原料・素材・材料

ポリサルフォン(Poly arylether-aryl sulfone/PSF)とは

ポリサルフォン(PSF)の歴史

1966年にアメリカのUnion Carbide(UCC)社が「ユーデルポリサルフォン」の名称で商品販売を行いましたが、1985年に同じくUCC社はポリサルフォン事業の全てをアメリカのAmoco社に事業売却しました。日本では、1970年から巴工業がポリサルフォン(Poly arylether-aryl sulfone/PSF)の輸入を行い、電機メーカーなどのビッグユーザー向けに販売をしていました。1978年7月に日産化学工業がポリサルフォンを国産化をするためにUCCから同じ樹脂の製造販売権を買い取りましたが、上手くいかずに1987年に撤退をしています。なので、ポリサルフォンの供給メーカーはその当時、Amoco社とBASF社の2社だけで、日本ではアモコ・ジャパンが樹脂の供給をしていました。

物性

ポリアリールスルホン・ポリスルホンとも呼ばれるポリサルフォンは、高い熱安定性、酸化安定性、加水分解安定性を備えたエンジニアリングポリマーのクラスです。これらはアモルファスの透明な熱可塑性プラスチックで、さまざまな形状に成形、押出、または熱成形することができます。

高い熱安定性は、ジフェニレンスルフォン基によって提供されます。それは、高い強度、酸化に対する高い耐性、および優れた難燃性を付与しますが、ポリマーを硬くします。ポリマーの骨格の柔軟性は、エーテル結合によって提供されます。これらのエーテル結合は、熱安定性にも追加されます。多くの商用グレードは、長時間にわたって高温に耐えることができます。ポリフェニルスルフォンのようないくつかのグレードは非常に強靭で、ポリカーボネートに匹敵する非常に高い衝撃強度を持っています。

ポリサルフォンは、水性の鉱酸、塩基、および酸化剤に対して非常に耐性があり、多くの非極性溶媒に対してかなり耐性があります。ただし、ポリサルフォンは、エステル、ケトン、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素などの低極性溶媒には耐性がありません。

通常のグレードは、従来の熱可塑性プラスチック加工法による製造を可能にする良好な溶融安定性を備えています。

合成

ポリエーテルサルフォンは、適切なモノマーの重縮合または環状エーテルサルフォンの開環重合により調製できます。最も一般的な方法の1つは、フェノキシドイオンによる芳香族クロロスルホンまたはフルオロサルフォンの求核置換です。たとえば、ビスフェノールAの二ナトリウム塩とジクロロジフェニルサルフォンの反応により、ビスフェノールAポリサルフォン(PSFまたはPSU)が生成されます。

ポリサルフォン(PSF)の構造式

PES

市販のポリサルフォン

市販グレードの未充填およびガラス強化ポリサルフォンは、BASFおよびSolvayから調達できます。充填されていない(不透明または透明)グレードは、ペレットおよび粉末の形で販売されている溶融粘度の範囲で利用できます。

ポリサルフォン(PSF)の製造方法

ビスフェノールAのNa塩とジクロル-ジフェニルスルホンを重合させることにより製造されます。

ポリサルフォン(PSF)の特長

  • 琥珀色透明(非結晶質)で、強度があり、耐クリープ性、低温特性に優れています。
  • 酸、アルカリ性に優れており、無毒(FDA規格などに合格)で、成形収縮率が小さいです。(0.7%)
  • 電気特性に優れており、耐熱性(UL、TI150°)耐熱水性が良く、難燃性がV-0~V-2程度あります。

ポリサルフォン(PSF)の成形加工条件

射出成形

シリンダー温度:320~370℃  金型温度:80~150℃

ポリサルフォン(PSF)のメイン用途

ポリサルフォン(Poly arylether-aryl sulfone/PSF)は医療系では、人工呼吸器や人工義歯、内視鏡部品などに使用されています。また、食品関係では、電気特性や耐熱性に優れているため電子レンジ部品やコーヒーメーカー、冷解凍用トレイ、調理器などに使用されています。その他、自動車関係ではオートフェーズやライト部品。電子関係では、コネクターやスイッチ、コイルボビン、ICキャリア、ブッシュなどに使用されています。

背景を説明すると、ポリサルフォンは化学的に不活性で、生体適合性が高く、滅菌できます。これらの特性により、医療および食品/飲料の接触用途に非常に適しています。多くのグレードは、高温の塩素水への長期暴露に耐えることができ、食品との接触と飲料水の承認を受けています。

ポリサルフォンは、高温および/または腐食性媒体にさらされる多くの機械および機器部品に最適です。たとえば、コーヒーマシンの内部コンポーネント、バッテリーコンテナー、およびプリンターカートリッジが含まれます。ポリサルフォンは、従来の樹脂に比べて優れた熱的および機械的特性が必要な用途向けに、自動車および航空宇宙産業でも使用されています。 

いくつかの変性ポリサルフォンは、高い気体透過性と選択透過性を有し、気体分離用の膜材料としての用途が見出されています。

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