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Udel® Polysulfon (PSU)

UDEL PSU-Harze bieten eine überlegene Kombination von Hochleistungseigenschaften, darunter:

• Hervorragende thermische Stabilität

• Hohe Zähigkeit und Festigkeit

• Gute Beständigkeit gegen umgebungsbedingte Spannungsrisse

• Hohe Wärmeformbeständigkeit, 174 °C (345 °F)

• Verbrennungswiderstand

• Transparenz

• Zugelassen für den Kontakt mit Lebensmitteln und Trinkwasser

• Geringes Kriechen

Dieses Handbuch wurde zusammengestellt, um Konstrukteuren die notwendigen Informationen für den effektiven Einsatz von Udel® PSU zur Verfügung zu stellen. Es enthält die mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften dieser Materialien sowie Empfehlungen für die Verarbeitung und Teilegestaltung. Chemische und Eigenschaftsbeziehungen Udel® PSU ist ein starrer, starker, amorpher Hochtemperatur-Thermoplast, der in eine Vielzahl von Formen geformt, extrudiert oder thermogeformt werden kann. Udel® PSU hat die folgende sich wiederholende Struktur oder Grundeinheit:

Diese Struktureinheit besteht aus Phenyleneinheiten, die durch drei verschiedene chemische Gruppen – Isopropyliden, Ether und Sulfon – verbunden sind und jeweils spezifische Eigenschaften zum Polymer beitragen. Die komplexe, sich wiederholende Struktur verleiht dem Polymer inhärente Eigenschaften, die herkömmlicherweise nur durch die Verwendung von Stabilisatoren oder anderen Modifikatoren erreicht werden. Das markanteste Merkmal der Rückgratkette ist die Diphenylensulfongruppe:

Diphenylensulfon

Der Einfluss von Diphenylensulfon auf die Eigenschaften von Harzen ist seit den frühen 1960er Jahren Gegenstand intensiver Untersuchungen. Die Beiträge dieser Gruppe werden bei der Untersuchung ihrer elektronischen Eigenschaften deutlich. Das Schwefelatom (in jeder Gruppe) befindet sich in seiner höchsten Oxidationsstufe. Darüber hinaus neigt die Sulfongruppe dazu, den benachbarten Benzolringen Elektronen zu entziehen, wodurch diese elektronenarm sind. Die thermische Stabilität wird auch durch die hochresonante Struktur der Diphenylensulfongruppe gewährleistet. Dieser hohe Resonanzgrad verleiht den chemischen Bindungen eine hohe Festigkeit. Oxidationsstabile Substanzen widerstehen stark der Tendenz, ihre Elektronen an ein Oxidationsmittel zu verlieren. Daraus folgt, dass die gesamte Diphenylensulfongruppe von Natur aus resistent gegen Oxidation ist. Daher können große Mengen einfallender Energie in Form von Wärme oder ionisierender Strahlung abgeführt werden, ohne dass es zu Kettenspaltungen oder Vernetzungen kommt. Nichtaromatische Grundgerüstpolymere schwingen nicht in ähnlicher Weise mit, können über diesen Mechanismus keine Energie absorbieren und sind daher weniger stabil. Die Diphenylensulfongruppe verleiht somit dem gesamten Polymermolekül als inhärente Eigenschaften thermische Stabilität, Oxidationsbeständigkeit und Steifigkeit, selbst bei erhöhten Temperaturen. Um die potenziell verfügbaren Beiträge der Diphenylensulfonstruktur in einem thermoplastischen Harz voll auszunutzen, müssen diese Einheiten mit anderen Gruppen verknüpft werden, die thermisch und hydrolytisch stabil sind und zu den gewünschten Verarbeitungs- und Endanwendungseigenschaften beitragen. Um Zähigkeit zu verleihen, ist eine gewisse Flexibilität im Grundgerüst des Polymers erwünscht. Dies wird durch die Etherbindung gewährleistet und durch die Isopropylidenbindung moderat verstärkt. Diese Etherbindungen tragen auch zur thermischen Stabilität bei. In ähnlicher Weise verleihen sowohl die Ether- als auch die Isopropylidenbindung eine gewisse Kettenflexibilität, wodurch das Material bei praktischen Temperaturen leichter verarbeitbar ist. Die chemische Struktur von Polysulfon ist somit direkt verantwortlich für eine hervorragende Kombination von Eigenschaften, die den Harzen innewohnen – auch ohne Zusatz von Modifikatoren. Polysulfon ist starr, stark und zäh. Es ist in seiner natürlichen Form transparent und behält seine physikalischen und elektrischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich. Seine Schmelzstabilität ermöglicht die Herstellung mit herkömmlichen thermoplastischen Verarbeitungs- und Fertigungstechniken. Es ist oxidationsbeständig und thermisch stabil und verträgt daher hohe Einsatztemperaturen über lange Zeiträume.