聚醚砜在汽车上的应用

1聚醚砜材料概述    随着高新技术的发展，人们对材料的要求越来越高。一些通用工程塑料已不能满足要求，于20世纪60年代后期发展了一系列综合性能优异的结构型、耐热型热塑性工程塑料，聚芳砜类高聚物就是其中一种。
聚醚砜(poly ether sulfone )是英国帝国化学公司（ici） 1972年开发成功的热塑型特种工程塑料，其分子结构式为：

它的分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而主要由砜基、醚基和次苯基组成。砜基赋予耐热性；醚基使聚合物链节在熔融状态时具有良好的流动性，易于成型加工；在对苯撑结构上交替连结砜基和醚基能得到非结晶性的聚合物。聚醚砜被人们誉为是第一个综合了高热变形温度、高冲击强度和优良成型性的工程塑料。
2聚醚砜类高聚物的性能特点
a.pes的耐热等级高。热变形温度为200~220℃，玻璃化温度高达225℃，ul温度指数为180℃。
b.力学性能好，尺寸稳定。pes为结晶性树脂，具有在较宽的温度范围内保持稳定的力学性能特点，其模量在-10~200℃几乎不变，特别在100℃以上，它比任何一种热塑型树脂都好。聚醚砜的耐蠕变性突出，在180℃以下温度范围内，其抗蠕变性是热塑型树脂中优异的一种。特别是其玻璃纤维增强树脂有时比热固型树脂还好。它尺寸稳定性好、线膨胀系数小、温度依赖性小、耐冲击，具有与聚碳酸醋相同的耐冲击性。
c.耐化学药品，即耐汽油、机油、润滑油等油类，耐氟利昂等清洗剂。它的耐溶剂干裂性是非晶树脂中的，除丙酮、氯仿等极性溶剂外，能耐大部分溶剂。
d.耐热水、耐水解性。可耐150-160℃热水或蒸气，在高温下仍具有较好的耐酸、碱性能。
e.阻燃性。无需添加任何阻燃剂就有优异的难燃性，自熄性可达v-0级（ul94 , 0.46 mm）。此外，其燃烧时发烟量非常低，仅次于聚醚醚酮而居第二位（采用美国nbs规定方法）。
f.易于加工成型。不仅可以挤出成型、注射、模压、吹塑、吸塑和制成发泡体，还可以进行镀膜、超声波融接、机械加工、溶剂涂敷等二次加工。
g.电性能优异。在20℃,60~106 hz时pes的介电常数均保持在3.5左右；在60hz,20 ~150℃时，介电损耗保持在0.001左右。
3聚醚砜类聚合物的应用领域
聚醚砜的这些特点决定了它拥有多种性能。适用于制造高强度、低蠕变性、高尺寸稳定性、能在较高温度下使用的制品，广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输领域。
a.电子电器领域。因为它具有优异的尺寸稳定性、耐热、阻燃、可耐焊锡、耐各种清洗剂、可镶嵌金属件、与环氧树脂粘结性好等，故可作h级绝缘材料用。主要制品有线圈骨架、电位计的外部底座、吹风器零件、印刷电路板、按钮式开关、可控硅的绝缘体、电动工具的绝缘体、打印机、送风机、继电器的线圈骨架,dip开关及各类插接件。
b.机械领域。利用其高温抗蠕变性（150℃）、尺寸稳定性、耐油性、韧性好等优点，广泛应用在一般树脂不能满足使用要求的地方。主要制品有：各类机器的杠杆、柄、支架等；x-射线装置的观察玻璃、链锯、发动机和汽化调节器等绝缘体；活塞环、耐热滚轮、齿轮、照相机零件、复印机零部件、工业用吹风机罩、汽车空调的零部件、电弧焊枪的手柄、齿轮。利用其在160℃的热水或蒸气条件下还能保持优异的抗蠕变、刚性和尺寸稳定性，应用于热水、蒸气用阀门、防腐蚀电极的绝缘体、温度传感器的组件、泵的泵体和叶轮、散热器阀门、超滤装置用零部件。
g.交通运输。主要在汽车、飞机等运输行业利用其在-100~180℃温度范围内的刚性和尺寸稳定性，高温抗蠕变性，耐汽油、柴油、各类机油等特性。主要制品有：各种轴承保持架、制动轴的轴瓦、点火器的噪声消除器、发动机齿轮、汽化调节器的线圈骨架、雾灯反光镜、止推环以及飞机热空气导管和窗框等。使用工程塑料制造轴承保持架与用金属材料制造相比，具有质量轻、噪声小的优点，采用pes使用温度可达180℃，产品的精度高、耐油性好，还具有耐磨及容易装配等优点。
d.其他领域。
照明方面。电影机的反射镜、聚光灯的反射镜、频闪观测器的反射镜、手术照明用的反射镜、雾灯的反射镜、指示灯罩。
涂层方面。由于它有与铁、铅等金属的附着力好，涂层表面硬度高等优点，因此可作为化工防腐、不粘涂具等的涂料用。
制成品方面。它既可以用挤出法制成不同厚度的薄膜作h级绝缘用，又可挤成片材、棒材、管材，也可用溶液法制成超滤膜或反渗透膜等。
4聚醚砜类高聚物的合成
聚醚矾可由4-氯-4羟基二苯砜钠盐的自缩聚、4-二苯醚磺酰氯的自缩聚、双酚s和二氯二砜的共缩聚以及二磺酞氯和联苯醚共缩聚等方法制备。
ici公司的pes年产量为千吨以上，商品名称为victrex，主要品级有通用品级4100g,4800g，玻璃纤维增强品级4101 gl30等。此外，德国的巴斯夫(basf）公司、美国的联合碳化物公司（ucc）以及日本的住友化学工业公司也有pes类产品。
聚醚砜类高聚物有多种合成路线。值得一提的是，吉林大学的双酚钾盐脱盐法，反应方程式如下：

该方法是在多种合成路线中比较的，并已投入生产。
5聚醚砜类高聚物在汽车领域中的应用
a.利用聚醚砜的耐磨、耐负载、耐化学性制成的止推环，见图1。
b.用于空调压缩系统的密封条，见图2。

c.利用聚醚砜耐化学性、可塑性、可替换金属性生产的滤网，见图3。
d.利用聚醚砜的耐化学性、耐磨性、耐热性、不产生碎屑的特点制成的传动密封环，见图4。
c.利用聚醚砜的耐化学性、抗变形性、热稳定性及可塑性生产的发动机控制器，见图5。
f.在abs制动系统中使用的零件，见图6。
g．齿轮传动装置，见图7。

6结束语
由于聚醚砜是具有多种优异性能的特种高分子材料，因此可在汽车领域中更大范围地代替金属制成零件。但是较高的价格是限制它使用的一个重要因素。另外，由于聚醚砜制成的零件一般使用的发动机、底盘等技术含量较高的部位，国内零部件企业目前很少使用聚醚砜这种材料。但是，随着汽车轻量化的发展和聚醚砜等工程塑料生产成本的降低，它们在汽车行业的应用前景会越来