Υλικό υψηλής απόδοσης – πολυιμίδιο (1)

Το πολυιμίδιο, το πολυμερές υλικό, έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητικών ινστιτούτων στην Κίνα και ορισμένες επιχειρήσεις έχουν αρχίσει επίσης να παράγουν - το δικό μας πολυϊμιδικό υλικό.
I. Επισκόπηση
Ως ειδικό υλικό μηχανικής, το πολυιμίδιο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αεροπορία, την αεροδιαστημική, τη μικροηλεκτρονική, το νανόμετρο, τους υγρούς κρυστάλλους, τη μεμβράνη διαχωρισμού, το λέιζερ και άλλους τομείς.Πρόσφατα, οι χώρες απαριθμούν την έρευνα, την ανάπτυξη και τη χρήση τουπολυιμίδιοως ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα πλαστικά μηχανικής του 21ου αιώνα.Το πολυιμίδιο, λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών του στην απόδοση και τη σύνθεση, είτε χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό είτε ως λειτουργικό υλικό, οι τεράστιες προοπτικές εφαρμογής του έχουν αναγνωριστεί πλήρως και είναι γνωστό ως «ειδικός επίλυσης προβλημάτων» ), και πιστεύει ότι «χωρίς πολυιμίδιο, δεν θα υπήρχε τεχνολογία μικροηλεκτρονικής σήμερα».

Δεύτερον, η απόδοση του πολυιμιδίου
1. Σύμφωνα με τη θερμοβαρυμετρική ανάλυση του πλήρως αρωματικού πολυιμιδίου, η θερμοκρασία αποσύνθεσής του είναι γενικά γύρω στους 500°C.Το πολυιμίδιο που συντίθεται από διφαινυλ διανυδρίδιο και π-φαινυλενοδιαμίνη έχει θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης 600°C και είναι ένα από τα πιο θερμικά σταθερά πολυμερή μέχρι στιγμής.
2. Το πολυιμίδιο μπορεί να αντέξει σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, όπως σε υγρό ήλιο στους -269°C, δεν θα είναι εύθραυστο.
3. Πολυιμίδιοέχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.Η αντοχή σε εφελκυσμό των μη γεμισμένων πλαστικών είναι πάνω από 100Mpa, η μεμβράνη (Kapton) του πολυιμιδίου ομοφαινυλενίου είναι πάνω από 170Mpa και το πολυϊμίδιο τύπου διφαινυλίου (UpilexS) έως τα 400Mpa.Ως πλαστικό μηχανικής, η ποσότητα του ελαστικού φιλμ είναι συνήθως 3-4Gpa και η ίνα μπορεί να φτάσει τα 200Gpa.Σύμφωνα με θεωρητικούς υπολογισμούς, η ίνα που συντίθεται από φθαλικό ανυδρίτη και π-φαινυλενοδιαμίνη μπορεί να φτάσει τα 500 Gpa, δεύτερη μετά τις ίνες άνθρακα.
4. Ορισμένες ποικιλίες πολυιμιδίου είναι αδιάλυτες σε οργανικούς διαλύτες και σταθερές στα αραιωμένα οξέα.Οι γενικές ποικιλίες δεν είναι ανθεκτικές στην υδρόλυση.Αυτό το φαινομενικά μειονέκτημα κάνει το πολυιμίδιο διαφορετικό από άλλα πολυμερή υψηλής απόδοσης.Το χαρακτηριστικό είναι ότι η πρώτη ύλη διανυδρίτης και διαμίνης μπορούν να ανακτηθούν με αλκαλική υδρόλυση.Για παράδειγμα, για το φιλμ Kapton, το ποσοστό ανάκτησης μπορεί να φτάσει το 80%-90%.Η αλλαγή της δομής μπορεί επίσης να πάρει αρκετά ανθεκτικές στην υδρόλυση ποικιλίες, όπως αντοχή στους 120 ° C, 500 ώρες βρασμού.
5. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του πολυιμιδίου είναι 2×10-5－3×10-5℃, το θερμοπλαστικό πολυιμίδιο Guangcheng είναι 3×10-5℃, ο τύπος διφαινυλίου μπορεί να φτάσει 10-6℃, οι μεμονωμένες ποικιλίες μπορούν να είναι έως και 10- 7°C.
6. Το πολυιμίδιο έχει υψηλή αντίσταση στην ακτινοβολία και η μεμβράνη του έχει ρυθμό συγκράτησης αντοχής 90% μετά από γρήγορη ακτινοβολία ηλεκτρονίων 5×109 rad.
7. Πολυιμίδιοέχει καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, με διηλεκτρική σταθερά περίπου 3,4.Με την εισαγωγή φθορίου ή τη διασπορά νανομέτρων αέρα σε πολυιμίδιο, η διηλεκτρική σταθερά μπορεί να μειωθεί σε περίπου 2,5.Η διηλεκτρική απώλεια είναι 10-3, η διηλεκτρική αντοχή είναι 100-300KV/mm, το θερμοπλαστικό πολυιμίδιο Guangcheng είναι 300KV/mm, η αντίσταση όγκου είναι 1017Ω/cm.Αυτές οι ιδιότητες παραμένουν σε υψηλό επίπεδο σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και συχνοτήτων.
8. Το πολυιμίδιο είναι ένα αυτοσβενόμενο πολυμερές με χαμηλό ποσοστό καπνού.
9. Το πολυιμίδιο έχει πολύ μικρή εξάτμιση υπό εξαιρετικά υψηλό κενό.
10. Το πολυιμίδιο είναι μη τοξικό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή επιτραπέζιων σκευών και ιατρικών συσκευών και μπορεί να αντέξει σε χιλιάδες απολυμάνσεις.Ορισμένα πολυϊμίδια έχουν επίσης καλή βιοσυμβατότητα, για παράδειγμα, είναι μη αιμολυτικά στη δοκιμή συμβατότητας αίματος και μη τοξικά στη δοκιμή κυτταροτοξικότητας in vitro.

3. Πολλαπλοί τρόποι σύνθεσης:
Υπάρχουν πολλά είδη και μορφές πολυϊμιδίου, και υπάρχουν πολλοί τρόποι για να το συνθέσετε, ώστε να μπορεί να επιλεγεί σύμφωνα με διάφορους σκοπούς εφαρμογής.Αυτό το είδος ευελιξίας στη σύνθεση είναι επίσης δύσκολο να διαθέτουν άλλα πολυμερή.

1. Πολυιμίδιοσυντίθεται κυρίως από διβασικούς ανυδρίτες και διαμίνες.Αυτά τα δύο μονομερή συνδυάζονται με πολλά άλλα ετεροκυκλικά πολυμερή, όπως πολυβενζιμιδαζόλη, πολυβενζιμιδαζόλη, πολυβενζοθειαζόλη, πολυκινόνη Σε σύγκριση με μονομερή όπως η φαινολίνη και η πολυκινολίνη, η πηγή των πρώτων υλών είναι μεγάλη και η σύνθεση είναι επίσης σχετικά εύκολη.Υπάρχουν πολλά είδη διανυδριδίων και διαμινών και πολυιμίδια με διαφορετικές ιδιότητες μπορούν να ληφθούν με διαφορετικούς συνδυασμούς.
2. Το πολυιμίδιο μπορεί να πολυσυμπυκνωθεί σε χαμηλή θερμοκρασία με διανυδρίτη και διαμίνη σε έναν πολικό διαλύτη, όπως DMF, DMAC, NMP ή μικτός διαλύτης THE/μεθανόλης, για να ληφθεί διαλυτό πολυαμικό οξύ, μετά από σχηματισμό φιλμ ή περιδίνηση Θέρμανση στους 300°C περίπου για αφυδάτωση και κυκλοποίηση σε πολυιμίδιο.οξικός ανυδρίτης και καταλύτες τριτοταγούς αμίνης μπορούν επίσης να προστεθούν στο πολυαμικό οξύ για χημική αφυδάτωση και κυκλοποίηση για να ληφθεί διάλυμα και σκόνη πολυιμιδίου.Η διαμίνη και ο διανυδρίτης μπορούν επίσης να θερμανθούν και να πολυσυμπυκνωθούν σε διαλύτη υψηλού σημείου βρασμού, όπως ένας φαινολικός διαλύτης, για να ληφθεί πολυιμίδιο σε ένα στάδιο.Επιπλέον, πολυιμίδιο μπορεί επίσης να ληφθεί από την αντίδραση εστέρα διβασικού οξέος και διαμίνης.Μπορεί επίσης να μετατραπεί από πολυαμικό οξύ σε πολυϊσοϊμίδιο πρώτα και μετά σε πολυιμίδιο.Όλες αυτές οι μέθοδοι προσφέρουν ευκολία στην επεξεργασία.Η πρώτη ονομάζεται μέθοδος PMR, η οποία μπορεί να αποκτήσει διάλυμα χαμηλού ιξώδους, υψηλού στερεού και έχει ένα παράθυρο με χαμηλό ιξώδες τήγματος κατά την επεξεργασία, το οποίο είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την κατασκευή σύνθετων υλικών.η τελευταία αυξάνεται Προκειμένου να βελτιωθεί η διαλυτότητα, δεν απελευθερώνονται ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους κατά τη διαδικασία μετατροπής.
3. Εφόσον η καθαρότητα του διανυδρίτη (ή τετραοξέος) και της διαμίνης είναι κατάλληλη, ανεξάρτητα από τη μέθοδο πολυσυμπύκνωσης που χρησιμοποιείται, είναι εύκολο να ληφθεί ένα αρκετά υψηλό μοριακό βάρος και το μοριακό βάρος μπορεί εύκολα να ρυθμιστεί προσθέτοντας μονάδα ανυδρίτη ή μονάδα αμίνης.
4. Πολυσυμπύκνωση διανυδρίτη (ή τετραόξινου) και διαμίνης, εφόσον η μοριακή αναλογία φθάνει σε ισομοριακή αναλογία, η θερμική επεξεργασία στο κενό μπορεί να αυξήσει σημαντικά το μοριακό βάρος του στερεού προπολυμερούς χαμηλού μοριακού βάρους, βελτιώνοντας έτσι την επεξεργασία και το σχηματισμό σκόνης.Ελάτε βολικά.
5. Είναι εύκολο να εισαχθούν αντιδραστικές ομάδες στο άκρο ή στην αλυσίδα της αλυσίδας για να σχηματιστούν ενεργά ολιγομερή, λαμβάνοντας έτσι θερμοσκληρυνόμενο πολυιμίδιο.
6. Χρησιμοποιήστε την καρβοξυλομάδα σε πολυιμίδιο για να πραγματοποιήσετε εστεροποίηση ή σχηματισμό άλατος και εισαγάγετε φωτοευαίσθητες ομάδες ή αλκυλομάδες μακράς αλυσίδας για να λάβετε αμφιφιλικά πολυμερή, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη φωτοανθεκτικών ή να χρησιμοποιηθούν στην παρασκευή φιλμ LB.
7. Η γενική διαδικασία σύνθεσης πολυιμιδίου δεν παράγει ανόργανα άλατα, κάτι που είναι ιδιαίτερα ωφέλιμο για την παρασκευή μονωτικών υλικών.
8. Ο διανυδρίτης και η διαμίνη ως μονομερή είναι εύκολο να εξαχνωθούν υπό υψηλό κενό, επομένως είναι εύκολο να σχηματιστούνπολυιμίδιοφιλμ στα τεμάχια εργασίας, ειδικά σε συσκευές με ανώμαλες επιφάνειες, με εναπόθεση ατμών.