聚碸
聚碸（英語：polysulfone）指的是結構中有烴基-SO2-烴基結構單元的一類熱塑性聚合物材料。這類聚合物材料以其良好的韌性和高溫下的穩定性聞名。1965年，美國聯合碳化物首先將聚碸生產工業化，由於原材料成本較高，加工較難，聚碸一般用於對材料要求十分苛刻的用途，也是聚碳酸酯的高級代用品。
生產
[編輯]典型的聚碸由苯二酚和雙(4-氯苯)碸反應，脫去氯化鈉，生成聚醚
- n HOC6H4OH + n (ClC6H4)2SO2 + n Na2CO3 → [OC6H4OC6H4SO2C6H4]n + 2n NaCl + n H2O + n CO2
常用的二酚還可以是雙酚A，氫醌等。這一逐步聚合反應需要很高純度的單體，以達到高分子量產物。[1]
化學和物理性質
[編輯]聚碸具有剛性，高強度，透明性，並且可以在零下100°C到150°C之間保持這些性質。它還具有很好的尺寸穩定性，暴露在沸水或150°C的蒸氣中後，長度變化仍小於0.1%。其玻璃化轉變溫度為185°C。
聚碸抗酸、鹼和電解質的腐蝕，也抗氧化，故可以用漂白劑進行清洗。它也抗表面活性劑和烴類溶劑，但會在酮類、鹵代烷和芳香烴類中溶解。機械方面，聚碸具有高的抗衝擊性質，因此可以用於製造耐壓器具[1]。
應用
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索爾維特種聚合物、巴斯夫和PolyOne Corporation都有聚碸的商業產品。聚碸可以做複合材料的基體，玻璃纖維和聚碸組成的複合材料可以達到兩倍於聚碸的拉伸強度和三倍的楊氏模量。阿波羅計由聚合的太空人在月球探險過程中所穿的空間服的鍍金部分的主體就是聚碸。[2]聚碸可以用於介電材料。
聚碸可以和其他聚合物形成共聚物。最近有聚碸鏈段的的聚醚碸已經成為新興的高延展性質子交換膜，應用在燃料電池中[3][4]聚醚碸材料在應用上的最大挑戰是提高其化學穩定性。在氧化性的環境中，聚醚碸中的碸基團會被氧化脫去，整個主鏈也會發生斷裂。研究者已經提出了斷裂的機理。[5]
參見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ 1.0 1.1 David Parker, Jan Bussink, Hendrik T. van de Grampel, Gary W. Wheatley, Ernst-Ulrich Dorf, Edgar Ostlinning, Klaus Reinking, "Polymers, High-Temperature" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH: Weinheim. doi:10.1002/14356007.a21_449
- ^ Lunar Extravehicular Visor Assembly (LEVA) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. NASA. Retrieved 21 July 2010.
- ^ Hickner et al. Alternative polymer systems for proton exchange membranes (PEMs). Chemical Reviews (2004) vol. 104 (10) pp. 4587-4611.Link （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- ^ Borup et al. Scientific aspects of polymer electrolyte fuel cell durability and degradation. Chemical Reviews (2007) vol. 107 (10) pp. 3904-3951.Link （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- ^ Lawrence and Yamaguchi. The degradation mechanism of sulfonated poly (arylene ether sulfone)s in an oxidative environment. Journal of Membrane Science (2008) vol. 325 (2) pp. 633-640. Link