โพลีซัลโฟนเป็นกลุ่มของเทอร์โมพลาสติกประสิทธิภาพสูงโพลิเมอร์เหล่านี้ขึ้นชื่อเรื่องความเหนียวและความเสถียรที่อุณหภูมิสูง โพลีซัลโฟนที่ใช้ในทางเทคนิคประกอบด้วย หน่วยย่อย อะริล-SO₂-อะ_ริล เนื่องจากต้นทุนวัตถุดิบและกระบวนการผลิตสูง โพลีซัลโฟนจึงถูกนำไปใช้ในงานเฉพาะทางและมักเป็นวัสดุทดแทนโพลีคาร์บอเนต ที่ ดีกว่า

โพลีซัลโฟนสามชนิดถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรม ได้แก่ โพลีซัลโฟน (PSU), โพลีอีเทอร์ซัลโฟน (PES/PESU) และโพลีฟีนิลซัลโฟน (PPSU) สามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิ −100–200 °C (−148–392 °F) และใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้า การก่อสร้างยานยนต์ และเทคโนโลยีทางการแพทย์ [ ^{1 ] โพ} ลีซัลโฟน ประกอบด้วยอะโรมาติกที่เชื่อมต่อแบบพารากลุ่มซัลโฟนิลและกลุ่มอีเทอร์และบางส่วนยังมีกลุ่มอัลคิลด้วย โพลีซัลโฟนมีความทนทานต่อความร้อน การออกซิเดชัน การไฮโดรไลซิส สารละลายในน้ำ และสารละลายด่างได้ดีเยี่ยม และมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี^{[ 2 ]}

โดยปกติแล้ว คำว่า "โพลีซัลโฟน" มักใช้เรียกโพลีอาริลอีเทอร์ซัลโฟน (PAES) เนื่องจากมีเพียงโพลีซัลโฟนอะโรมาติกเท่านั้นที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ นอกจากนี้ เนื่องจากหมู่เอเทอร์มักมีอยู่ในโพลีซัลโฟนเหล่านี้เสมอ PAES จึงถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โพลีอีเทอร์ซัลโฟน (PES) โพลี(อาริลีนซัลโฟน) หรือเรียกง่ายๆ ว่า โพลีซัลโฟน (PSU)

โพลีซัลโฟนที่ง่ายที่สุดคือโพลี(ฟีนิลีนซัลโฟน) ซึ่งเป็นที่รู้จักตั้งแต่ปี พ.ศ. 2503 ผลิตขึ้นในปฏิกิริยา Friedel-Craftsจากเบนซีนซัลโฟนิลคลอไรด์ : ^{[ 3 ]}

n C ₆ H ₅ SO ₂ Cl → (C ₆ H ₄ SO ₂ ) _n + n HCl

ด้วยจุดหลอมเหลวที่สูงกว่า 500 °C ทำให้ผลิตภัณฑ์นั้นยากต่อการแปรรูป มีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดี แต่คุณสมบัติทางกลค่อนข้างแย่ โพลีอาริลอีเทอร์ซัลโฟน (PAES) ถือเป็นทางเลือกที่เหมาะสม เส้นทางการสังเคราะห์ PAES ที่เหมาะสมได้รับการพัฒนาเกือบพร้อมกัน แต่เป็นอิสระจากกัน โดย^{บริษัท} 3M [ ^{4 ]}บริษัท Union Carbideในสหรัฐอเมริกา^[ 5 ^]และแผนกพลาสติกของICI ^{[ 6 ]}ในสหราชอาณาจักร โพลิเมอร์ที่พบในขณะนั้นยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน แต่ผลิตโดยกระบวนการสังเคราะห์ที่แตกต่าง ^กัน

การสังเคราะห์ PAES ดั้งเดิมเกี่ยวข้องกับการแทนที่แบบอิเล็กโทรฟิลิกของอะโรมาติกของไดแอริลอีเทอร์กับบิส(ซัลโฟนิลคลอไรด์)ของเบนซีน โดยทั่วไปปฏิกิริยาจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบฟรีเดล-คราฟต์เช่นเฟอร์ริกคลอไรด์หรือแอนติโมนีเพนตาคลอไรด์

n O(C ₆ H ₅ ) ₂ + n SO ₂ Cl ₂ → {[O(C ₆ H ₄ ) ₂ ]SO ₂ } _n + 2 n HCl

เส้นทางนี้มีความซับซ้อนเนื่องจากการก่อตัวของไอโซเมอร์ที่เกิดจากการแทนที่ทั้งแบบพาราและออร์โธ นอกจากนี้ยังพบการเชื่อมโยงข้ามซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกลของพอลิเมอร์^{[ 7 ] [ 4 ]}วิธีนี้จึงถูกยกเลิก

ปัจจุบัน PAES ถูกเตรียมขึ้นโดยปฏิกิริยาพอลิคอนเดนเซชันของไดฟีนอกไซด์และบิส(4-คลอโรฟีนิล)ซัลโฟน (DCDPS) หมู่ซัลโฟนจะกระตุ้นหมู่คลอไรด์ให้เกิดการแทนที่ ไดฟีนอกไซด์ที่ต้องการนั้นผลิตขึ้นในแหล่งกำเนิดจากไดฟีนอลและโซเดียมไฮดรอกไซด์น้ำที่เกิดขึ้นร่วมด้วยจะถูกกำจัดออกโดยการกลั่นแบบอะซีโอโทรปิกโดยใช้โทลูอีนหรือคลอโรเบนซีนการพอลิเมอไรเซชันดำเนินการที่อุณหภูมิ 130–160 °C ภายใต้สภาวะเฉื่อยในตัวทำละลายขั้วที่ไม่มีโปรตอน เช่นไดเมทิลซัลฟอกไซด์ทำให้เกิดพอลิอีเทอร์พร้อมกับการกำจัดโซเดียมคลอไรด์

บิส(4-ฟลูออโรฟีนิล)ซัลโฟนสามารถใช้แทนบิส(4-คลอโรฟีนิล)ซัลโฟนได้ ไดฟลูออไรด์มีความไวต่อปฏิกิริยามากกว่าไดคลอไรด์ แต่มีราคาแพงกว่า สามารถควบคุมความยาวของโซ่ได้โดยใช้สารหยุดโซ่ (เช่นเมทิลคลอไรด์ ) เพื่อใช้ในการแปรรูปด้วยความร้อน

โดยทั่วไปไดฟีนอลคือบิสฟีนอล-เอหรือ1,4-ไดไฮดรอกซีเบนซีน การพอลิเมอไรเซชันแบบขั้นบันไดดังกล่าวต้องการโมโนเมอร์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและสัดส่วนทางเคมีที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์มีน้ำหนักโมเลกุลสูง^{[ 8 ]}

DCDPS เป็นสารตั้งต้นของพอลิเมอร์ที่รู้จักกันในชื่อ Udel (จากบิสฟีนอล A), PES และ Radel R Udel เป็นพอลิเมอร์ซัลโฟนอสัณฐานประสิทธิภาพสูงที่สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้หลากหลาย มีความแข็งและทนต่ออุณหภูมิสูง และมีการใช้งานในหลากหลาย ตั้งแต่ท่อประปา ไปจนถึง ตลับหมึกพิมพ์ และ ฟิวส์รถยนต์ นอกจากนี้ DCDPS ยังทำปฏิกิริยากับบิสฟีนอล Sเพื่อสร้าง PES เช่นเดียวกับ Udel PES เป็นวัสดุที่แข็งและทนต่อความร้อนสูง มีการใช้งานมากมาย

โพลีซัลโฟนมีความแข็ง ความแข็งแรงสูง และโปร่งใส นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติความแข็งแรงและความแข็งสูง โดยยังคงคุณสมบัติเหล่านี้ไว้ได้ระหว่าง −100 °C ถึง 150 °C อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้วของโพลีซัลโฟนอยู่ระหว่าง 190 ถึง 230 °C ^{[ 9 ]} โพลีซัลโฟน มีเสถียรภาพทางมิติสูง การเปลี่ยนแปลงขนาดเมื่อสัมผัสกับน้ำเดือดหรืออากาศหรือไอน้ำที่อุณหภูมิ 150 °C โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 0.1% ^{[ 10 ]}โพลีซัลโฟนมีความทนทานสูงต่อกรดแร่ด่างและอิเล็กโทรไลต์ใน ช่วง pHตั้งแต่ 2 ถึง 13 มีความทนทานต่อสารออกซิไดซ์ (แม้ว่า PES จะเสื่อมสภาพไปตามเวลา^{[ 11 ]} ) ดังนั้นจึงสามารถทำความสะอาดได้ด้วยสารฟอกขาว นอกจากนี้ ยังทนต่อสารลดแรงตึงผิวและน้ำมันไฮโดรคาร์บอน แต่ไม่ทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์ที่ มีขั้วต่ำ (เช่นคีโตนและไฮโดรคาร์บอนคลอริเนต ) และไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก ในทางกลศาสตร์ โพลีซัลโฟนมีความต้านทานการอัดสูง จึงแนะนำให้ใช้ภายใต้แรงดันสูง นอกจากนี้ยังมีความเสถียรในกรดและเบสในน้ำและตัวทำละลายที่ไม่เป็นขั้วหลายชนิด อย่างไรก็ตาม มันสามารถละลายได้ในไดคลอโรมีเทนและเมทิลไพโรลิโดน^{[ 8 ]}

โพลีซัลโฟนจัดอยู่ในกลุ่มพลาสติกประสิทธิภาพสูงสามารถแปรรูปได้โดยการฉีดขึ้นรูปการอัดรีดหรือการขึ้นรูปด้วยความร้อน

โพลี(อะริลอีเทอร์ซัลโฟน) ประกอบด้วยกลุ่มอะโรมาติกกลุ่มอีเทอร์และกลุ่มซัลโฟนิลเพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติของส่วนประกอบแต่ละชนิดโพลี(ฟีนิลีนซัลโฟน)สามารถใช้เป็นตัวอย่างได้ ซึ่งประกอบด้วยกลุ่มซัลโฟนิลและกลุ่มฟีนิลเท่านั้น เนื่องจากทั้งสองกลุ่มมีความเสถียรทางความร้อนสูงมาก โพลี(ฟีนิลีนซัลโฟน) จึงมีจุดหลอมเหลวสูงมาก (520 °C) อย่างไรก็ตาม โซ่พอลิเมอร์ก็แข็งมากเช่นกัน ทำให้โพลี(ฟีนิลีนซัลโฟน) (PAS) สลายตัวก่อนหลอมเหลวและไม่สามารถแปรรูปด้วยเทอร์โมพลาสติกได้ ดังนั้นจึงต้องรวมองค์ประกอบที่ยืดหยุ่นเข้าไปในโซ่ ซึ่งทำได้ในรูปของกลุ่มอีเทอร์ กลุ่มอีเทอร์ช่วยให้โซ่พอลิเมอร์หมุนได้อย่างอิสระ ส่งผลให้จุดหลอมเหลวลดลงอย่างมากและยังช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกลโดยเพิ่มความแข็งแรงต่อแรงกระแทก [ ^{7 ] กลุ่ม}อัลคิลในบิสฟีนอล A ยังทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบที่ยืดหยุ่นอีกด้วย

ความเสถียรของพอลิเมอร์ยังสามารถอธิบายได้จากองค์ประกอบโครงสร้างแต่ละส่วนหมู่ซัลโฟนิล (ซึ่งกำมะถัน อยู่ใน สถานะออกซิเดชันสูงสุด) ดึงดูดอิเล็กตรอนจากวงแหวนเบนซีนที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดการขาดอิเล็กตรอนดังนั้นพอลิเมอร์จึงต้านทานการสูญเสียอิเล็กตรอนเพิ่มเติม จึงทำให้มีความต้านทานต่อการออกซิเดชันสูง หมู่ซัลโฟนิลยังเชื่อมต่อกับระบบอะโรมาติกด้วยเมโซเมอริซึมและพันธะจึงแข็งแรงขึ้นด้วยพลังงานเมโซเมอริก ส่งผลให้โครงสร้างโมเลกุลสามารถดูดซับพลังงานจากความร้อนหรือรังสีได้มากขึ้นโดยไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาใดๆ (การสลายตัว) ผลของเมโซเมอริซึมคือโครงสร้างมีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ พอลิเมอร์ที่ใช้หมู่ไบฟีนิลซัลโฟนิลจึงมีความทนทานต่อความร้อน ทนต่อการออกซิเดชัน และยังคงมีความแข็งแกร่งสูงแม้ในอุณหภูมิสูง พันธะอีเทอร์ให้ความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิสและความยืดหยุ่นบางส่วน (ตรงข้ามกับเอสเทอร์ ) ซึ่งนำไปสู่ความแข็งแรงต่อแรงกระแทก นอกจากนี้ พันธะอีเทอร์ยังนำไปสู่ความทนทานต่อความร้อนที่ดีและการไหลของสารหลอมเหลวที่ดีขึ้น^{[ 12 ]}

โพลีซัลโฟนมีอุณหภูมิใช้งานสูงที่สุดชนิดหนึ่งในบรรดาเทอร์โมพลาสติกที่สามารถขึ้นรูปได้ด้วยการหลอม ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงทำให้มันมีคุณสมบัติเป็นสารหน่วงไฟโดยไม่ลดทอนความแข็งแรงซึ่งมักเกิดจากการเติมสารหน่วงไฟ ความเสถียรต่อการไฮโดรไลซิสสูงทำให้สามารถนำไปใช้ในงานทางการแพทย์ที่ต้องการการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและออโตเคลฟ อย่างไรก็ตาม มันมีความทนทานต่ำต่อตัวทำละลายบางชนิดและเกิดการผุกร่อนได้ความไม่เสถียรต่อการผุกร่อนนี้สามารถแก้ไขได้โดยการเติมวัสดุอื่นลงในพอลิเมอร์

โพลีซัลโฟนช่วยให้การผลิต เมมเบรนทำได้ง่ายมีคุณสมบัติที่สม่ำเสมอ และควบคุมขนาดรูพรุนได้ถึง 40 นาโนเมตร เมมเบรนดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในงานต่างๆ เช่นการฟอกไต การบำบัด น้ำเสียการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม และการแยกก๊าซ โพลีเมอร์เหล่านี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย ตลับกรองที่ทำจากเมมเบรนโพลีซัลโฟนให้ประสิทธิภาพการไหลสูงมากที่ความดันแตกต่างต่ำมาก เมื่อเทียบกับวัสดุ ไนลอนหรือโพลีโพรพีลีน

โพลีซัลโฟนสามารถใช้เป็นวัสดุกรองในการฆ่าเชื้อด้วยระบบกรองได้

สามารถเสริมความแข็งแรงให้กับโพลีซัลโฟนด้วยเส้นใยแก้ว ได้ วัสดุคอมโพสิตที่ได้จะมีแรงดึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และค่าโมดูลัส ของ ยัง เพิ่มขึ้นเป็นสามเท่า

โพลีซัลโฟนมักใช้เป็นโคพอลิเมอร์เมื่อเร็วๆ นี้ โพลีอีเทอร์ซัลโฟนที่ถูกซัลโฟเนต (SPES) ได้รับการศึกษาในฐานะวัสดุที่มีศักยภาพสูงในบรรดาพอลิเมอร์ที่ใช้ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกอื่นๆ สำหรับเยื่อแลกเปลี่ยนโปรตอนที่มีความทนทานสูงในเซลล์เชื้อเพลิง[ ^{13 ] บท}วิจารณ์หลายฉบับได้รายงานความคืบหน้าเกี่ยวกับความทนทานจากรายงานจำนวนมากในงานนี้^{[ 14 ]}ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการประยุกต์ใช้ SPES ในเซลล์เชื้อเพลิงคือการปรับปรุงความทนทานทางเคมี ภายใต้สภาพแวดล้อมออกซิเดชัน SPES สามารถเกิดการหลุดของกลุ่มซัลโฟนิกและการแตกของโซ่หลักได้ อย่างไรก็ตาม กลไกหลังมีความเด่นกว่า กลไกการแตกที่จุดกึ่งกลางและการคลายตัวได้รับการเสนอให้เป็นกลไกการเสื่อมสภาพขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของโครงสร้างหลักของพอลิเมอร์^{[ 15 ]}

ภาชนะใส่อาหารที่ทำจากโพลีซัลโฟนใช้สำหรับเก็บรักษา อุ่น และเสิร์ฟอาหาร ภาชนะเหล่านี้ผลิตตาม มาตรฐาน Gastronormและมีสีเหลืองอำพันใสตามธรรมชาติของโพลีซัลโฟน ช่วงอุณหภูมิการใช้งานที่กว้างตั้งแต่ -40  °C ถึง +190  °C ทำให้ภาชนะเหล่านี้สามารถนำจากช่องแช่แข็งไปยังโต๊ะอุ่นอาหารหรือเตาไมโครเวฟได้โดยตรง โพลีซัลโฟนมีพื้นผิวที่ไม่ติด ทำให้ลดการสูญเสียอาหารและทำความสะอาดง่าย

สารโพลีซัลโฟนบางชนิดที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมแสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

สูตรโครงสร้าง	ชื่อทางการค้า	ชื่อระบบ	แคส
	โพลี(อะริลีนซัลโฟน) (PAS)
	โพลี(บิสฟีนอล-เอ ซัลโฟน) (PSF)	โพลี[ออกซี-1,4-ฟีนิลีนซัลโฟนิล-1,4-ฟีนิลีนออกซี-1,4-ฟีนิลีน(1-เมทิลเอทิลิดีน)-1,4-ฟีนิลีน]	25135-51-7
	โพลีอีเทอร์ซัลโฟน (PES)	โพลี(ออกซี-1,4-ฟีนิลซัลโฟนิล-1,4-ฟีนิล)	25608-63-3
	โพลีฟีนิลีนซัลโฟน (PPSU)		25608-64-4
	วิคเทร็กซ์ เอชทีเอ		121763-41-5