聚砜是一种性能很好工程热塑性塑料,属于砜类聚合物。其分子链由苯环通过醚键〔‑O‑〕相连,并于链段中嵌入砜基团〔‑SO₂‑〕,形成如图所示重复单元结构[]。这种结构赋予了材料以下几类核心特性:
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1. 热性能
- 玻璃化转变温度〔Tg〕约 175 ℃–180 ℃,于此温度以上仍能保持较好尺寸稳固性、机械强度。
- 热稳固性:于 300 ℃左右仍能保持结构完整,适用于高温加工、一直工作环境。
2. 机械性能
- 密度约 1.24 g·cm⁻³,相对轻质。
其杨氏模量约为2.48GPa,表现出较好的刚性和较强的抗变形能力.。
- 冲击韧性:就算于高温下也保持较高冲击强度,适合承受动态载荷。
3. 化学、耐腐蚀性
- 对多数有机溶剂、酸碱还有腐蚀性介质表现出优秀耐受性,能够于严苛化学环境中一直使用。
- 于医疗、制药行业,可耐受 γ 辐射〔高达 50 kGy〕、蒸汽灭菌,保持材料性能不受影响。
4. 电气、光学特性
- 介电强度高,于电气不导电、封装中常作不导电材料。
- 透明或半透明,可制成光学部件,如透明阀门、观察窗[]。
5. 加工、成型
- 可通过注射成型、挤出、热压、发泡许多工艺加工。
- 于碱性蓄电池壳体注射成型实验中,选用粘度为 0.45–0.55 dL/g PSU,能够制得满足军用装备要求壳体、壳盖[]。
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7. 发展趋势、研究热点
1. 功能复合:将 PSU 、纳米填料〔如石墨烯氧化物、碳纤维、金属氧化物〕复合,以提升导热、导电或机械强化效果。
2. 膜技术:通过相转化或电纺方法制备改性 PSU 膜,用于血液透析、废水处理高端分离用途。
3. 可持续加工:利用超临界 CO₂ 发泡技术实现低能耗、低溶剂 PSU 泡沫制品生产,显著降低发泡温度并提升孔径可控性。
4. 离子导电膜:磺化 PSU〔SPSU〕于质子交换膜燃料电池中表现出优良离子导电性、化学稳固性,成为新一代电解质材料候选者[]。
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8. 小结
聚砜〔PSU〕凭借其 高 Tg、优秀机械强度、超强化学惰性、优良电不导电性还有透明性,于航空航天、医疗器械、过滤分离、电气不导电、高温结构件多个高端行业得到大量用途。当前研究重点集中于 功能复合、膜改性、绿色发泡工艺还有离子导电化 方向,以进一步拓展其于新能源、领先生产、生物医药前沿行业用途潜力。
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