PSU的分子主链是由异丙撑基、醚键、砜基和苯撑基连接起来的线性高分子化合物。异丙撑基为脂肪基，有一定的空间体积，可减少分子问的作用力，能赋予聚合物韧性和良好的熔融加工性。异丙撑基上的二个无极性的甲基，使聚合物吸湿性很小，电绝缘性能提高。但它对聚合物的耐热性有一定的不利影响，与PAS和PES相比，PSU的Tg、热变形温度和连续使用温度较低。醚键较异丙撑基更能增加分子链的柔顺性，醚键两端的苯基可绕其内旋转，它使聚合物的韧性增加，熔融加工性和在溶剂中的溶解性提高，同时也使聚合物的耐热性有所降低。砜基上的氧原子对称、无极性，主链上的硫原子处于氧化状态，它为聚合物提供了优良的耐氧化能力。此外砜基与相邻的两个苯环组成了高度共轭的二苯砜结构，形成了一个十分稳固、刚硬、一体化的坚强体系，使得聚合物能吸收大量热能和辐射能而不致于使主链断裂，热稳定性高( Td >426℃)，抗辐射性优，硬度大，力学性能优异。综合PSU链的结构可以看出，二苯砜基对分子链的刚性影响，大于醚键和异丙撑基对分子链的柔性影响，因此PSU分子链的刚性仍然相当大。刚性链彼此之间的缠结不易解除，使得大分子整链的运动困难，因而熔融流动时的温度较高（Tf约为310℃），熔体粘度大，371℃的熔体粘度为60000Pa.s，熔体流动性对温度敏感而对剪切速率不敏感，刚性链聚合物静强度很高，在受力时形变小，尺寸稳定，抗蠕变能力高。但同时又使大分子链受外力作用后残余应力在制品中难以自行去除，易造成应力开裂。PSU制品为无定形结构，分子链刚硬、玻璃化温度高，以及熔体冷却速率快是造成PSU难以结晶的主要原因。
PSU是透明或微带琥珀色的非晶态线性高聚物，无气味，透光率90%以上，浙光率为1.663，吸水率为0.22%，密度为1.24g/cm3，成型收缩率为0.7%。PSU力学性能的特点是抗蠕变能力很强，尺寸稳定性很高，随温度升高力学性能的下降幅度很小。如20℃，21MPa载荷下经1000h后的蠕变量仅为0.1%，当温度升至100℃时蠕变值也仅为1.5%，当时间增至1年时蠕变值也仅为2%。在20℃，21MPa经相同时间后PSU相对蠕变值如为1，则PC为2，ABS大于2，POM为2.3。PSU的拉伸弹性模量在室温时为2.48GPa，在100℃时为2.46GPa，在190℃时仍可保持1.4GPa。PSU力学性能的缺点是抗疲劳性差，疲劳强度和寿命不如POM和PA，相对疲劳强度低于POM和PA，分别是POM的1/4.5和PA的1/3，不适宜应用在承受频繁重复载荷或周期性载荷的环境中。此外，它还易出现内应力开裂现象。
PSU的耐热性高，Tg为190℃，热变形温度为175℃，维卡软化温度为188℃，马丁耐热56℃，脆化温度为-101℃，Td为426℃，热导率为0.26W/(m.K)，可在-100～150℃范围内长期使用。PSU的热稳定性很好，如在150℃经2年的热老化后，拉伸屈服强度和热变形温度不仅不会降低，反而有所上升，这可能与出现少量交联有关，而冲击强度仍可保持55%，在空气中直到420℃以上才开始出现热降解。PSU在-100～190℃，60～106Hz及潮湿环境中均具有优良的电绝缘性和介电性，这比PC(135～ 150℃)，PPO(182℃)，POM(100～120℃)等塑料要好。PSU的化学稳定性较好，对无机酸、碱、盐的溶液很稳定，对洗涤剂和烃类也很稳定。但会受某些极性溶剂如酮类。卤代烃类的作用而溶胀、溶解或开裂，这是它性能不足之处。由于PSU分子链中含有大量的苯环和二苯砜基，使其可吸收大量辐射能而不致被破坏，因此耐辐射性好。如经200h，0.26X10的5次方C/kg的C060射线照射后，外观、刚性和电性能均无变化。当射线强度增至1.3X10的5次方C/kg后，虽然外观变红、发脆，但电性能变化仍很小。
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