Falls Kunststoffe, wie Polyamide (PA), Polycarbonate (PC), Polyacetale (POM) oder Polyterephtalate (PET, PBT) den benötigten technischen Anforderungen nicht mehr entsprechen können, kommen Hochleistungskunststoffe, wie thermoplastische Polysulfone zum Einsatz. Dabei unterscheidet man zwischen Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PESU) und Polyphenylsulfon (PPSU). Diese Werkstoffe eröffnen den Bereich der hitzebeständigen Kunststoffe und können durch spezielle Modifikationen in hochqualitativen technologischen Bauteilen eingesetzt werden.

Was sind Polysulfone (PSU, PESU, PPSU)?

Die Familie der Polysulfone zählt zu den meist amorphen thermoplastischen Kunststoffen, die durch deren chemische Struktur vorwiegend in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden.

Wie werden diese Werkstoffe hergestellt?

Die Herstellung von PSU erfolgt durch eine mehrstufige Polykondensationsreaktion mit Bisphenol A und Dichlorsulfonylsulfon, wobei eine lineare amorphe Struktur entsteht. Im Unterschied dazu entsteht PESU durch eine Polysulfonierung bzw. eine Polyethersynthese. Bei PPSU sind spezielle komplexe Verfahren notwendig, um die notwendigen herausragenden Eigenschaften und die geringe Wasseraufnahme zu erreichen.

Wozu werden PSU, PESU und PPSU eingesetzt?

Die Eigenschaftsmerkmale der Polysulfone vereinen allesamt hohe Festigkeiten bei höheren Gebrauchstemperaturen. Es gibt jedoch Unterscheidungsmerkmale:

PSU wird vorwiegend in Anwendungen eingesetzt wo neben hohen mechanischen Festigkeiten und Steifigkeiten auch höhere Dauergebrauchstemperaturen und hohe Kriechfestigkeiten benötigt werden. Die amorphe Struktur ermöglicht Lichtdurchlässigkeit bei leicht bräunlicher Färbung sowie hohe Dimensionsstabilität und gute Hydrolysebeständigkeit.

PESU ist ebenfalls ein amorpher transparenter Kunststoff mit einer leicht gelblichen Färbung. Die Eigenschaften sind ähnlich jenen von PSU, wobei PESU eine höhere Schlagzähigkeit sowie verbesserte chemische Beständigkeit aufweist. Die Steifigkeit und Festigkeit ist hoch und die Kerbschlagempfindlichkeit gering.

PPSU hat im Vergleich zu PSU und PESU eine bessere Schlagzähigkeit, höhere chemische Beständigkeit insbesondere gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel sowie einer sehr geringe Wasseraufnahme wodurch es für Anwendungen im Bereich Heißdampfsterilisierbarkeit einsetzbar ist. Die gute Dimensionsstabilität sowie eine sehr gute Beständigkeit gegen energiereiche Strahlung sind hervorzuheben.

Wie kann man Polysulfone verarbeiten?

Die Verarbeitung kann, wie bei anderen thermoplastischen Kunststoffen durch Spritzguss- und Extrusionsverfahren erfolgen. Aufgrund der hohen Wasseraufnahme in kurzer Zeit sollte darauf geachtet werden, dass der Feuchteanteil unter 0,02% ist.

Für welche Anwendungen sind Polysulfone besonders geeignet?

In den meisten Fällen werden Polysulfone für hochbeanspruchte technische Konstruktionsteile eingesetzt. Die Anwendungen umfassen:

– Computerteile, Isolationen, elektrische Schaltteile, Kondensatorfolien,
– Gehäuse für Elektroanwendungen, Klemmleisten,
– Pumpengehäuse, Laufräder, Abdeckungen, Spulenkörper,
– Griffe, Fassungen, heißluft- und dampfsterilisierbare Geräte,
– Membranen, Hohlkörper, Maschinenteile,
– sowie Rollen, Armaturen oder Fittinge.

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