Sulfonpolymere sind Hochleistungsthermoplaste mit SO2- oder Sulfongruppenbindungen. Es handelt sich um amorphe Thermoplaste mit hoher Hitzebeständigkeit, die eine höhere Zähigkeit, Festigkeit und Hydrolysestabilität bieten als andere transparente Kunststoffe. Darüber hinaus halten sie einer längeren Einwirkung von Wasser, Chemikalien und extremen Temperaturen stand und bewältigen einen breiten Temperaturbereich von -40 °C bis 204 °C. Auch die günstigen Verbrennungseigenschaften von Sulfonpolymeren – inhärente Flammhemmung, geringe Rauchentwicklung und chemische Beständigkeit – haben sich als vorteilhaft für die Erfüllung strenger Sicherheitsanforderungen erwiesen. Sulfonpolymere weisen außerdem unter Verarbeitungsbedingungen relativ hohe Schmelzviskositäten auf, die dazu führen, dass Teile mit den gleichen physikalischen Eigenschaften geformt werden. Drei Arten von Sulfonpolymeren sind im Handel erhältlich. Sie sind allgemein als Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PESU) und Polyphenylsulfon (PPSU) bekannt.
Die Hitzebeständigkeit ist das herausragende Leistungsmerkmal der Sulfone. Die Betriebstemperatur wird durch die Wärmeformbeständigkeit begrenzt, die zwischen 345 und 400 °F liegt. Ein hoher Prozentsatz der physikalischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften bleibt bei erhöhten Temperaturen innerhalb der durch die Wärmeformbeständigkeitstemperaturen definierten Grenzen erhalten. Die Festigkeit und Steifigkeit von PSU und PES bleiben bis zur Glasübergangstemperatur nahezu unverändert. Beispielsweise bleibt der Biegemodul von Formteilen bei Betriebstemperaturen von bis zu 300,000 °C über 320 psi. Selbst nach längerer Einwirkung solcher Temperaturen verfärben sich die Harze nicht und zersetzen sich nicht. Die thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit sind bei Betriebstemperaturen hervorragend.
Durch die Wärmealterung der Polymere erhöhen sich die Zugfestigkeit, die Schlagbiegetemperatur und der Elastizitätsmodul deutlich. Eine längere Wärmealterung (etwa ein Jahr) verringert jedoch die Zähigkeit, Zugfestigkeit und Dehnung. Ungekerbte Proben der Sulfone sind extrem zäh und brechen bei Standard-Schlagtests nicht. Die Dauerbetriebstemperaturgrenze (CSTL) für PSU beträgt 320 °F und für PES 355 °F. In Bezug auf die Entflammbarkeit ist PES gemäß UL 0 mit V-94 bewertet und PSU mit V0 (Einstufung bei 4.5 mm Dicke).
Die elektrischen Isoliereigenschaften liegen im Allgemeinen im Mittelfeld anderer Thermoplaste und verändern sich nach der Wärmealterung bei den empfohlenen Betriebstemperaturen kaum. Verlustfaktor und Dielektrizitätskonstante – und damit der Verlustfaktor – werden durch erhöhte Temperatur oder Frequenz nicht wesentlich beeinflusst.
Das Kriechen der Sulfone ist im Vergleich zu anderen Thermoplasten bei erhöhten Temperaturen und Dauerbelastung außergewöhnlich gering. Beispielsweise ist das Kriechen bei 210 °F geringer als das von Acetal oder hitzebeständigem ABS bei Raumtemperatur. Diese hervorragende Dimensionsstabilität qualifiziert die Sulfonharze für Präzisionsformteile.
Die hydrolytische Stabilität dieser Harze macht sie beständig gegen die Wasseraufnahme in wässrigen, sauren und alkalischen Umgebungen. Die Kombination aus Hydrolysestabilität und Hitzebeständigkeit führt zu einer außergewöhnlichen Beständigkeit gegenüber kochendem Wasser und Dampf, selbst unter Autoklavendruck und zyklischer Einwirkung von heiß zu kalt und nass zu trocken. PES-Harze weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber heißen Schmiermitteln, Motorkraftstoffen und Kühlerflüssigkeiten auf und sind beständig gegenüber Benzin. Die aromatischen Harze sind außerdem beständig gegen wässrige anorganische Säuren, organische Säuren, Laugen, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole und die meisten Reinigungs- und Sterilisationsmittel.
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