O que é PES? Como é diferente de PSU e PPSU?

O que é PES?

PES (polietersulfona) é uma resina termoplástica amorfa com estrutura alternada de anéis aromáticos, ligações éter e grupos sulfona em sua cadeia principal. Desenvolvido pela primeira vez pela ICI no Reino Unido em 1972, é um plástico de engenharia especializado de alto desempenho. Tem uma aparência transparente e âmbar, não é tóxico e foi aprovado na certificação de contato com alimentos da FDA. Combina estabilidade térmica, resistência mecânica e processabilidade, tornando-o o melhor entre as três famílias de polissulfonas (PSU, PES, PPSU) em termos de resistência ao calor e processabilidade.

PES

Principais características e vantagens do PES

1. Propriedades Térmicas

Temperatura de transição vítrea (Tg): 225 ℃, Temperatura de distorção de calor (HDT): 203 ~ 204 ℃, Temperatura de serviço contínuo de longo prazo: 180 ℃ (até 200 ℃ para grau reforçado com fibra de vidro), temperatura suportável de curto prazo de até 220 ℃.

Excelente resistência ao envelhecimento térmico e à fluência; pode ser usado continuamente a 180°C; estabilidade dimensional extremamente elevada; baixo coeficiente de expansão linear; não é facilmente deformado ou deformado em altas temperaturas.

Resistente à hidrólise de água quente: Pode suportar vapor de alta pressão de 150 ~ 160 ℃; desempenho estável após repetida esterilização a vapor (134 ~ 145 ℃); a qualidade médica pode suportar milhares de ciclos de esterilização.

2. Propriedades Mecânicas e Estruturais

Alta resistência, alto módulo: Resistência à tração de aproximadamente 84,3 MPa, módulo de flexão 2,65 GPa; excelente equilíbrio entre rigidez e tenacidade; mantém altas propriedades mecânicas mesmo em altas temperaturas.

Amorfa e transparente, com transmitância de luz próxima à do PC, e não amarela nem embaça em altas temperaturas, tornando-a adequada para peças estruturais transparentes e componentes de janelas.

Baixa contração de moldagem (aproximadamente 0,6%), alta precisão dimensional, adequada para moldagem por injeção de precisão e peças de paredes finas.

3. Resistência Química e Ambiental

Resistência Química: Excelente resistência a ácidos, álcalis, sais, óleos (gasolina, óleo de motor), agentes de limpeza e desinfetantes, superior à Folha PSU, ligeiramente inferior à Folha PPSU; não resistente a solventes polares fortes (cetonas, ésteres, hidrocarbonetos halogenados, DMSO).

Auto-retardador de chama: Alcança a classificação UL94 V-0 sem a adição de retardadores de chama, produz baixa fumaça e baixa toxicidade durante a combustão, atendendo aos requisitos de retardante de chama para eletrônicos e aeroespaciais.

Isolamento elétrico: Propriedades dielétricas estáveis a 200 ℃, resistividade de alto volume, material isolante classe H (180 ℃), adequado para componentes eletrônicos de alta temperatura.

Resistência à radiação: Estável aos raios gama e raios X, adequado para imagens médicas e componentes da indústria nuclear.

4. Vantagens de processamento e segurança

Processabilidade: A viscosidade do fundido é inferior à do PPSU, permitindo moldagem por injeção, extrusão, moldagem por sopro e moldagem por compressão. É adequado para estruturas complexas e de precisão, oferecendo uma janela de processamento mais fácil de usar que o PPSU.

Higiene e segurança: Sem BPA, atendendo aos padrões de contato com alimentos da FDA e da UE, adequado para utensílios alimentares, produtos para bebês e consumíveis médicos.

Excelentes propriedades de formação de filme: Um substrato central para membranas de tratamento de água (ultrafiltração, nanofiltração, microfiltração), oferecendo excelente fluxo de membrana e resistência à incrustação.

5. Fraquezas Fundamentais

Fraca resistência às intempéries: Não resistente à radiação UV; o uso externo requer modificação resistente a UV ou proteção de revestimento.

Alta Absorção de Água (taxa de absorção de água saturada aproximadamente 2,1%); é necessária uma secagem completa antes da moldagem, caso contrário, problemas dimensionais e de resistência serão afetados.

O custo é superior ao dos plásticos de engenharia de uso geral (PC, ABS), mas inferior ao PEI e PEEK, classificando-o como um plástico especializado de médio a alto padrão.

Folha transparente de polisulfona PSU

PES vs PSU vs PPSU (Comparação dos três produtos de polissulfona)

Desempenho	PSU (polisulfona, tipo bisfenol A)	PES (polietersulfona)	PPSU (Polifenilsulfona, Polifenilenossulfona)
Estrutura Molecular	Bisfenol A + Diclorodifenilsulfona	Bisfenol S + Diclorodifenilsulfona	Bisfenol A + Diclorodifenilsulfona
Tg/HDT	Tg≈185℃, HDT≈174℃	Tg≈225℃, HDT≈204℃	Tg≈220℃, HDT≈207℃
Temperatura operacional de longo prazo:	160 ~ 170 ℃	180°C (200°C para fibra de vidro reforçada)	180 ~ 190 ℃
Dureza / Resistência ao Impacto	Médio, sensível ao entalhe	Bom, rigidez preferida	Extremamente Alta (Estrôncio em Polissulfona), Resistência a Impactos e Rachaduras
Resistência química/resistência à hidrólise	Bom, resistência ao vapor moderada	Excelente, melhor que PSU	Melhor, resistente à corrosão forte e esterilização repetida a vapor
Processabilidade	Bom, fácil de moldar	Viscosidade de fusão boa e moderada	Fraca, alta viscosidade de fusão, difícil de processar
Posicionamento central	Polissulfona de uso geral, escolha econômica	Equilíbrio abrangente, excelente resistência ao calor e processabilidade	Tipo de alto desempenho, tenacidade excepcional e resistência química

Principais descobertas

PSU: Polissulfona básica, de menor custo, adequada para aplicações de média temperatura e resistentes à hidrólise geral (como membranas comuns de tratamento de água, componentes estruturais de eletrodomésticos).

PES: Resistência térmica superior e versátil à PSU e processamento superior ao PPSU, a escolha principal para tratamento médico, eletrônico, de alimentos e de água, equilibrando desempenho e custo.

PPSU: Desempenho superior, com maior tenacidade, resistência química e resistência à esterilização a vapor, adequado para condições extremamente exigentes (como caixas de esterilização médica de alta qualidade, mamadeiras, componentes aeroespaciais resistentes a impactos), mas com o mais alto custo e barreiras de processamento.

Folha de polissulfona

Aplicações típicas de PES

1. Medicina e Higiene: Cabos de instrumentos cirúrgicos, acessórios para endoscópios, instrumentos odontológicos, dialisadores, conectores de infusão; resistente à esterilização repetida a vapor e à desinfecção por raios gama.

Membranas de filtros médicos, membranas de separação, placas de Petri, componentes de embalagens estéreis; biocompatível, não lixiviante e lavável.

2. Eletrônica e elétrica: componentes isolados classe H, estruturas de bobinas, conectores, bases de relés, componentes soldáveis SMT, substratos de placas de circuito impresso; resistência a altas temperaturas, alto isolamento, retardador de autochama e dimensionalmente estável.

Carcaças de sensores de alta temperatura, isoladores de motores, componentes de caixas de junção fotovoltaicas; adequado para condições de operação de 200°C.

3. Tratamento e Separação de Água: Membranas de ultrafiltração/nanofiltração/microfiltração, membranas de fibra oca, cartuchos filtrantes; resistente a ácidos e álcalis, resistente a incrustações, alto fluxo; usado para preparação de água pura, tratamento de águas residuais industriais, separação biofarmacêutica e pré-tratamento de dessalinização de água do mar.

4. Contato com alimentos e eletrodomésticos

Forros para cafeteira/chaleira, talheres para bebês, panelas para micro-ondas, formas para assar; Certificado pela FDA, suporta água quente acima de 150°C, inodoro, fácil de limpar.

Peças de ferro a vapor, componentes estruturais resistentes ao calor para máquinas de lavar louça; resiste a repetidos ciclos de calor úmido.

5. Automotivo e Máquinas

Sensores periféricos do motor, válvulas, impulsores de bombas de água, componentes resistentes ao calor do ar condicionado; resistente ao óleo, resistente à temperatura, resistente à fluência, alcançando leveza ao substituir o metal.

Engrenagens de precisão, gaiolas de rolamentos, eixos de alta temperatura para copiadoras/impressoras; dimensionalmente estável, resistente ao desgaste e autolubrificante.

6. Indústria aeroespacial e de alta tecnologia

Peças internas de cabines de aeronaves, carcaças de instrumentos, agentes de endurecimento de materiais compósitos, revestimentos resistentes ao calor; retardador de chama, baixo teor de fumaça, leve e resistente à radiação.

Revestimentos químicos anticorrosivos, acessórios para tubos de alta temperatura; resistente a meios corrosivos fortes e condições de alta temperatura.

O PES possui vantagens competitivas essenciais, como resistência ao calor de longo prazo de até 180 ℃, resistência à hidrólise a vapor, retardamento de autochama, alta transparência, propriedades livres de BPA e fácil processamento. Seu desempenho fica entre PSU e PPSU, tornando-o a melhor escolha para aplicações exigentes de médio a alto nível. É amplamente utilizado em aplicações médicas, de tratamento de água, eletrônica e de contato com alimentos. Embora as suas aplicações civis sejam de nicho, a procura é clara, tornando-o uma alternativa ideal aos metais e plásticos de baixo custo.

Folha de polifenilsulfona PPSU