聚砜(PSU)材料的应用领域

　　聚砜材料简介：性能特殊的热塑性超级工程塑料

　　聚砜(PSU)是一类耐高温以及高机械强度的热塑性工程塑料，并具有超高的耐热性和优良的综合性能，被誉为“高级工程塑料”。

　　聚砜通常包括普通双酚A型聚砜(PSU)、聚芳砜(PASF)、聚醚砜(PES)、聚醚砜树脂(PES)和聚亚苯基砜树脂(PPSU)五种。其中双酚A聚砜以及聚醚砜具有良好的热稳定性和尺寸稳定性，耐水解，耐辐射，耐热等性能，应用较为广泛。

　　聚砜制备分为一步法和二步法，其中一步法工艺最为先进，二步法是当前工业制备的主要方法。聚砜具有优秀的力学性能、热学稳定性和无毒性等，广泛用在电子电气、航空航天、汽车、医疗器械、食品用具等领域。

　　传统应用领域广阔，电子电气和汽车航空需求增长较快

　　全球聚砜(PSU)消费量行业CAGR保持在6%-7%，医疗器械、汽车航空、食品和电子电气需求占到七成，医疗器械和汽车航空有望成为需求增长主要驱动力。

　　(1)聚砜(PSU)传统领域需求分三类：注塑级工程塑料、改性塑料和聚砜合金，聚砜在医疗器械领域有成本低质量轻的优点，行业增速在20%左右;电子领域聚砜具有绝缘和易加工性;汽车航空领域是聚砜增速最快的市场，主要用于车身轻量化和金属替代;食品领域，聚砜的透明、耐热和无毒性得到有效发挥。

　　(2)聚砜膜领域：属于高端应用，生物医药领域用于血液透析分离，燃料电池领域用于离子交换膜，另外聚砜腐蚀性、耐药性等在污水处理方面应用广泛。

　　世界上聚砜(PSU)类塑料的生产商主要有德国巴斯夫公司、比利时索尔维公司、日本住友公司及国内江门优巨新材公司。国内部分企业虽然经过持续的研究已经能够实现聚砜树脂的量产，但在品质方面，我国产品目前还处于中低端位置，产品主要用于食品、电子塑料和水处理领域，在汽车、航空航天领域应用较少，高端产品严重依赖进口，苏威和巴斯夫两大品牌占据中国聚砜市场80%以上的市场份额。

　　聚砜传统应用领域广，集中在医疗食品汽车电子领域

　　聚砜材料在各方面都具有优异的性能，可广泛应用在消费电子、IT、航空航天业、汽车、医疗等领域，具体来说可分为两板块。

　　第一板块是聚砜的传统应用，可以分为三类：

　　(1)第一类作为注塑级的工程塑料，应用领域包括ABS制动系统中使用的零件、齿轮转动装置、高温烤盘、牙医工具盒;

　　(2)第二类属于聚砜的改性材料开发，聚砜的纤维应用是改性材料的方向之一，利用玻璃纤维增强之后，可以得到高刚性的聚砜符合材料，包括绳缆线缆(拉伸强度高，一般来说能达到3.0Gpa甚至4.0Gpa，强度相当于钢丝十倍)、防割手套等等;

　　(3)第三类是聚砜合金，聚砜与聚酰胺、橡胶、聚苯硫醚分别进行合成，具体产品包括日本住友化学公司在聚醚砜中添加聚四氟乙烯和羟基苯甲酸酯，可使材料的弹性模量和耐磨性能大大提高。巴斯夫公司开发的聚砜/聚醚酮嵌段共聚物，具有良好的耐化学腐蚀和耐高温性能。在聚砜产品中加入0.5%的溴化聚苯醚，可得到阻燃等级为 V-0级的透明阻燃产品。

　　聚砜在传统应用领域主要以电子电气、汽车及航空领域、食品以及医药领域为主要应用端。随着研究进展一步步深入，聚砜材料的可控性和可变性不断提高，在这些领域中的应用范围也会随之扩大，需求端市场份额也将不断升高。

　　电子电气领域：由于芳族聚砜良好的可加工性能，以及良好的绝缘性能，PSU可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱和集电环等电气零件，印刷电路板、轴套、罩、TV系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。

　　聚砜在集成电路以及半导体中的应用随之增长，目前电子电气领域向小型轻量化方向发展，在这些方面聚砜类聚合物均具有优势。

　　汽车、航空领域：利用聚砜的耐磨、耐负载、可制成止推环、灯具部件、空调系统密封条等;利用其可塑性、耐热性可替换金属生产滤网，用于制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件等;利用其耐化学性、变形性可生产飞机内部配件和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等。还可用PSU制作照明器档板、电传动装置、传感器等，世界市场上用来制作机舱部件的聚砜类聚合物需求在继续增长，主要是由于这类聚合物燃烧时释放的热量少、产生的烟雾少，有毒气体扩散量少，完全符合规定的使用要求;

　　厨房用品市场：芳族聚砜可代替玻璃及不锈钢制品用于制造蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器，蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等产品。芳族聚砜具有无毒性，可制成反复与食品接触的用具，适用作微波炉的炊具。聚砜的透明度，耐热水、水解稳定性优于其他任何一种热塑性塑料，故可用于制作咖啡壶、蒸汽餐盘等。用PSU制作的连接管，用于玻纤或玻纤增强的聚酯砌面，管外层强度高，管内层耐化学品，较钢管轻，且透明，便于临控，常用于食品工业和制作强光灯的灯盏。

　　卫生及医疗器械：医疗器具必须满足苛刻的要求，需要耐蒸汽消毒，耐冲洗、耐消毒剂等要求，可用于制作外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和实验室器械等。PSU用于制作各种医疗制品较玻璃制品成本低，质量得到减轻，形状可以设计得更复杂，而且不易破裂，故可用于仪器外壳，齿科仪器，心瓣盒，刀片清理系统，软接触镜片的成型盒，微型过滤器，渗析膜等。PSU还可用于镶牙，其粘接强度比丙烯酸高一倍。

　　日用品：PSU可用于制作加湿器、吹风机、服装汽蒸、照相机盒，放映机元器件等耐热、耐水解产品。经0.4-1.6MGy 辐射和良好干燥过的PSU粒料，在310℃和模温170℃下很容易注塑成型，适用于层压材料的粘合剂，所有带硅烷的聚砜如PSU-SR、PKXR等均可作为粘合剂，用于上浆玻纤和石墨纤维制作复合材料，用石墨织物增强的带硅烷基的PSU，可制作升降舵等飞机部件。PSU在加上固体润滑剂聚四氟乙烯后，可增加耐磨性和物理机械性能，也应用于制备耐磨性涂料;

　　除此之外，PSU还可制造各种化工加工设备(如泵外罩、塔外保护层等)、食品加工设备、污染控制设备、奶制品加工设备及工程、建筑、化工用管道等。

　　聚砜膜属于高端应用领域，生物医药和燃料电池需求旺盛

　　另一板块是聚砜类膜的应用，主要集中在生物医药、燃料电池领域，大部分膜类应用还在试验中。比较典型的有血液透析膜、电池碱性膜、聚砜纳滤膜等。

　　生物医药领域：聚砜类分离膜由于毒性低、化学稳定性好、与血液相容性好等性能，被应用于血浆分离、血液透析、蛋白质吸收等。

　　燃料电池领域：燃料电池由于其绿色环保可再生能源能质比高，而受到人们关注，聚砜类膜的机械性能、溶胀度、吸水率以及离子交换量可以满足燃料电池的要求。