PES alebo polyethersulfon (PAES) je termoplast zo skupiny sulfonov, známym svojou tvarovou stánitosťou, malým koeficientom tepelnej expanzie a odolnosťou voči vysokým teplotám. Vďaka amorfnej štruktúre je priehľadný a žltohnedý, a jeho mechanické vlastností sa udržiavajá aj pri extrémnych teplotách od -100 °C po 180 °C a viac.
Vlastnosti a mechanika
- Tensiónсná pevnosť dosahuje priblížne 76 N/mm² pri teplote 180 °C.
- Vynikajúca odolnosť voči creep (stalosť v čase pod zaťažením) a nárazu aj pri cryogenných teplotách (až -100 °C).
- Vynikajúce izolačné elektrické vlastnosti a stabilita dielektrického konštantného v širokom teplotnom rozsahu.
- Vysoká chemická odolnosť a hydrolytická stabilita; odolnosť voči minerálnym kyselinám, zásadám a elektrolytom.
- Vysoká odolnosť voči beta a rôntovému žiareniu; nepotrebuje kompromisy v elektrickej izolácii pri sterilizácií.
PES je dostupný v povrchovej podobe ako zlatožlté, meďou alebo hliníkom vzhľadom upravené diely; z týchto vlastností vychádzajú aj na mechanické časti ako puzdra čerpadiel a piesta ventilov. V medicínskej oblasti sa používa na anestetické vybavenie alebo riadiace dosky pre dialyzačné prístroje, pričom sa bežne vyrábajú polotovar a diely podľa potrieb.
Ako sa spracuváva PES
Polyethersulfon je vysokoteplotný inžiniersky termoplast; jednotlivé procesné metódy zahŕňajú lisovanie za studena (compression molding), extrúziu, vstrekovacie lisovanie alebo flow molding. EN ISO 1043:2011 upravuje terminológiu a PES sa často označuje aj skratkou PESU (polyethersulfones) v rámci sulfonovej rodiny.
Chemická štruktúra a história
Polysulfóny (PAES) zahŕňajú tri hlavné zámožnosti v priemysle: PSU, PES/PESU a PPSU. PES a PESU majú aryl-SO2-aryl jednotku a ich mechanické vlastnostíe sú silné a stabilné v rozsahu od cca -100 °C do 150 °C. Teplota skĺznania (Tg) polysulfónov zvyčajne leží medzi 190-230 °C. U materiálov je pozorovaná vynikajúca odolnosť voči minerálým kyselinám, zásadám a elektrolytom (pH 2-13), proti hydrolyzácii a abrazíni, čo ich robí vhodnými na sterilizáciu parou.
História syntézy PAES zahŕňa výrobu z DCDPS (bis(4-chlrofenyl)sulone) a difluoridov, pričom PES výraznňuje polyether sulfony s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a odolnosťou voči vysokým teplotám. Udelovanie jednotiek ako Udel, PES a Radel R pochádzajú z výrobnej cesty DCDPS a bisphenolu A; udelanie PESu zahŕňalo aj reakciu s bisfenolom S.
Využitie a aplikácie
Polysulfone je jednou z hlavných high-performance thermoplastov; vynikajúca tepelná a chemická odolnosť spolu s vysokou pevnosťou a tuhosťou mu poskytujú výhodu pri prevádzke v extrémnych podmienkach. Vďaka svojej hydrolytickej stálosti nachádza uplatnenie v medicínskych zariadeniach, membránach pre hemodialyzéry, filtračných systémoch a v energetickom sektore (napr. batérové kryty, komponenty “under-the-hood” v automobiloch). PESU série sa často používa na čerpadla a ventily v chemickom a elektrochemickom priemysle a na komponenty elektrickej a elektronickej techniky (coil formers, konektory, ls outery, kryty a pod.).
Medzi špecifické aplikačné oblasti patria:
- Automobilový priemysel: diely pod kapotou, gener ifikované časti vo výrobkoch a pritom s výhodou voči kovom a termoplasty.
- Elektronika a optika: pevnosť, stredná stĺčivosť a diely ako kryty, komponenty signálových systémov a izolácia.
- Membrány a filtrácia: PES membrány s presnou kontolou pór a robustnou hydrolýzou a tepelnou stabilitou.
- Medicínske zariadenia: sterilizovateľnosť, kompatibilita s autoklavmi a plesňami;
- Potravinársky priemysel: tepelne odolné obaly a diely vyžadujúce dlhšiu životnosť pri vysokých teplotách.
Bezpečnosť a trvanlivosť
PES si zachováva mechanické vlastnosti aj po vyše sto sterilizačných kolách pri parnej sterilizácii; ostáva transparentný a z dlhodobého hľadiska si udržiava vysokú pevnosť. Je citlivý na vysokorých energetických žiareniach, čo vedie k zníženiu ťahovej pevnosti a celkového ťažkého ťahu pri napätaní robotov s radiáciou, no jeho overall odolnosť zostáva do značnej miery zachovaná v bežných podmienkach.
Porovnanie s inými PAES
V rámci rodiny PAES sa najčastejšie porovnávajú PSU, PES/PESU a PPSU. PAES majú typicky pevný reťazec, s originálnymi rysmi ako sulfonyl a eterové skupiny; tm place sa snažia zlepšiť procesnosť a tepelné vlastnosti pridaním eterových prvkov do reťazca. Najvýznamnejší rozdiel je medzi pevnosťou, teplotnou stabilitou a hydrolytickou odolnosťou, ktoré často ovplyvňujú vhodnosť konkrétnych typov aplikácií.
Infografika a vizuále na doplnenie informácií
Tabuľka: Hlavné vlastnosti a aplikácie PESU
| Vlastnosť | Hodnota | Aplikácie |
|---|---|---|
| Tepelná stabilita | Vysoká; dlhodobé prevádzky nad 180 °C | Pumpy, ventily, elektrické komponenty |
| Pevnosť | 76 N/mm² (180 °C) | Mechanické diely, spojovacie prvky |
| Chemická odolnosť | Vynikáca voči kyselinám a alkaliam; hydrolyze odolnosť | Laboratórne, filtery, sterilizovateľné zariadenia |
| Dielektrické vlastnosti | Dobryé dielektrické konštanty a izolácia | Elektronické a optické aplikácie |
| Sterilizácia | Odolnosť voči sterilizácii parou; neskýil pokles mechanickej pevnosti | Medicínchannel; dialyzačné prístroje |
Príprava a možnosti dodania
Podľa potrieb klienta je možné vyrobiť polotovar alebo diely z PESU; dostupné procesy zahŕňajú kompresné lisovanie, extrúziu, vstrekovanie alebo flow molding.