《工程塑料PSU》PPT课件

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1、聚砜类塑料本章将主要介绍聚砜类树脂的合成及其结构与性能的关系。并将详细介绍双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜三种聚砜塑料的性能、改型、成型加工及其应用。1.概述聚砜类塑料（PolysulfonePlastics）是分子主链含有砜基和芳环的高分子聚合物，目前聚砜类塑料主要有三类：普通聚砜或双酚A型聚砜（Polysulfone，PSU）结构式为：聚芳砜（Polyarylsulphon，PAS）结构式为：聚醚砜（Polyethersulphone,PES）结构式为：1.1聚砜类塑料的发展简史聚砜类塑料最早由美国联合碳化物公司（U.C.C）于1965年研制成功，同年

2、建成年产4500t的生产设备，并以Udel牌号出售。主要品级为：UdelP-1700和P-1700（用于注塑）、P-3500和P-3510（用于挤塑）、P-2350（用于电线电缆包覆），Udel聚砜为双酚A型聚砜。70年代末80年代初，U.C.C研制成功了Mindel改性系列，获准在食品和医疗行业中使用，从而开拓了新市场，目前产量达6000t/年左右。1986年，美国Amoco公司购买了U.C.C的生产设备，并仍以原牌号生产销售。德国BASF公司也生产聚砜树脂，牌号为Ultrason.聚芳砜（PAS）是由美国3M公司于1969年开发成功的，其典型品级为

3、Astrel-360,PAS与PSU相比，耐热性有了很大的提高，但由于熔体流动性差，加工困难而使其应用受到限制。聚醚砜（PES）是由英国I.C.I.公司于1972年开发出的新品种，它兼具了PASde高耐热性、高冲击性和PUS良好的熔融加工性的优点，使其应用范围不断扩大。I.C.I.公司的PES主要品级有Victrex-200P和Victrex-300P。我国天津合成材料工业研究所和上海市合成树脂研究所早在1967年就开始研究聚砜，目前我国PSU的生产能力约为500t/年。PAS的研究始于1969年，主要有长春化学研究所和吉林大学开展研究，目前苏州树脂厂

4、等单位有PAS-360和PAS-340牌号出售。1978年吉林大学研制出的PES-004通过中试鉴定，并于1979年由辽源第一化工厂工业化生产。70年代末，武汉大学也开展了PES的研究，并在武汉有机合成化工厂进行了20t/年的中试。2.聚砜树脂的合成2.1双酚A型聚砜（PSU）先将双酚A和氢氧化钠在二甲基亚砜溶液中反应生成双酚A钠盐，然后钠盐再与4，4’-二氯二苯砜进行缩聚反应制得聚砜，反应式为：成盐缩聚上述反应中利用二甲苯与水形成恒沸物从而可将反应生成的水带出，这个过程（成盐过程）常在减压下或者常压下完成，缩聚产生的Nacl必须除尽以免使产品的电性能

5、下降。2.2聚芳砜（PAS）(1)熔融缩聚将4，4’-二苯醚二磺酰氯、联苯在发反应器中边通氮气边在90℃熔融10min，然后加入新升华的三氯化铁催化剂进行Friedel-Crafts反应，此时体系急剧的产生氯化氢，同时急剧熔融，反映温度也急剧上升，混合物在180℃凝固化，然后将反应温度上升到280℃，控制缩聚反应40min,冷却后即得PAS成品，反应式为：（2）溶液缩聚将4，4’-二苯醚二磺酰氯、联苯、4-联苯单磺酰氯和溶剂硝基苯加入到经90℃左右干燥的反应釜内，搅拌溶解后加入无水Fecl3催化剂，保持1h，然后升温到130℃维持24h,当黏度达0.3

6、3dl/g以上停止反应，加入稀释剂二苯基甲酰胺，在搅拌下放入甲醇以沉淀析出聚合物，再经过回流、洗涤、过滤，200℃以下干燥即得成品，反应式为：2.3聚醚砜（PES）(1)脱盐法先将溶剂环丁砜及双酚S加入到反应釜内，升温到80℃，待物料全部溶解后加入带水溶剂二甲苯和氢氧化钠，通入氯气升温至130-150℃进行成盐反应。然后再加入4，4’-二氯二苯砜，与220℃进行缩聚反应，当反应黏度达0.37dl/g左右时停止反应，降温，加入环丁砜稀释，于搅拌下通入氯甲烷（封端剂），并混入磷酸三苯酯（稳定剂），除料后经粉碎、水洗、干燥、挤出造粒而制得成品。反应式如下：(

7、2)脱氯化氢法将4，4’-双磺酰氯二苯醚溶于硝基苯中，然后再无水Fecl3催化剂与二苯醚进行Friedel-Crafts反应制备聚醚砜，反应式如下：或者将4-二苯醚单磺酰氯溶于硝基苯中，然后在无水Fecl3催化下进行自缩聚，制备出聚醚砜，反应式如下：两法相比，脱氯化氢法具有单体制备较容易、反应较平稳，成本低，工序少等优点。但由于Friedel-Crafts反应可使苯环在对位，邻位和间位上的氢有被取代的可能性，因此反应产物支化程度高，加工型差，且对设备的腐蚀严重。而脱盐法反应中只要严格控制双酚S中2、4异构体的含量，就可以得到分子链结构规整的全对位产物，

8、聚合物具有较高的流动性和冲击强度。但是，脱盐反应结束后必须加入氯甲烷封端剂，使活泼的基团变为较