Polisulfonas - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Las resinas de sulfona se refieren a polímeros que contienen grupos -SO a lo largo del esqueleto.  Los grupos R son generalmente aromáticos. Los polímeros son generalmente materiales  amarillentos, transparentes, amorfos y son conocidos por su alta rigidez, resistencia y estabilidad  térmica. Los polímeros tienen poca deformación en un amplio rango de temperatura. Las sulfonas  pueden competir contra algunos materiales termoendurecibles en rendimiento, mientras que su capacidad de moldearse por inyección ofrece una ventaja. Las polisulfonas son una familia de polímeros termoplásticos amorfos, conocidos por su dureza y estabilidad a altas temperaturas. Esta clase pertenece a polímeros orgánicos lineales que contienen grupos tioéter en la cadena principal. El segmento de éter de fenileno aporta flexibilidad a la cadena principal del polímero, que se manifiesta como alta tenacidad, alargamiento y ductilidad, así como la facilidad de fabricación de la masa fundida. La excelente estabilidad hidrolítica que diferencia las polisulfonas de otros termoplásticos de ingeniería es una consecuencia de la resistencia a la hidrólisis acuosa de los grupos fenilenosulfona y éter. La distribución espacial y el tamaño de estos grupos evitan la reorganización de la molécula evitando que cristalice, por lo tanto, son polímeros amorfos transparentes ligeramente ambarinos. Son rígidos, de alta resistencia mecánica y térmica, son transparentes, mantienen estas propiedades de -100°C a 150°C. Tienen una estabilidad dimensional muy alta, la variación dimensional, expuesta al agua, aire o vapor a 150°C es de orden de 0.1%. Son altamente resistentes a los ácidos minerales, álcalis y electrolitos, resistentes a los agentes oxidantes, por lo tanto, se pueden limpiar con solventes oxigenados, resisten los surfactantes y los aceites de hidrocarburos. Por otro lado, no es resistente a solventes orgánicos de baja polaridad (p. Ej., Cetonas e hidrocarburos clorados) e hidrocarburos aromáticos. También es estable en ácidos y bases acuosas y en muchos solventes no polares; Sin embargo, es soluble en diclorometano y metilpirrolidona. Las poli-éter-sulfonas resisten bien el agua y el vapor y, por lo tanto, se utilizan para producir utensilios de cocina y productos médicos, que requieren esterilización entre usos.

La diferencia en la estructura molecular de estos tres polímeros les da características físicas, mecánicas y térmicas bastante diferentes. Debido al alto costo de las materias primas y el procesamiento, las polisulfonas se usan en aplicaciones especiales y a menudo son un sustituto superior de los policarbonatos. La estereoquímica del grupo sulfona interrumpe cualquier tendencia de estos polímeros a fundirse y cristalizarse, por lo tanto, son amorfos y exhiben alta claridad y transparencia.

Las diferentes polisulfonas varían según la separación entre los grupos aromáticos, lo que a su vez afecta sus valores de T y sus temperaturas de distorsión térmica. Las polisulfonas comerciales son lineales con valores altos de T en el rango de 180 a 250ºC, lo que permite un uso continuo de 150 a 200ºC. Como resultado, las temperaturas de procesamiento de las polisulfonas son superiores a 300ºC. Aunque el polímero es polar, todavía tiene buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Las polisulfonas son resistentes a las altas radiaciones térmicas e ionizantes. También son resistentes a la mayoría de los ácidos y álcalis acuosos, pero pueden ser atacados por ácido sulfúrico concentrado. Los polímeros tienen buena estabilidad hidrolítica y pueden soportar agua caliente y vapor. Las polisulfonas son materiales resistentes, pero exhiben sensibilidad a la muesca. La presencia de los anillos aromáticos hace que la cadena de polímero sea rígida. Las polisulfonas generalmente no requieren la adición de retardantes de llama y generalmente emiten poco humo

Típicamente, cuando un polímero se calienta, se volverá progresivamente menos rígido hasta que alcance un estado gomoso. La temperatura a la que el material pasa de un estado vítreo a uno gomoso se define como la temperatura de transición vítrea (Tg). Esta temperatura es importante porque se producen varios cambios fundamentales a esta temperatura. Estos incluyen cambios en el volumen libre de polímero, índice de refracción, entalpía y calor específico. El PPSU tiene una Tg de 221°C, el  PESU tiene una Tg de 221°C, el PSU tiene una Tg de 186°C.