聚砜

聚糖是一系列高性能热塑性塑料。 这些聚合物以其在高温下的韧性和稳定性而著称。 技术上使用的聚砜含有芳基-SO2-芳基亚基。 由于原材料和加工成本高，聚砜用于特殊应用，通常是聚碳酸酯的优良替代品。

工业上使用三种聚砜：聚砜 (PSU)、聚醚砜 (PES/PESU) 和聚苯砜 (PPSU)。 它们可在 -100 至 +200 °C 的温度范围内使用，用于电气设备、车辆制造和医疗技术。 它们由对位连接的芳烃、磺酰基和醚基以及部分烷基组成。 聚糖具有突出的耐热性和抗氧化性、对水性和碱性介质的耐水解性以及良好的电性能。

术语聚砜通常用于聚芳醚砜 (PAES)，因为商业上仅使用芳香族聚砜。 此外，由于醚基始终存在于这些聚砜中，因此 PAES 也称为聚醚砜 (PES)、聚亚芳基砜或简称为聚砜 (PSU)。

早在 1960 年就已知的最简单的聚砜聚（苯砜）是由苯磺酰氯通过 Friedel-Crafts 反应生产的：

n C6H5SO2Cl → (C6H4SO2)n + n HCl

熔点超过 500 °C，产品难以加工。 它表现出有吸引力的耐热性，但其机械性能相当差。 聚芳醚砜 (PAES) 是一种合适的替代品。 3M 公司、美国联合碳化物公司和英国 ICI 塑料分部几乎同时且独立地开发了 PAES 的适当合成路线。 当时发现的聚合物今天仍在使用，但是由不同的合成工艺生产的。

PAES 的最初合成涉及二芳基醚与苯的双（磺酰氯）的亲电芳族取代。 反应通常使用 Friedel-Crafts 催化剂，例如氯化铁或五氯化锑：

n O(C6H5)2 + n SO2Cl2 → {[O(C6H4)2]SO2}n + 2n HCl

这条路线因对位和邻位取代所产生的异构体的形成而变得复杂。 此外，观察到交联，这强烈影响聚合物的机械性能。 此方法已被放弃。

PAES 目前通过联苯醚和双（4-氯苯基）砜（DCDPS）的缩聚反应制备。 砜基团激活氯基团进行取代。 所需的联苯醚由联苯酚和氢氧化钠原位生产。 使用甲苯或氯苯通过共沸蒸馏除去联产水。 聚合反应在 130–160 °C 和惰性条件下在极性、非质子溶剂（例如 二甲基亚砜，形成聚醚，同时消除氯化钠：

双(4-氟苯基)砜可以用来代替双(4-氯苯基)砜。 二氟化物比二氯化物更具反应性但更昂贵。 通过链终止剂（例如氯甲烷），可以控制链长以进行熔融加工。

双酚通常是双酚-A 或1,4-二羟基苯。 这种逐步聚合需要高纯度的单体和精确的化学计量以确保高分子量产品。

DCDPS 是称为 Udel（来自双酚 A）、PES 和 Radel R 的聚合物的前体。Udel 是一种高性能无定形砜聚合物，可以模塑成各种不同的形状。 它既坚硬又耐温，应用范围从管道到打印机墨盒，再到汽车保险丝。 DCDPS 还与双酚 S 反应形成 PES。 与 Udel 一样，PES 是一种具有多种应用的刚性耐热材料。

聚糖具有刚性、高强度和透明性。 它们还具有高强度和刚度的特点，可在 −100 °C 至 150 °C 之间保持这些特性。 聚砜的玻璃化转变温度在 190 至 230 °C 之间。 它们具有高尺寸稳定性，暴露于沸水或 150 °C 空气或蒸汽时尺寸变化通常低于 0.1%。 聚研对无机酸、碱和电解质有很强的抵抗力，pH值范围为2到13。它对氧化剂有抵抗力（尽管PES会随着时间的推移而降解），因此可以用漂白剂清洗。 它还耐表面活性剂和烃油。 它不耐低极性有机溶剂（如酮类和氯代烃）和芳烃。 在机械方面，聚砜具有很高的抗压实性，建议在高压下使用。 它在酸碱水溶液和许多非极性溶剂中也很稳定。