聚醚砜树脂 性能及成型方法研究
北京化工大学  丁雪佳

    聚醚砜树脂（PES）是英国ICI公司开发的一种综合性能优异的热塑性高分子材料，已得到广泛应用。目前全
球总生产能力约1万t/a，生产商还有德国巴斯夫公司、美国Amoco公司和日本住友化学公司等。其中巴斯夫公司
高性能PES树脂Ultrason系列产品具有如下特点：易脱模，为产品的设计增加了灵活性；表面质量优异，可加工
成高光泽度产品；抗紫外线性能优良；耐油、耐热，且不被微波加热，可用于微波制品。
    吉林大学自“七五”起自主研发PES合成技术，“八五”期间完成了30t/a 中试装置的建设，现已建成300t/a
的生产线。产品质量达到国际同类产品水平，生产的 PES树脂成本仅130 元/kg，低于300元/kg的国际市场价格，
具有较强的竞争力。

物理化学性能卓越
    PES的分子结构主要由砜基﹑醚基和次苯基组成。砜基赋予聚合物耐热性；醚基使聚合物链节在熔融状态时具
有良好的流动性；次苯基连结砜基和醚基能得到非结晶性的聚合物。PES是一种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。
  　①耐热性能优异：热变型温度为200～220℃，在180～200℃下可长时间工作，高温受酸、碱的侵蚀极小，其
模量在-100～200℃几乎不变;
    ②抗蠕变性强，尺寸稳定性高，耐冲击：玻璃纤维增强的PES树脂可以与热固性树脂相媲美；30%玻璃纤维增
强PES树脂，其线膨胀系数只有2.3×10-5/℃；具有与聚碳酸酯相同的耐冲击性;
    ③无毒性、阻燃性和耐化学药品性：具有自熄性，不添加任何阻燃剂即可达UL-94V-0级；PES耐汽油、机油、
润滑油等油类和氟里昂等清洗剂，但它耐丙酮、氯仿等极性溶剂的性能较差。

应用领域广阔
   * 电器、电子
    作为H级绝缘材料用于电子、电器领域。已经开发的主要制品有线圈骨架，电位计的外壳和底座、吹发器零件、
印刷线路板、按钮式开关、可控硅的绝缘体、电动工具马达的绝缘体、DIP开关、各类接插件等。
   * 机 械
    主要制品有杠杆、柄、支架等，链锯、农机发动机和汽化器等的绝缘体，活塞环、耐热滚珠、齿轮、复印机零
件、照像机零件、放映机零部件、工业用吹风机罩等。
   * 汽 车
    已经开发的制品有各种轴承支架、点火器的噪音消除器、发动机齿轮、汽化器的线圈骨架、雾灯的反射镜、止
推环等。
   * 医疗器具
    主要制品有牙钻柄、外科用容器、注射器等。
   * 照 明
    可用于电影机的反射镜、聚光镜的反射镜、频闪观测的反射镜、手术照明用的反射镜、雾灯的反射镜、指示灯
罩等。
   * 涂 料
    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，可用于化工防腐、不粘炊具等的涂料。
   * 型材及其他
    PES可以用挤出成型法制成片材、棒材、管材、薄膜等型材，广泛应用于各个领域。此外，PES的制品还有热
水和蒸汽用阀门、防腐蚀电极的绝缘体、温度传感器的元件、各种液体泵的泵体和叶轮、散热器阀门等，还可用溶
液法制成超滤膜或反渗透膜等。

加工特性
    PES 树脂不仅可以挤出、注射、模压、吹塑及吸塑成型，并可制成发泡体，还可以进行镀膜、超声波融接、机
械加工、溶剂粘接、涂敷等二次加工。
    具有高耐热性的PES粘流温度较高,在保证其不分解的情况下，提高加工温度可以明显降低其熔体粘度，有利
于制品成型。虽然PES是热塑性树脂，但需要在400℃左右的条件下进行加工，同时也需要较高的成型压力或剪切
力，因此对模压机、挤出机、注射成型机、口模和模具等都有特殊的要求。PES在400 ℃左右的熔融状态下滞留时
间不宜过长，否则分子链即使不发生断裂也会发生交联，熔体粘度不会下降而是增大，或者产生气体。

注射成型系统
    PES注射成型系统需要满足以下条件：
    ①较宽的温度区间；
    ②注射成型机的容量适当，滞留时间≤10min, 5min以内为宜；
    ③高压注射成型时注射压力≥150MPa，最好在250MPa以上，注射速度要有充分的调控余地；
    ④利用氮气或真空装置将料筒内的空气排除；
    ⑤由于加工过程中容易出现喷嘴段的温度较低，致使熔体流动受阻，所以要将喷嘴进行必要的保温。
    对于模具系统：
    ①特种工程塑料成型的模具多数情况下需要在200℃左右调控，对于模具的材质、设计和加工制作等都要做特
殊处理,所以不可以将PC和尼龙等制品的模具改用，否则会引起模具变形、擦伤以及加热系统的不匹配；
    ②模具浇口套的内部形状应为短而粗，浇口的尺寸要大于加工普通树脂时的尺寸，这样有利于PES熔体的流动
充模；
    ③在PES注射成型时，为了防止从喷嘴流淌树脂熔体，往往采取喷嘴与模具紧贴的方法，由于模具温度较低而
使喷嘴温度下降，造成熔融树脂凝固，而使成型不能继续。即便把喷嘴增强加热，也很难杜绝此类现象发生，建议
对模具进行如下处理：把模具和喷嘴接触的部分与模具本体用石棉板等材料做隔热处理，并使这部位温度可控，模
具温度保持在比喷嘴低10～50℃。这样不仅可保持喷嘴内熔料不固化，而且会使注料更顺利。
    PES模压机的压力应大于106N，上下压板要有加热和隔热系统，以保证温度；模压模具的材质、设计和制作等
也要做特殊考虑，模具本身应装有加热和冷却系统，设计要利于熔体流动充模，材质要求在高温下不变形、不擦伤
等。
    挤出机除螺杆、料筒要有500℃的足够温度区间外，还要求主驱动马达要有足够大的功率，止推轴承要有足够
的轴向止推力，螺杆的抗扭矩能力要强，由于PES的熔融温度高、熔体粘度大，螺杆的设计应保证树脂能尽快熔融
挤出，同时又不会使螺杆的扭矩超载；挤出口模的材质、设计和制作等必须特殊考虑；对于冷却成型、牵引等辅助
设备也要特殊设计。

结  语
    由于PES是具有多种优异性能的特种高分子材料，因此有很广泛的应用领域，但是较高的价格是限制其使用的
一个重要因素；另外，PES制品的技术含量较高，国内企业目前使用较少。随着生产工艺的改进，加工技术和设备
的成熟，PES市场前景看好。