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婴儿奶瓶级材料聚苯砜(PPSU)在电子烟上应用介绍

电子烟主要由烟杆、雾化器、吸嘴3个部分构成。

雾化器是电子烟的核心部件,通过加热可以把烟油蒸发成烟雾,这个过程会产生300℃~300℃的高温。因此,雾化器及周边的配件必须选择耐高温且具有良好散热性的材料,这样才能经受得住加热雾化过程的高温,且不会因热量堆积而损坏雾化器。

除此之外,受热过程不能产生异味,破坏烟雾口感,同时还要有足够的强度,这样在中轻度磕碰或跌落后还能继续使用,不至于摔坏。

高端电子烟的雾化器油仓材料选用的聚醚醚酮(PEEK)材料。PEEK是一种独特的半结晶、热塑性工程塑料,具有优异的化学性能,常被应用于热水或蒸汽环境中,可保持高水平的抗弯曲强度和抗拉强度,能耐高温,长期使用温度可达360℃,且高温下无任何气味、导热性能好。

图 PEEK的棒状型材

虽然对于雾化器而言,PEEK能满足以上所有要求,是性能全面的最佳选择,但是PEEK的价格很高,达到1000元/千克左右。

高端电子烟雾化器的上盖外壳处还会采用的是聚亚苯基砜树脂(PPSU)改性材料。

PPSU是一种新型的非结晶热塑性工程塑料,质量轻、强度高,且在高温下气味好,不含双酚A,在反复加热的情况下也不会变性,可消毒性好,可以长期与水接触。而且它的典型应用之一是婴儿奶瓶,因此又被称做“奶瓶料”。

图 PPSU在婴儿奶瓶中应用,源于网络

PPSU即使在90℃的热水中浸泡1年,其力学性能也不会下降,用PPSU制造的雾化器上盖,能满足受热状态下的安全性需求。同时,PPSU材质坚韧、注塑件外观好,手感触觉也良好,能够满足零件插拔时的强度要求,并提高合盖时的定位精度。

图 PPSU在CIGRIG电子烟上应用,源自思格瑞格官网

图 IQOS上盖外壳采用PPSU改性材料(来源网络)

PPSU是聚亚苯基砜的英文简称,除此之外,还有两种常见的聚砜材料:PES(聚醚砜)和PSU(双酚A型聚砜)。下面我们继续一起来认识区分一下这三种材料。

一、什么是聚砜材料

聚砜(英语:polysulfone)指的是分子链中有烃基-SO3-烃基结构单元的一类热塑性聚合物材料,简称 PSF 或 PSU。这类聚合物材料以其良好的韧性和高温下的稳定性闻名。

图 砜聚合物结构通式,R、R' 表示含有芳香环的基团