聚芳砜（PASF）和聚醚砜（PES）耐熱性更好，在高溫下仍保持優(yōu)良機械性能。

學 名：聚芳砜，聚苯醚砜

英 文 名：Polyarylsulfone,簡稱PAS

1、發(fā)展史

聚芳砜于1967年由美國3M公司開發(fā)并以Astrel360牌號出售，后將生產(chǎn)及銷售權轉(zhuǎn)讓給Carborundum公司，目前由該公司在世界范圍內(nèi)仍以Astrel360牌號生產(chǎn)銷售。

2、主要生產(chǎn)方法

Astrel 360聚芳砜是由4、4′-二碳酰二氯二苯醚與聯(lián)苯的Friedel-Crafts聚合反應來制備。

3、理化性能

Astrel 360聚芳砜典型特性為耐熱，能在空氣中溫度260℃條件下長期老化。

4、加工成型

聚芳砜可采用注射、擠出或壓縮成型技術加工成制品。但聚芳砜具有高的熔融粘度，所以對加工設備有特殊的要求，一般采用專用的加工設備以滿足加工溫度400～425℃。壓力要求為140～210MPa(20300～30450psi)，模具溫度為230～280℃。

5、應用領域

聚芳砜主要應用于電氣、電子工業(yè)領域，多為軍工產(chǎn)品的多插頭的接觸器、印刷電路板的基板及插座。這些制件要求具有良好的機械性能、熱性能和耐化學性能。

在美國市場上，除Astrel牌號外，還有一種Radel型號的聚芳砜產(chǎn)品。

學 名：聚醚砜、聚芳醚砜

英 文 名：polyethersulfone,簡稱PES

1、發(fā)展史

聚醚砜由卜內(nèi)門（ICI）公司于1972年開發(fā)并以Victrex商品牌號銷售于全世界。德國巴斯夫（BASF）公司以Ultrason E商品牌號生產(chǎn)并銷售。近幾年來，世界各國工程熱塑樹脂的生產(chǎn)和銷售一直處于低谷狀態(tài)，其中以聚醚砜尤為突出。卜內(nèi)門公司已于1991年將其生產(chǎn)能力為5000噸/年的聚醚砜裝置關閉。目前較大生產(chǎn)商為巴斯夫公司。國內(nèi)吉林大學中試化工廠、長春應用化學研究所和徐州工程塑料廠有少量試產(chǎn)品種。

2、主要生產(chǎn)方法

PES的生產(chǎn)路線有兩條，即雙酚路線和單酚路線。這兩條路線均為親核高溫置換反應、聚合反應過程中添加強堿、采用高沸點惰性溶劑。

3、理化性能

由于聚醚砜分子結(jié)構(gòu)中不存在任何酯類結(jié)構(gòu)的單元，聚醚砜具有出色的熱性能和氧化穩(wěn)定性。經(jīng)UL確認聚醚砜連續(xù)使用溫度為180℃，并滿足UL94V-0級阻燃要求，（厚度為0.51mm）。聚醚砜耐應力開裂，不溶于極性溶劑如酮類和一些含鹵碳氫化合物。耐水解，耐極大多數(shù)酸、堿、脂類碳氫化合物、醇、油及脂類?？梢酝ㄟ^對其分子量的控制或添加各種增強材料、各種纖維，以提高聚合物的性能。該樹脂滿足美國FDA要求可使用于與食品接觸的制件。

4、加工成型

聚醚砜雖然是一種高溫工程熱塑樹脂，但仍可以按常規(guī)熱塑加工技術進行加工?？刹捎米⑸涑尚汀D出成型、吹塑成型、壓縮成型或真空成型。高模溫有助于成型和減小成型引起的應力。一般注射成型溫度為310～390℃，模溫為140～180℃。PES是一種無定形樹脂，模收縮率很小，可加工成對容限要求高及薄壁的制品。

5、改性產(chǎn)品

典型改性聚醚砜品種有玻璃纖維增強及碳纖維改性的導電型樹脂。

6、應用領域

聚醚砜具有特有的設計性能，包括：寬溫度范圍內(nèi)（－100～200℃）高機械性能；高熱變形溫度及良好耐熱老化性能；長期使用溫度達180℃；制品耐侯性好；阻燃及低煙密度性；良好電性能；透明等。因此PES制品大量應用于電氣、電子、機械、醫(yī)療、食品及航空航天領域。

電氣及電子工業(yè)中的應用，主要包括線圈骨架、接觸器、二維及三維空間結(jié)構(gòu)的印刷電路板、開關零件、燈架基座、電池及蓄電池外罩、電容器薄模等。由于PES制品長期使用溫度達180℃，屬UL94V-0級材料，具有高尺寸穩(wěn)定性能、良好的電絕緣性能，因而使其成為電氣工程結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)選材料。

機械工業(yè)中的應用，主要選用玻璃纖維增強牌號，制件具有耐蠕變、堅硬、尺寸穩(wěn)定等特性。適合制作軸承支架及機械件的外殼等。

汽車制造工業(yè)中的應用，主要有照明燈的反光件，峰值溫度達200℃，并且可制成鋁合金反光器件。還有汽車的電器連接器、電子、電-機械控制元件、座架、窗、面罩、水泵及油泵等。

航空領域的應用，已通過聯(lián)邦航空規(guī)范條款25?853及客機技術標準條款1000?001，用于飛機內(nèi)部裝飾件包括支架、門、窗等，以提高安全性。聚醚砜對雷達射線透過率很好，目前雷達天線罩已用其代替過去的環(huán)氧制件。

醫(yī)療衛(wèi)生領域的應用。聚醚砜制件耐水解，耐消毒溶劑。制品包括鉗、罩、手術室照明組件離心泵外科手術器件的手柄、熱水器、熱水管、溫度計等。

廚房用具的應用，包括咖啡器、煮蛋器、微波器、熱水泵等。

照明及光學領域的應用，包括反光器、信號燈。聚醚砜制件有著色透明、對UV穩(wěn)定、可長期在室外環(huán)境下使用等特性。

聚醚砜可通過溶劑技術制備成各種具有高機械強度的超濾膜、滲透膜、反滲透膜及中孔纖維。其制品用于節(jié)能、水處理等領域。

由于聚醚砜屬于無定形樹脂范疇，可以作為涂層材料應用于金屬表面的涂覆。

7、開發(fā)動向

聚醚砜開發(fā)以共聚改性為主，其目的是提高其綜合性能和加工性能，以滿足市場的需求。卜內(nèi)門公司開發(fā)出聚醚砜/聚砜的共聚物，其組份百分含量不同，樹脂性能也有不同的同性能產(chǎn)品。該共聚物具有比聚砜更高的熱變形溫度，比聚醚砜更低的吸水性，具有更佳的流動加工性能，并可以用GF增強。

卜內(nèi)門公司最近開發(fā)出牌號為Super-Shield的聚醚砜涂料?？膳cFluon-one-Coat一起使用于廚房器具，形成不粘復合涂層。

巴斯夫公司最近開發(fā)出聚醚砜熱塑硬質(zhì)泡沫材料。該材料具有高熱變形溫度、耐熱老化、低煙揮發(fā)密度、低毒性、耐水解、耐酸和堿等特性。這種硬質(zhì)泡沫材料與聚醚砜樹脂的復合材料一起用于航空航天領域前途廣闊。由于該材料具有堅硬、質(zhì)輕的特性，還可以用于造船、火車、醫(yī)療及體育用品的制件。

芳族聚酰胺（Polyamide Aromatic，簡稱PARA）的纖維及其復合材料具有高拉伸強度高模量較低的伸長率、耐燃燒、耐高溫、耐有機溶劑和燃料、潤滑劑等特性，因此在工程方面有廣泛用途，目前已開發(fā)在工業(yè)上應用的有PPTA、MPIA、PBA等。

聚對苯酰胺

學 名 聚對苯甲酰胺

英 文 名 Poly(p-benzamide)，簡稱PBA

（一）發(fā)展史

美國杜邦公司于1916年首先介紹芳族聚酰胺-聚間苯二甲酰間苯二胺（Nomex）纖維，1970年介紹了聚對苯酰胺（Fibre B或PRD-49），1972年又介紹了較韌性的聚1，4-苯撐對苯二酰胺（Kevlar 49）纖維，分析表明Kevlar纖維為代表。

1977年我國開始研制聚對苯酰胺，1990年上海市合成樹脂研究所完成年產(chǎn)3噸中試鑒定。

（二）主要生產(chǎn)方法

1.樹脂生產(chǎn)

以對氨基苯甲酸為單位、N-甲基吡咯烷酮為溶劑，在催化劑、助催化劑存在和80～90℃的條件下，反應3小時。然后，將物料沉析到酒精中，用水洗滌樹脂，干燥，即可得到紡絲用樹脂。樹脂的特性粘度控制在1.8～2.2范圍內(nèi)。

2.液晶漿液的制備

將芳綸-I樹脂溶解在含有4～6%助溶劑的有機溶劑（二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮）中，聚合物濃度控制在9～10%左右，即可得到光學上各向異性的液晶漿液。

3.濕法紡絲

將上述液晶漿液過濾，置于貯料筒中脫泡24小時，紡絲液經(jīng)紡絲計量泵計量后，再經(jīng)過濾器送至噴絲頭，通過Φ0.05～0.08×500～1000孔紡絲帽，以每分鐘10～20米的速度從噴絲孔噴入到凝固浴中。凝固浴為20～40%的有機溶劑水溶液，溫度為40～50℃。從凝固出來的纖維經(jīng)水充分洗凈，干燥后，即得芳綸-I原絲。原絲在惰性氣體中（3～5升/分，500～550℃）熱處理3～5秒，即得到芳綸-I纖維。

（三）理化性能

1.物理性能

纖維色澤：淡黃色

相對密度：1.4655g/cm3

復絲旦度：1000～1500旦

細度：1.0～1.5旦

復絲強度：2337～2585Mpa

伸長率：1.5～2.5%

彈性模量：＞147Gpa

芳綸-I性能接近Kevlar-149的性能，兩者比較如表

2.熱性能

芳綸-I與Kevlar-49浸漬環(huán)氧樹脂后耐熱穩(wěn)定性相近，未涂環(huán)氧樹脂則芳綸-I的熱穩(wěn)定性優(yōu)于Kevlar-49。

芳綸-I在280℃空氣中恒溫老化100小時，性能基本沒有變化。

芳綸-I在320℃的恒溫熱老化性能見表

（四）應用領域

聚對苯酰胺纖維是一種高強度、高模量、低密度的芳核酰胺纖維。其纖維密度（1.42～1.46g/cm3為玻璃纖維的60%，為碳纖維的80%，拉伸強度3.4～4.1Gpa，拉伸模量82.7～137.9Gpa，壓縮強度僅為拉伸強度的20%，顯示出延展性，可以壓縮和彎曲，能夠吸收能量。它廣泛用于熱塑性塑料和熱固性塑料的增強，是好復合材料的高效增強劑。典型應用包括：

1.導彈、核武器、宇航等軍用復合材料?？纱蠓葴p輕自重，提高射程和載荷能力。

2.利用其超剛性、低密度性能，用其復合材料作雷達罩及天線骨架。

3.用其復合材料做飛機的地板材料、整流罩、機體門窗、內(nèi)裝飾等結(jié)構(gòu)材料。

4.利用其高強度和低伸長率特性作光纜、電纜、海洋電纜等的增強骨架材料。

5.體育器材。成功地用以制作賽艇、槳、羽毛球拍等。

6.各種高溫、耐磨的盤根、剎車片等。

7.橡膠制品。用以制作超高壓管、齒型帶、三角帶等。

學 名 聚對苯二甲酰對苯二胺

英 文 名 Poly(P-Phenylene terephthalamide)，簡稱PPTA

（一）發(fā)展史

美國杜邦公司最早開發(fā)出聚間苯二甲酰間二胺(Nomex)纖維，1972年又成功地開發(fā)了聚對苯酰胺(Kevlar-29)和聚對苯二甲酰對苯二胺(Kevlar-49)纖維。1979年美國消費芳族聚酰胺的數(shù)量7000噸。目前，美國杜邦公司擁有三大家Kevlar纖維生產(chǎn)廠家，即：美國里滿德工廠年產(chǎn)能力2萬噸；英國梅唐工廠年產(chǎn)能力7000噸；東麗?杜邦公司的日本東海工廠年產(chǎn)能力2.5萬噸。

荷蘭阿克蘇公司和杜邦公司的zhuanli糾紛解決后，阿克蘇公司積極開發(fā)芳族聚酰胺Twaron纖維，建有5000噸生產(chǎn)裝置。計劃1992年擴大到7000噸。該公司還打算和住友化學公司合作在日本建設芳族聚酰胺工廠。日本帝人公司在松山工廠生產(chǎn)Technora芳酰胺纖維，該公司準備與德國赫斯特公司合作在德國生產(chǎn)芳酰胺纖維。目前全世界聚對苯二甲酰對苯二胺纖維產(chǎn)量約6萬噸。

（二）要生產(chǎn)方法

1.樹脂生產(chǎn)

在裝有N-甲基吡咯烷酮的聚合釜中,加入氯化鋁(為投料量的1.2～1.8%)及吡咯(吡咯/對苯二胺=0.6～1.2摩爾),然后加入對苯二胺,溶解后分兩步加入對苯二甲酰氯粉末(對苯二胺濃度為0.20～0.45摩爾/升,酰氯過量0.30～2.5%),在氮氣保護、常壓下進行攪拌反應,反應溫度維持在-5℃～80℃,聚合物特性粘度為5.5～6.0.

2.紡絲

Kevlar纖維是采用聚對苯二甲酰對苯二胺（PPTA）漆制備而成。PPTA是對-苯二酰胺和-苯二酰氯縮合反應的產(chǎn)品。將PPTA溶解于熱濃硫酸中，直到液晶固體濃度打20重量%止。PPTA-硫酸溶液通過干噴絲醉噴到混凝浴中（干噴-濕紡）。然后，用氫氧化鈉水溶液中和纖維，繼之水洗，干燥，制成Kevlar纖維。

（三）理化性能

1.樹脂性能

特性粘度≥4.5

灰分 ≤500ppm

色澤 淡黃

2.纖維性能

原 絲 熱處理絲

拉伸強度 2.8Gpa 2.8GPa

伸長率 5.76% 3.5%

彈性模量 51～64Gpa ≥96GPa

相對密度 1.44 1.45

3.熱性能

聚對苯二甲酰對苯二胺具有超高強度、超高模量、耐高溫和低密度等特性。其原絲及熱處理絲的熱失重情況見表

（四）應用領域

聚對苯二甲酰對苯二胺纖維可用作船舶和氣球的系留繩、漁具和采集資源用的牽引繩、游艇帆布、滑翔回收飛船、防彈西裝背心和賽馬服等防護服。還可用于復合材料的增強纖維，如用作輪胎簾布和皮帶簾布等。此外，還可用于飛機、汽車、體育用品等。我國生產(chǎn)的聚對苯二甲酰對苯二胺纖維已成功地用于導彈、飛機、汽車、光纜加強件、賽艇、弓箭、羽毛球等體育器材。

（五）開發(fā)動向

高強度、高模量、低密度芳酰胺纖維，今后仍將繼續(xù)向超高強度、超高模量、低密度的方向發(fā)展。就聚合體制備而言，連續(xù)擠出聚合是發(fā)展方向，但需要解決分子量控制問題。如何做得分子量分布均勻的聚合體仍是需要努力解決的問題。此外，降低原料成本，降低纖維價格，也是當務之急。只有降低價格，提高質(zhì)量，才更具有競爭能力。

我國的芳綸-Ⅱ型、美國杜邦公司的Kevlar、荷蘭阿克蘇公司的Twaron和日本帝人公司的Technora，產(chǎn)品性能的比較見表

聚酰亞胺

介紹：聚酰亞胺是分子結(jié)構(gòu)含有 酰亞胺基鏈節(jié)的芳雜環(huán)高分子化合物，英文名Polyimide(簡稱PI)，可分為均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亞胺（PAI）和聚醚亞胺（PEI）四類。

PI是目前工程塑料中耐熱性最好的品種之一，有的品種可長期承受290℃ 高溫短時間承受490℃的高溫，另外力學性能、耐疲勞性能、難燃性、尺寸穩(wěn)定性、電性能都好，成型收縮率小，耐油、一般酸和有機溶劑，不耐堿，有優(yōu)良的耐摩擦，磨耗性能.

PI成型方法包括壓縮模塑、浸漬、注塑、擠出、壓鑄、涂覆、流延、層合、發(fā)泡、傳遞模塑。

PI在航空、汽車、電子電器、工業(yè)機械等方面均有應用，可作發(fā)動機供燃系統(tǒng)零件、噴氣發(fā)動機元件、壓縮機和發(fā)電機零件、扣件、花鍵接頭和電子聯(lián)絡器，還可做汽車發(fā)動機部件、軸承、活塞套、定時齒輪，電子工業(yè)上做印刷線路板、絕緣材料、耐熱性電纜、接線柱、插座、機械工業(yè)上做耐高溫自潤滑軸承、壓縮機葉片和活塞機、密封圈、設備隔熱罩、止推墊圈、軸襯等。