聚醚砜材料的性能及在汽车上的应用高温炉

聚醚砜材料的性能及在汽车上的应用

聚醚砜材料的性能及在汽车上的应用 2011： 摘 要：本文对聚醚砜材料的性能和合成进行了叙述，并对其在汽车领域的使用进行了归纳，对应用前景进行了展望。关键词：聚醚砜 性能 合成 汽车领域 应用 随着高新技术领域的发展，人们对材料的要求越来越高。一些通用工程塑料已不能满足要求，于是自六十年代后期发展了一系列综合性能优异的结构型、耐热型热塑性工程塑料，聚芳砜类高聚物就是其中一种。其中聚醚砜（PolyEtherSulfone）是英国帝国化学公司（ICI）1972年开发成功的热塑型特种工程塑料，其分子结构式为：它的分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而主要由砜基、醚基和次苯基组成。砜基附予耐热性；醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性，易于成型加工；在对苯撑结构上交替连结砜基和醚基能得到非结晶性的聚合物。聚醚砜被人们誉为是第一个综合了高热变形温度、高冲击强度和优良成型性的工程塑料。1 聚醚砜类高聚物的性能特点1.1 PES的耐热等级高热变型温度为200℃～220℃，连续使用温度为本180℃～200℃，玻璃化温度高达225℃。ＵＬ温度指数为180℃。1.2机械性能好，尺寸稳定PES为结晶性树脂，具有在较宽的温度范围内保持稳定的机械性能的特点，其模量在—10℃到200℃几乎不变，特别在100℃以上，它比任一种热塑型树脂都好。聚醚砜的耐蠕变性也极为突出，在180℃以下温度范围内，其抗蠕变性是热塑型树脂中最优异的一种。特别是其玻璃纤维增强牌号树脂有时比热固型树脂还好。它尺寸稳定性好，线膨胀系数小，温度依赖性小，耐冲击，具有与聚碳酸脂相同的耐冲击性。1.3耐化学药品性 它耐汽油、机油、润滑油等油类，氟利昂等清洗剂。它的耐溶剂干裂性是非晶树脂中最好的，除丙酮、氯仿等极性溶剂外，能耐大部分溶剂。1.4耐热水、耐水解性可耐150℃～160℃热水或蒸汽，在高温下仍具有较好的耐酸和碱性能。1.5阻燃性无须添加任何阻燃剂就有优异的难燃性，自熄性可达V – O级（UL94，0.46mm）。此外，其燃烧时发烟量非常低，仅次于聚醚醚酮而居第二位（采用美国NBS规定方法）。1.6 易于加工成型不仅可以挤出成型、注射、模压、吹塑、吸塑和制成发泡体，还可以进行镀膜、超声波融接、机械加工、溶剂黏结涂敷等二次加工。1.7电性能优异PES的介电常数在20℃，60Hz到106Hz时，均保持在3.5左右；介电损耗在60Hz，20℃到150℃时，保持在0.001左右。即使在200℃的高温下也具有1013Ω.cm这样高。2 聚醚砜类聚合物应用领域聚醚砜的这些性能特点决定了它拥有的多种性能。适用于制造高强度、低蠕变性、高尺寸稳定性、能在较高温度下使用的制品，广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输、医疗、食品等领域：2.1电器电子领域因为它具有优异的尺寸稳定性、耐热、阻燃、可耐焊锡、耐各种清洗剂，可镶嵌金属件、与环氧树脂黏结性好等，故可作H级绝缘材料用。主要制品有：线圈骨架、电位计的外部底座、吹风器零件、印刷电路板、按钮式开关、可控硅的绝缘体、电动工具马达的绝缘体、打印机、送风机、继电器等的线圈骨架、DIP开关，各类插接件。2.2机械领域利用其高温抗蠕变性（150℃），尺寸稳定性、耐油性、韧性好等优点，在一般树脂不能满足使用要求的地方得到了广为利用。主要制品有：各类机器的杠杆、柄、支架等，X-射线装置的观察玻璃、链锯、农机发动机和汽化器等绝缘体、活塞环、耐热滚轮、齿轮、复印机零件、照相机零件、复印机零部件、工业用吹风机罩、汽车空调的零部件、电弧焊枪的手柄、齿轮、各种物质分析组件。利用其在160℃的热水或蒸气条件下还能保持优异的抗蠕变、刚性和尺寸稳定性，应用于热水、蒸汽用阀门、防腐蚀电极的绝缘体、温度传感器的组件、泵的泵体和叶轮、散热器阀门、超滤装置用零部件。2.3交通运输主要在汽车、飞机等运输行业利用其在-100℃～180℃广阔温度范围内的刚性和尺寸稳定性，高温抗蠕变性，耐汽油、柴油、各类机油等特长。主要制品有：各种轴承保持架、制动轴的轴瓦、点火器的噪音消除器、发动机齿轮、汽化器的线圈骨架、雾灯反光镜、止推环以及飞机热空气导管和窗框等。使用工程塑料制造轴承保持架和金属相比，具有重量轻、噪音小的优点，采用PES使用温度可达180℃，产品的精度高、耐油性好，还具有耐磨及容易装配等优点。2.4医疗、食品领域医疗器械通常要求材料透明，强度高和能够经受各种消毒杀菌处理，包括煮沸消毒以及用蒸汽、环氧乙烷气体、γ射线、紫外线杀菌等。PES能较好地满足上述要求，所以广泛用于制备各种医疗器械，如接触透镜杀菌容器、防毒面具零件、牙科用反射镜支架、人工呼吸器、血压检查管、外科容器和注射器等。由于PES的无毒性、卫生性，在食品工业中用于各种阀门和管路。2.5其它领域：照明方面：电影机的反射镜、聚光灯的反射镜、频闪观测器的反射镜、手术照明用的反射镜、雾灯的反射镜、指示灯罩。涂层方面：由于它有与铁、铅等金属的附着力好，涂层表面硬度高等优点，因此，可作为化工防腐、不粘涂具等的涂料用。制成品方面：它既可以用挤出法制成不同厚度的薄膜作H级绝缘用，又可挤成片材、棒材、管材，也可用溶液法制成超过滤膜或反渗透膜用等。3 聚醚砜类高聚物的合成聚醚砜（PES）可由4-氯-4‵-羟基二苯砜钠盐的自缩聚、 4-二苯醚磺酰氯的自缩聚、双酚S 和二氯二苯砜的共缩聚以及二磺酰氯和联苯醚共缩聚等方法制备。ICI公司的PES年产量为千吨以上，商品名称为Victrex，主要品级有通用品级4100G、4800G，玻璃纤维增强品级4101GL30等。此外，德国的巴斯夫（BASF）公司、美国的联合碳化物公司（UCC）以及日本的住友化学工业公司也有PES类产品生产。聚醚砜类高聚物有多种合成路线，值得一提的是吉林大学的双酚钾盐脱盐法。该方法是在多种合成路线中比较优秀的，并已投产生产。4 聚醚砜类高聚物在汽车领域的应用利用聚醚砜的耐磨、耐负载、耐化学性制成的止推环。用于空调压缩系统的密封条 利用聚醚砜耐化学性、可塑性、可替换金属性生产的滤网利用聚醚砜的耐化学性、耐磨性、 利用聚醚砜的耐化学性、抗形变性、耐热性、不产生碎屑的特点制成的 热稳定性、可塑性生产的发动机控制器传动密封环。在ABS刹车系统中使用的零件 齿轮传动装置5 结语由于聚醚砜是具有多种优异性能的特种高分子材料，因此可在汽车领域更大范围的代替金属制成零件。但是较高的价格是限制它使用的一个重要因素。另外，由于聚醚砜制成的零件一般使用在发动机、底盘等技术含量较高的部位，国内零部件企业目前很少使用聚醚砜这种材料。但是，随着汽车轻量化的发展和聚醚砜等特种工程塑料生产成本的降低，它们在汽车行业的应用前景会越来越大。(end)

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