К вопросу о новых применениях полифениленсульфона

Полифениленсульфон (ПФСУ, PPSU) является одним из модификаций полисульфонов (сокращенно серия PSF) и представляет собой суперконструкционный аморфный термопластичный пластик.

Материал характеризуется легким весом и высокой прочностью, чрезвычайно высокой ударной вязкостью при высоких и низких температурах, высокой термостойкостью, максимальной температурой эксплуатации до 180°С.

ПФСУ имеет чрезвычайно высокую химическую стабильность к авиационным горюче-смазочным материалам, автомобильному топливу, неорганическим растворителям. Он стоек к растрескиванию, в том числе в контакте с моющими средствами аминного типа и стоек к гидролизу имеет устойчивость к рентгеновскому и инфракрасному излучению.

Изделия из ПФСУ могут быть многократно стерилизованы и могут находиться в контакте с водой в течение длительного времени. Экспериментами было доказано, что даже если его погрузить в горячую воду при температуре 90°С на 1 год, механические свойства ППСУ не изменятся. ПФСУ отличает очень малая усадка, которая равномерна при формовании. Термический коэффициент расширения ПФСУ в два раза меньший, чем коэффициент большинства термопластов, что позволяет изготавливать из него детали сложной конфигурации, имеющие небольшие допуски на размеры.

Области применения ППСУ достаточно широки, в частности это теплостойкие детали автомобиля, детали под капотом автомобиля. Данный материал используется там, где требуются высокие эксплуатационные характеристики, как, например, подшипники и высокоточные зубчатые передачи, функционирующие в условиях низких и высоких температур. ПФСУ используются для некоторых конструкций для герметизации ядерных реакторов в зонах максимальной радиации. Полые волокна и пленки из сульфированных ПФСУ используют в качестве мембран для обратного осмоса. Пористые полупроницаемые анизотропные пленки из ПФСУ на подложке используют в качестве мембран для микро- и ультра-фильтрования. Из ПФСУ изготавливают теплостойкие и нагруженные детали бытовой техники, детали медицинского инструмента и оборудования благодаря, стерилизуемости, гидролитической стабильности, нетоксичности, химстойкости, прозрачности некоторые марки ПФСУ используются для деталей искусственного сердца, в качестве стандартных имплантатов для контурной пластики, в челюстно-лицевой хирургии для морфогенеза тканей: при протезировании зубов; в качестве материала мембраны диализатора. ПФСУ используется для деталей химических и нефтеперегонных установок, теплостойкие детали электротехнического назначения, детали интерьера самолетов и вертолетов.

ПФСУ не останавливает ультрафиолетовые лучи, поэтому не подходят для наружного использования. Как любой аморфный материал имеет ограниченную стойкость к органическим растворителям и хлоридным соединениям. Стоимость данного материала выше, чем у стандартных конструкционных пластмасс.

Анализ потребления ПФСУ в настоящее время показал, что наибольшее частое применение материал находит в бытовой области, а именно в производстве посуды пищевой и детской, в производстве электронных сигарет и для деталей мобильных телефонов.

Питьевая бутылка

Конечно, по ценовому уровню материал дороже применяемых в настоящее время поликарбонатных, полиэтилентерефталатных и полиолефиновых бутылок, однако его биологическая аморфность позволило ряду компаний начать производство такой посуды.

Бутылки из ППСУ не содержит следов ядовитого бисфенола А как поликарбонатные и устойчивы к высоким температурам. Они сочетают в себе безопасность стеклянных бутылок с легкостью и устойчивостью бутылок из полипропилена. Изделие можно долго использовать в контакте с горячей водой без деформирования и выделения токсичных веществ.

Детская бутылочка для воды из ПФСУ

Электронная сигарета

Верхняя крышка системы нагревания табака Philip Morris International IQOS изготовлена из модифицированного ПФСУ материала, который может соответствовать требованиям прочности изделия при подключении и отключении, а также повысить точность позиционирования при закрытии крышки. Как безопасный материал, обычно используемый в детских бутылочках, ПФСУ может быть помещен на нагреватель IQOS так как является полностью нетоксичным при нагревании.

Оболочка крышки IQOS с материалом ПФСУ

Мобильный телефон

Литьевая антенна iPhone и элементы корпуса изготовляются из ПФСУ. Высокая твердость, износостойкость и другие характеристики обеспечивает свойства изделия после пескоструйной обработки и анодирования рамы из алюминиевого сплава.

Элементы мобильного телефона из ПФСУ

Литье ПФСУ

Естественно, параметры литья ПФСУ, как и любого другого полимера, существенно зависят от оборудования. Однако, общие правила в литье этого материала есть. Температура ненаполненного материала в цилиндре должна быть в пределах 355-370°С, а впрыск осуществляется при 360 – 380°С. Наполненный материал льется при более высоких температурах ( как правило, на 10-15°С выше). Температура формы: 120 - 155°С. Макс. скорости сдвига при впрыске: 50000 1/с. Подушка (крайнее переднее положение шнека): 3 - 6 мм. Температура потери текучести: 220 - 280°С. Температура сушки: 150 - 170оС. Время сушки: 2 - 4 ч.

Основные производители ПФСУ.

Лидерами по производству ПФСУ являются фирмы Solvay, BASF, японская Sumitomo Chemical и китайские Youju New Materials, Shandong Special Plastics и Shandong Jinlan Special Plastics. Отечественная пластмассовая отрасль, к сожалению, этого материала не выпускает.