Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полисульфоны: PSU, PES

Прочность на растяжение у полисульфонов достигает 110 МПа (16 тыс. фунтов на квадратный дюйм), модуль изгиба превышает 1,0 * 106 фунтов на квадратный дюйм, а их температурное тепловое отклонение доходит до +200 °C (+400 °F). Высокий процент их физических, механических и электрических свойств поддерживается при повышенных температурах. Например, его модуль изгиба остается выше 0,3 x 106 фунтов на квадратный дюйм при температурах эксплуатации до +160 °C (+320 °F). Даже после длительного воздействия таких температур пластмасса не обесцвечивается и не разрушается. Термическая стабильность полисульфонов и стойкость к окислению также превосходны при температурах эксплуатации значительно превышающих +150 °C (+300 °F). Ползучесть, по сравнению с другими термопластами, очень низкая при повышенных температурах и при определенных постоянных нагрузках. Например, ползучесть PSU при температуре +99 °C (+210 °F) меньше, чем у ацетального или термостойкого ABS при комнатной температуре.

Гидролитическая стабильность этих материалов делает их устойчивыми к водопоглощению в водных кислых и щелочных средах. Их комбинация гидролитической стабильности и термостойкости приводит к тому, что они обладают исключительной устойчивостью к кипящей воде и пару даже в условиях давления в автоклаве и циклического воздействия горячих и холодных, а также влажных и сухих сред. Тепловое старение значительно увеличивает прочность полисульфонов на разрыв, температуру теплового отклонения и модуль. Однако длительное тепловое старение в течение примерно одного года снижает их прочность, предел прочности и удлинение. Полисульфоны проявляют чувствительность к надрезам и подвержены воздействию кетонов, сложных эфиров и ароматических углеводородов.

Полисульфоны также имеют недостаток поглощения ультрафиолетовых лучей, что ухудшает их устойчивость к атмосферным воздействиям и погодным перепадам. Таким образом, они не рекомендуются для наружной эксплуатации, если они не содержат УФ-стабилизированных веществ, не защищены краской или покрыты металлом. Использование типичных полисульфонов включает в себя медицинское оборудование и другие приложения, где требуется огнестойкость и прозрачность. Теперь несколько слов о разновидностях этих материалов: PES, PPSU и PPESU.

Полиэфирсульфон или PES (PESU) — это один из высокотемпературных инженерных термопластов в семействе полисульфонов. Он представляет собой аморфный, прозрачный термопластик. PES жесткий, прочный и стабильный в широком диапазоне температур. Низкая воспламеняемость и низкий уровень образования дыма PES делают его хорошим кандидатом на соответствие международным и национальным стандартам для внутренних деталей самолетов. Неармированные марки используются в высокотемпературных электрических применениях, стёклах хлебопекарных печей и медицинских компонентах. Усиленные марки используются в авиадеталях и автомобильных деталях. PESU может быть обработан на обычном оборудовании для литья под давлением, выдувного формования, экструзии и термоформования.

К основным свойствам PES можно отнести то, что это аморфный полимер, который обладает высокой термической и окислительной стабильностью, а его сульфоновая группа обеспечивает высокие температурные показатели. Эфирные связи PES способствуют более практичной обработке, обеспечивая подвижность полимерной цепи в фазе расплава. Полиэфирсульфон имеет температуру стеклования +225 °C и является стабильным в широком диапазоне температур. Он имеет температуру теплового отклонения +203 °C при нагрузке 264 фунт / кв.дюйм. Некоторые сорта способны стабильно работать при температуре выше +200 °C. PES обладает выдающейся долговременной устойчивостью к ползучести при температуре до +150 °C. По ползучести PES превосходит полисульфон, смолы на основе фениленоксида и поликарбонат. Он может быть легко обработан и имеет низкую усадку.

PES также может использоваться непрерывно под нагрузкой при температурах примерно до +180 °C и в некоторых приложениях с низким напряжением с температурой до +200 °C. Поскольку постоянное напряжение 3 тыс. фунтов на квадратный дюйм при +20 °C в течение 3 лет приводит к деформации не более 1%, тогда как напряжение 6,5 тыс. фунтов на квадратный дюйм дает только 2,6% за тот же период времени. Полиэфирсульфон особенно устойчив к кислотам, щелочам, маслам, жирам, алифатическим углеводородам и спиртам. На него воздействуют лишь кетоны, сложные эфиры и некоторые галогенированные и ароматические углеводороды. Высокая термостойкость к маслу и газу позволяет использовать полиэфирсульфон в автомобильной промышленности. Способность PES выдерживать многократную стерилизацию позволяет использовать его в различных медицинских целях. Полимер имеет хорошие оптические характеристики, очень хорошую устойчивость к гидролизу и стерилизации, биосовместимость, отличные изоляционные свойства, а также выдающуюся жёсткость даже при высоких температурах.