雙酚A型聚砜制備

雙酚A型聚砜(PSF)雙酚A型聚砜是最早工業(yè)化的聚砜類塑料，俗稱普通聚砜，簡稱聚砜(PSF)。合成雙酚A型聚砜的單體是雙酚A(4，4’-二羥基二苯基丙烷)和4，4’-二氯二苯砜。聚砜的制備過程分為兩步，首先將雙酚A與強堿(NaOH或KOH)水溶液反應(yīng)制成雙酚A鹽，然后再與4，4'-二氯二苯砜在二甲基亞砜中進行溶液縮聚制備聚砜。成鹽反應(yīng)中利用二甲苯與水形成共沸物以便將副產(chǎn)物水除去，避免水在縮聚階段使聚合物降解。縮聚反應(yīng)的副產(chǎn)物NaCl或KCl對制品性能尤其是電性能的影響很大，必須嚴格洗滌除去。

雙酚A型聚砜是一種線型雜鏈大分子，由苯撐基、異丙撐基、醚鍵和二苯砜基構(gòu)成。苯撐基和二苯砜基均為高度共軛的芳環(huán)體系，這種共軛體系本身不能內(nèi)旋，使大分子主鏈上可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵比例相對減少，因而大分子主鏈的剛性大大增強。高度共軛體系的化合鍵鍵能較高，可以吸收較大的能量而不致斷鏈，二苯砜基中的硫原子處于最高氧化狀態(tài)，穩(wěn)定性高。醚基可使分子鏈段易繞其兩端單鍵進行內(nèi)旋，增大分子鏈的柔性，使鏈段運動能力相對提高。異丙撐基上的取代基結(jié)構(gòu)對稱，無極性，可減小大分子間的作用力，賦予聚合物一定的韌性及加工流動性。以上各基團綜合作用的結(jié)果是：聚砜大分子結(jié)構(gòu)對稱，但其大分子主鏈的剛性成分占主導(dǎo)地位，使其不易結(jié)晶，為無定形高聚物。由于聚砜大分子主鏈剛硬、內(nèi)旋轉(zhuǎn)困難，鏈段運動需在較高的溫度下才能實現(xiàn)。因此，聚砜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，剛性及力學(xué)強度也較高，同時熔體的流動性較差、黏度大，流動溫度也較高，成形加工困難。但由于大分子主鏈中的醚基以及異丙撐基等柔性成分的存在，使聚砜的大分子主鏈又具有一定的柔性，使聚合物分子鏈剛?cè)嵯酀?，賦予聚砜一定的韌性和低溫性能，同時其加工性也得到一定的改善。

聚砜是透明或微帶琥珀色的非晶態(tài)線型高聚物，無氣味，透光率90%以上，光的折射率為1.663。

(1)力學(xué)性能：聚砜力學(xué)性能的突出特點是抗蠕變能力很強，尺寸穩(wěn)定性很高，隨溫度升高力學(xué)性能的下降幅度很小。

(2)熱性能：聚砜的耐熱性高，玻璃化溫度為196℃，熱變形溫度為175℃，維卡軟化溫度為188℃，馬丁耐熱156℃。脆化溫度為-101℃，分解溫度為426℃，可在-100~50℃范圍內(nèi)長期使用。

(3)電性能：聚砜電性能優(yōu)良，而且受環(huán)境影響小。

(4)化學(xué)性能：聚砜的化學(xué)穩(wěn)定性較好，對元機酸、堿、鹽的溶液很穩(wěn)定，對洗滌劑和烴類也很穩(wěn)定，但會受某些極性溶劑如酮類、鹵代烴類的作用而溶脹、溶解或開裂，這是它性能不足之處。聚諷不發(fā)生水解作用，但在高溫及負荷作用下，水能促進其應(yīng)力開裂。

(5)耐輻射性：由于聚砜分子鏈中含有大量高度共軛的苯環(huán)和二苯砜基，使其可吸收大量輻射能而不致被破壞，因此耐輻射性好。

聚砜的成形加工方法同一般熱塑性塑料，可以注射、擠出、吹塑、熱成形及二次加工。注射成形用于加工各種工業(yè)零部件，宜在螺桿式注射機上進行，應(yīng)選用等距、低壓縮比的漸變螺桿，以及孔徑稍大的直通式噴嘴。壁厚為1.9~2.5 mm的簡單制品，模溫控制在93℃左右，薄壁、長流程或形狀復(fù)雜的制品模溫應(yīng)提高到149~160℃。為減少制品內(nèi)應(yīng)力，可對制品進行熱處理。

聚砜具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性，適宜制造各種高強度、低蠕變、高尺寸穩(wěn)定性、耐蒸煮、能在高溫下使用的制品，廣泛應(yīng)用于電子電器、機械設(shè)備、醫(yī)療器械、家用器具、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。在電子電器領(lǐng)域中，用作印刷電路板、集成電路載體及襯板、線圈骨架、接觸器、家用音像設(shè)備組件、電容薄膜、高性能電池外殼、電鉆外殼、線纜包覆等。在精密機械領(lǐng)城中，大量代替銅、鋁、鋅、鉛等金屑材料以降低部件質(zhì)量，起到經(jīng)濟、美觀、耐用的目的。在交通運輸領(lǐng)城中，適合制造汽車防護罩、離合器蓋、儀表盤、蓄電池蓋、電子點火裝置組件、傳感器等。在醫(yī)療器械領(lǐng)域中，用作外科手術(shù)工具盤、噴霧器、濕潤器、流體控制器、儀表外殼、心臟起搏器、防毒面罩、流體容器、牙托、儀器外殼、消毒器皿等。在家用器具中，適合作咖啡杯、加濕器、發(fā)型干燥器、衣物蒸干器、飲料及食品分配器等。在食品工業(yè)及衛(wèi)生器材中，適合做衛(wèi)生設(shè)備管道、水加熱器、制奶工業(yè)機械零部件及管道、食品包裝及食品容器等。

由于雙酚A聚砜存在某些不足，例如加工性能不佳，耐溶劑不好，加工溫度高(注射成型時要達880~8800),美國U00公司為了改進這些性能就生產(chǎn)另一種改性的聚砜，商標為Ucardel P- 4174。

改性聚砜據(jù)說是聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS的共混物。 它比未改性之雙酚A聚砜具有加工簡便(可在260~840℃下成型)、流動性比P-1700高四倍、耐溶劑性好等優(yōu)點。但它的耐熱性不及雙酚A聚砜(僅能在-143~120°C連續(xù)使用)。改性聚砜的價格(0.85美元/磅)比雙酚A聚砜便宜(1美元/磅)。