Το πολυϊμίδιο, το All - rounder σε πολυμερή υλικά, έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητικών ινστιτούτων στην Κίνα και ορισμένες επιχειρήσεις έχουν επίσης αρχίσει να παράγουν - το δικό μας υλικό πολυϊμιδίου.
I. Επισκόπηση
Ως ειδικό μηχανικό υλικό, το πολυϊμίδιο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αεροπορική, αεροδιαστημική, μικροηλεκτρονική, νανομέτρου, υγρού κρυστάλλου, μεμβράνη διαχωρισμού, λέιζερ και άλλα πεδία. Πρόσφατα, οι χώρες απαριθμούν την έρευνα, την ανάπτυξη και τη χρήση τουπολυϊμίδηως ένα από τα πιο ελπιδοφόρα μηχανικά πλαστικά στον 21ο αιώνα. Το πολυϊμίδιο, 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 "πρόβλημα επίλυσης του εμπειρογνώμονα" (Protion Solver) και πιστεύει ότι "χωρίς πολυϊμίδιο, δεν θα υπάρχει τεχνολογία μικροηλεκτρονικών".
Δεύτερον, η απόδοση του πολυϊμιδίου
1. Σύμφωνα με τη θερμοβαρυμετρική ανάλυση του πλήρως αρωματικού πολυϊμιδίου, η θερμοκρασία αποσύνθεσης είναι γενικά περίπου 500 ° C. Το πολυϊμίδιο που συντίθεται από το διφαινυλ dianhydride και το Ρ - φαινυλενοδιαμίνη έχει θερμοκρασία θερμικής αποσύνθεσης 600 ° C και είναι ένα από τα πιο θερμικά σταθερά πολυμερή μέχρι στιγμής.
2. Το πολυϊμίδιο μπορεί να αντέξει εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία, όπως σε υγρό ήλιο στους - 269 ° C, δεν θα είναι εύθραυστη.
3.Πολυϊμίδηέχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Η αντοχή εφελκυσμού των μη πλαστικών πλαστικών είναι πάνω από 100MPa, η μεμβράνη (Kapton) του πολυουμείου ομοφαινυλίου είναι πάνω από 170MPa και πολυϊμίδιο τύπου διφαινυλίου (UPILEXS) μέχρι 400MPa. Ως πλαστικό μηχανικής, η ποσότητα ελαστικής μεμβράνης είναι συνήθως 3 - 4GPA, και η ίνα μπορεί να φτάσει τα 200GPA. Σύμφωνα με τους θεωρητικούς υπολογισμούς, η ίνα που συντίθεται με φθαλικό ανυδρίτη και Ρ - φαινυλενοδιαμίνη μπορεί να φτάσει τα 500GPA, δεύτερη μόνο σε ίνες άνθρακα.
4. Ορισμένες ποικιλίες πολυϊμιδίου είναι αδιάλυτες σε οργανικούς διαλύτες και σταθερές σε αραιωμένα οξέα. Οι γενικές ποικιλίες δεν είναι ανθεκτικές στην υδρόλυση. Αυτό το φαινομενικά μειονέκτημα κάνει το πολυϊμίδιο διαφορετικό από άλλα πολυμερή υψηλής απόδοσης. Το χαρακτηριστικό είναι ότι η πρώτη ύλη Dianhydride και διαμίνη μπορούν να ανακτηθούν με αλκαλική υδρόλυση. Για παράδειγμα, για την ταινία Kapton, ο ρυθμός ανάκτησης μπορεί να φτάσει το 80%- 90%. Η αλλαγή της δομής μπορεί επίσης να πάρει αρκετά υδρόλυση - ανθεκτικές ποικιλίες, όπως αντέδρα 120 ° C, 500 ώρες βρασμού.
5. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του πολυϊμιδίου είναι 2 × 10 - 5－3 × 10 - 5 ℃, το θερμοπλαστικό πολυϊμίδιο Guangcheng είναι 3 × 10 - 5 ℃, ο διφαινυλικός τύπος μπορεί να φτάσει στις 10 - 6 ℃, οι μεμονωμένες ποικιλίες μπορεί να είναι μέχρι 10 - 7 ° C.
6. Το πολυϊμίδιο έχει υψηλή αντοχή στην ακτινοβολία και η μεμβράνη του έχει ποσοστό συγκράτησης αντοχής 90% μετά από ακτινοβολία γρήγορης ηλεκτρονίων 5 × 109RAD.
7.Πολυϊμίδηέχει καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, με διηλεκτρική σταθερά περίπου 3,4. Με την εισαγωγή φθορίου ή διασκορπισμένης νανόμετρων αέρα σε πολυϊμίδιο, 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 πολυομλικό πολυομοιίδιο Guangcheng είναι 300kV/mm, η αντίσταση όγκου είναι 1017Ω/cm. Αυτές οι ιδιότητες παραμένουν σε υψηλό επίπεδο σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών και κλίμακα συχνοτήτων.
8. Το πολυϊμίδιο είναι ένα πολυμερές σβήνοντας με χαμηλό ρυθμό καπνού.
9. Το πολυϊμίδιο έχει πολύ λίγη outgassing υπό εξαιρετικά υψηλό κενό.
10. Το πολυϊμίδιο είναι μη τοξικό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή επιτραπέζιων και ιατρικών συσκευών και μπορεί να αντέξει χιλιάδες απολυμαντικές. Ορισμένα πολυιμίδια έχουν επίσης καλή βιοσυμβατότητα, για παράδειγμα, δεν είναι αιμολυτικές στη δοκιμή συμβατότητας αίματος και μη τοξικά στη δοκιμή κυτταροτοξικότητας in vitro.
3. Πολλοί τρόποι σύνθεσης:
Υπάρχουν πολλά είδη και μορφές πολυϊμιδίου και υπάρχουν πολλοί τρόποι για να το συνθέσετε, έτσι ώστε να μπορεί να επιλεγεί σύμφωνα με διάφορους σκοπούς εφαρμογής. Αυτό το είδος ευελιξίας στη σύνθεση είναι επίσης δύσκολο για άλλα πολυμερή να κατέχουν.
1.Πολυϊμίδησυντίθεται κυρίως από διχασικούς ανυδρίτες και διαμίνες. Αυτά τα δύο μονομερή συνδυάζονται με πολλά άλλα ετεροκυκλικά πολυμερή, όπως η πολυβενζιμιδαζόλη, η πολυβενζιμιδαζόλη, η πολυβενζοθυζόλη, η πολυκινόνη σε σύγκριση με τα μονομερή όπως η φαινολίνη και η πολυκινολίνη, η πηγή πρώτων υλών είναι ευρεία και η σύνθεση είναι επίσης σχετικά εύκολη. Υπάρχουν πολλά είδη dianhydrides και διαμινών, και τα πολυϊμίδια με διαφορετικές ιδιότητες μπορούν να ληφθούν με διαφορετικούς συνδυασμούς.
2. Το πολυϊμίδιο μπορεί να πολυσυμπευχωθεί σε χαμηλή θερμοκρασία από dianhydride και διαμίνη σε πολικό διαλύτη, όπως DMF, DMAC, NMP ή με μικτό διαλύτη/μεθανόλης, για να ληφθεί διαλυτό πολυαμικό οξύ μετά από σχηματισμό φιλμ ή θέρμανση περιστροφής σε περίπου 300 ° C για την αφυδάτωση και την κυκλοποίηση σε πολυιμίδιο. Ο οξικός ανυδρίτης και οι καταλύτες τριτογενούς αμίνης μπορούν επίσης να προστεθούν στο πολυαμικό οξύ για χημική αφυδάτωση και κυκλοποίηση για να ληφθεί διάλυμα πολυϊμιδίου και σκόνης. Η διαμίνη και το dianhydride μπορούν επίσης να θερμαίνονται και να πολυσυμπύκονται σε διαλύτη υψηλού σημείου βρασμού, όπως φαινολικό διαλύτη, για να ληφθεί πολυϊμίδιο σε ένα βήμα. Επιπλέον, το πολυϊμίδιο μπορεί επίσης να ληφθεί από την αντίδραση εστέρα και διαμίνης διβασικού οξέος. Μπορεί επίσης να μετατραπεί πρώτα από πολυαμικό οξύ σε πολυισοιμίδιο πρώτα και στη συνέχεια σε πολυιμίδιο. Αυτές οι μέθοδοι φέρνουν ευκολία στην επεξεργασία. Η πρώτη ονομάζεται μέθοδος PMR, η οποία μπορεί να αποκτήσει χαμηλό ιξώδες, υψηλό στερεό διάλυμα, και έχει ένα παράθυρο με χαμηλό ιξώδες τήγμα κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, το οποίο είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την κατασκευή σύνθετων υλικών. Οι τελευταίες αυξάνονται προκειμένου να βελτιωθεί η διαλυτότητα, δεν απελευθερώνονται χαμηλές μοριακές ενώσεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετατροπής.
3. Εφόσον η καθαρότητα του dianhydride (ή του τετραακίου) και της διαμίνης είναι εξειδικευμένη, ανεξάρτητα από τη μέθοδο πολυπαυτηρισμού, είναι εύκολο να ληφθεί ένα επαρκώς υψηλό μοριακό βάρος και το μοριακό βάρος μπορεί εύκολα να ρυθμιστεί με την προσθήκη ανυδρίτης μονάδας ή μονάδας αμίνης.
4. Πολυοντανίωση του διανυδρίτη (ή τετραακιδίου) και διαμίνης, εφόσον η μοριακή αναλογία φτάνει σε ισομοριακή αναλογία, η θερμική επεξεργασία σε κενό μπορεί να αυξήσει σημαντικά το μοριακό βάρος του συμπιολεξίου στερεού χαμηλού μοριακού βάρους, βελτιώνοντας έτσι την επεξεργασία και τη σχηματισμό σκόνης. Έρχονται βολικά.
5. Είναι εύκολο να εισαχθούν αντιδραστικές ομάδες στο άκρο ή αλυσίδα αλυσίδας για να σχηματίσουν ενεργά ολιγομερή, λαμβάνοντας έτσι θερμοθετικό πολυϊμίδιο.
6. Χρησιμοποιήστε την καρβοξυλική ομάδα σε πολυϊμίδιο για να πραγματοποιήσετε εστεροποίηση ή σχηματισμό αλατιού και να εισαγάγετε ομάδες φωτοευαισθητικών ή μακρές αλκυλικές ομάδες αλυσίδας για να αποκτήσετε αμφίφιλα πολυμερή, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ληφθούν φωτοατοικίες ή να χρησιμοποιηθούν στην παρασκευή ταινιών LB.
7. Η γενική διαδικασία σύνθεσης πολυϊμιδίου δεν παράγει ανόργανα άλατα, τα οποία είναι ιδιαίτερα ευεργετικά για την παρασκευή μονωτικών υλικών.
8. Το dianhydride και η διαμίνη, καθώς τα μονομερή είναι εύκολο να εξαγνιστούν κάτω από υψηλό κενό, οπότε είναι εύκολο να σχηματιστείπολυϊμίδηΤαινία σε τεμάχια εργασίας, ειδικά σε συσκευές με ανομοιογενείς επιφάνειες, με εναπόθεση ατμών.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ - 06 - 2023