High Performance Material - Polyimide (1)

Polyimid, alt - rundere i polymermaterialer, har vekket interessen til mange forskningsinstitutter i Kina, og noen foretak har også begynt å produsere - vårt eget polyimidmateriale.
I. Oversikt
Som et spesielt ingeniørmateriale har polyimid blitt mye brukt i luftfart, luftfart, mikroelektronikk, nanometer, flytende krystall, separasjonsmembran, laser og andre felt. Nylig lister landene for forskning, utvikling og utnyttelse avpolyimidsom en av de mest lovende ingeniørplastene i det 21. århundre. Polyimid, på grunn av dets enestående egenskaper i ytelse og syntese, enten det brukes som et strukturelt materiale eller som et funksjonelt materiale, har dets enorme applikasjonsutsikter blitt fullstendig anerkjent, og det er kjent som en "problem - løsende ekspert" (Protion Solver), og mener at "uten polyimid, det ville være noen mikroelektronikkteknologi i dag".

For det andre ytelsen til polyimid
1. I henhold til den termogravimetriske analysen av fullt aromatisk polyimid, er nedbrytningstemperaturen generelt rundt 500 ° C. Polyimid syntetisert fra bifenyldianhydrid og P - fenylendiamin har en termisk nedbrytningstemperatur på 600 ° C og er en av de mest termisk stabile polymerene så langt.
2. Polyimid tåler ekstremt lav temperatur, for eksempel i flytende helium ved - 269 ° C, det vil ikke være sprøtt.
3.Polyimidhar utmerkede mekaniske egenskaper. Strekkfastheten til ufylt plast er over 100MPa, filmen (Kapton) av homofenylen -polyimid er over 170MPa, og bifenyltype polyimid (upilexs) opp til 400MPa. Som ingeniørplast er mengden elastisk film vanligvis 3 - 4GPa, og fiberen kan nå 200 GPA. I henhold til teoretiske beregninger kan fiberen som er syntetisert ved ftalisk anhydrid og P - fenylendiamin nå 500GPa, bare andre til karbonfiber.
4. Noen polyimidvarianter er uoppløselige i organiske løsningsmidler og stabile for å fortynne syrer. Generelle varianter er ikke resistente mot hydrolyse. Denne tilsynelatende mangelen gjør polyimid forskjellig fra andre høye - ytelsespolymerer. Karakteristikken er at råstoffdianhydrid og diamin kan utvinnes ved alkalisk hydrolyse. For Kapton -film kan for eksempel utvinningsgraden nå 80%- 90%. Endring av strukturen kan også få ganske hydrolyse - resistente varianter, for eksempel å tåle 120 ° C, 500 timer koking.
5. Den termiske ekspansjonskoeffisienten for polyimid er 2 × 10 - 5－3 × 10 - 5 ℃, Guangcheng termoplastisk polyimid er 3 × 10 - 5 ℃, bifenyltype kan nå 10 - 6 ℃, individuelle varianter kan være opp til 10 - 7 ° C.
6. Polyimid har høy strålingsmotstand, og filmen har en styrkingshastighet på 90% etter 5 × 109rad rask elektronbestråling.
7.Polyimidhar gode dielektriske egenskaper, med en dielektrisk konstant på omtrent 3,4. Ved å introdusere fluor eller spredning av luftnanometer i polyimid, kan den dielektriske konstanten reduseres til omtrent 2,5. Dielektrisk tap er 10 - 3, dielektrisk styrke er 100 - 300kV/mm, Guangcheng termoplastisk polyimid er 300kV/mm, volummotstand er 1017Ω/cm. Disse egenskapene forblir på et høyt nivå over et bredt temperaturområde og frekvensområde.
8. Polyimid er et selv - slukkende polymer med lav røykrate.
9. Polyimid har veldig lite outgassing under ekstremt høyt vakuum.
10. Polyimid er ikke - giftig, kan brukes til å lage servise og medisinske apparater, og tåler tusenvis av desinfeksjoner. Noen polyimider har også god biokompatibilitet, for eksempel er de ikke - hemolytiske i blodkompatibilitetstesten og ikke - giftig i in vitro cytotoksisitetstesten.

3. Flere måter å syntese:
Det er mange slag og former for polyimid, og det er mange måter å syntetisere det på, så det kan velges i henhold til forskjellige applikasjonsformål. Denne typen fleksibilitet i syntese er også vanskelig for andre polymerer å ha.

1.Polyimider hovedsakelig syntetisert fra dibasiske anhydrider og diaminer. Disse to monomerer er kombinert med mange andre heterocykliske polymerer, så som polybenzimidazol, polybenzimidazol, polybenzothiazol, polyquinon sammenlignet med monomerer som fenolin og polyquinoline, kilden til råstoff er bred, og syntesen er også relativt relativt relativt. Det er mange slags dianhydrider og diaminer, og polyimider med forskjellige egenskaper kan oppnås ved forskjellige kombinasjoner.
2. Polyimid kan polykondenseres ved lav temperatur ved dianhydrid og diamin i et polært løsningsmiddel, så som DMF, DMAC, NMP eller den/metanol blandet løsningsmiddel, for å oppnå oppløselig polyaminsyre, etter filmdannelse eller spinning til omtrent 300 ° C for dehydrasjon og syklisering til polyimering til omtrent 300 ° C for polyammen og kos til polyammen for å oppnå 300 ° C for polyammen til polyammen og kysten til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen til polyammen og koster til polyammen til Eddikanhydrid og tertiære amindatalysatorer kan også tilsettes polyaminsyre for kjemisk dehydrering og syklisering for å oppnå polyimidoppløsning og pulver. Diamin og dianhydrid kan også varmes opp og polykondenseres i et høyt kokepunktoppløsningsmiddel, så som et fenolisk løsningsmiddel, for å oppnå polyimid i ett trinn. I tillegg kan polyimid også oppnås fra reaksjonen av dibasinsyreester og diamin; Det kan også omdannes fra polyaminsyre til polyisoimid først, og deretter til polyimid. Disse metodene gir alle bekvemmeligheter for behandlingen. Førstnevnte kalles PMR -metode, som kan oppnå lav viskositet, høy fast løsning, og har et vindu med lav smelteviskositet under prosessering, noe som er spesielt egnet for fremstilling av komposittmaterialer; Sistnevnte øker for å forbedre løseligheten, frigjør ingen lave - molekylære forbindelser under konverteringsprosessen.
3. Så lenge renheten til dianhydrid (eller tetraacid) og diamin er kvalifisert, uansett hvilken polykondensasjonsmetode som brukes, er det enkelt å oppnå en tilstrekkelig høy molekylvekt, og molekylvekten kan lett justeres ved å tilsette enhetens anhydrid eller enhetsamin.
4. Polykondensasjon av dianhydrid (eller tetraacid) og diamin, så lenge molforholdet når et ekvimolært forhold, kan varmebehandling i vakuum øke molekylvekten til den faste prepolymeren med lav molekylvekt, og dermed forbedre prosessering og pulverdannelse. Kom praktisk.
5. Det er lett å introdusere reaktive grupper i kjedeenden eller kjeden for å danne aktive oligomerer, og dermed oppnå termosetting polyimid.
6. Bruk karboksylgruppen i polyimid for å utføre esterifisering eller saltdannelse, og introduser fotosensitive grupper eller lange - kjede -alkylgrupper for å oppnå amfifile polymerer, som kan brukes til å oppnå fotoresister eller brukes til fremstilling av LB -filmer.
7. Den generelle prosessen med å syntetisere polyimid produserer ikke uorganiske salter, noe som er spesielt gunstig for fremstilling av isolerende materialer.
8. Dianhydrid og diamin som monomerer er lett å sublimere under høyt vakuum, så det er enkelt å dannepolyimidFilm på arbeidsstykker, spesielt enheter med ujevne overflater, ved dampavsetning.