 如升降舵等。,4.1.聚砜国外开发历史,早在20 世纪60 年代，联合碳化物公司（UCC）的资深研究员奥尔福特法纳姆（Alford Farnham）就完成了聚砜的开发，并于1965 年实现了工业化，年生产能力为4 500 t，以商品名Udel

8、PSO 在市场上销售。 80 年代后BASF 公司成为欧洲唯一一家生产和销售聚砜的公司，其商品名为UltrasonS,到2004年该公司砜聚合物的生产能力已为6 000 t/a。 1983年Amoco Polymers 公司获得了UCC 公司的聚砜经营权，从而支配了美国、西欧国家和日本的聚砜市场。 1998 年后期BP Ameco Engineering Polymers 公司获得了Amoco 公司的聚砜经营权。2001 年后期聚砜的经营权又被苏威尖端聚合物有限公司（以下简称苏威）获得，该公司目前的聚砜生产能力为27 100 t/a。,4.2.聚砜国内开发历史,国内对聚砜的开发工作早在1966

9、 年就由天津材料研究所率先研发，随后上海市合成树脂研究所和天山塑料厂共同开发，并在1969 年建成了100 t/a生产装置运转投入生产。 70 年代大连第一塑料厂利用上海的技术经验，建成了工业化规模的装置，目前仍在运转和销售聚砜产品，以舵牌作为商品名。 80年代初上海曙光化工厂接替了天山塑料厂的生产，销售聚砜，生产设计能力为200 t/a；1982 年以后，生产稳定在220 t/a 的水平；但是2004 年以后由于化工厂的搬迁以及专业人员退休等多种原因，该厂不再生产聚砜。 上海曙鹏特种工程塑料有限公司于2002 年建成200 t/a 聚砜生产装置，运转至2007 年后也处于停顿状态。,5.1.

10、聚砜国外主要制造厂商,目前，世界上聚砜类塑料的生产商主要有德国BASF 公司、美国苏威公司、日本住友公司和印度加尔迈化学公司。 苏威是世界上唯一能够同时制造聚砜系列树脂的公司，它的产品主要销往美国和欧洲市场。另外苏威公司和日本帝人公司合股建成的TEAM 公司从美国引进UdelPSF Mindel改性聚砜在日本销售。 BASF 公司的产品除在欧洲销售外还在美国、东南亚、日本和中国销售。 日本住友公司是在1992 年后根据ICI Co.的贸让协议开始生产聚砜的，仅在日本国内销售。1992 年以后，BASF 日本公司从德国进口Ultrasons PSF 在日本销售。其联合生产能力达到了45 000

11、t/a。 俄罗斯在谢符钦克工厂也生产聚砜，商品名为HCPSU，其生产能力约为300 t/a。,5.2.聚砜国内主要厂商,主要厂家: 大连第一塑料厂 上海帕斯砜材科技有限公司 上海曙光化工厂 天津砚津科技有限公司其中: 1.大连第一塑料厂 是20多年的老厂、老牌子知名度高点、估计其年产量在100吨； 2.上海帕斯砜材科技有限公司旗下上海帕斯砜高分子材料有限公司是专门从事聚砜生产的新厂家、质量和技术领先一些，年产300吨； 3.上海曙光化工厂，内幕消息得知已停产，正在等待改革； 4.天津砚津科技有限公司是30吨年产量的中试基地，产品质量有优势；,5.3.国内现状和前景,国内聚砜市场常期被国外品牌占据；美国苏威和德国巴斯夫等外国聚砜占据国内80%的市场。并且国内厂家量产的应用都不还处在水处理和高端应力应用上，在血透膜应上同美国苏威还存在一定距离，天津砚津科技有限公司的聚砜的中试产量达到水处理膜应用标准；在高端应力应用上海帕斯砜材料科技有限公司的聚砜完全可以替代苏威和巴斯夫的牌号，但在市场占有上还要做大量的市场开发工作，并且在血透膜应用领域帕斯砜已处在生物性能检测上了。 相信在未来两年内上海帕斯砜和天津砚津能赶上