Sebagai bahan kejuruteraan khas, polyimide telah digunakan secara meluas dalam penerbangan, aeroangkasa, mikroelektronik, nano, kristal cecair, membran pemisahan, laser dan bidang lain. Baru -baru ini, semua negara termasuk penyelidikan, pembangunan dan penggunaan polyimide sebagai salah satu plastik kejuruteraan yang paling menjanjikan pada abad ke -21. Polyimide, kerana ciri -ciri cemerlangnya dalam prestasi dan sintesis, sama ada sebagai bahan struktur atau sebagai bahan fungs Polyimide tidak akan mempunyai teknologi mikroelektronik hari ini.
Prestasi polyimide
1, polyimide semua-aromatik mengikut analisis thermogravimetric, permulaan suhu penguraian biasanya sekitar 500 ℃. Disintesis oleh biphenyl dianhydride dan p-phenylenediamine polyimide, suhu penguraian haba 600 ℃, setakat ini adalah salah satu kestabilan terma tertinggi polimer.
2, polyimide dapat menahan suhu yang sangat rendah, seperti -269 ℃ dalam helium cecair tidak akan rapuh.
3, polyimide mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, kekuatan tegangan plastik yang tidak terisi lebih daripada 100MPa, filem polyimide homobenzene (Kapton) selama lebih dari 170MPa, dan biphenyl polyimide (upilexs) sehingga 400mpa. Sebagai plastik kejuruteraan, jumlah filem elastik biasanya 3-4gpa, serat boleh sehingga 200gpa, menurut pengiraan teoritis, benzena dianhydride dan p-phenylenediamine disintesis sehingga 500gpa, kedua hanya untuk serat karbon.
4, beberapa jenis polyimide tidak larut dalam pelarut organik, kestabilan asid cair, jenis umum tidak terlalu tahan terhadap hidrolisis, ini seolah-olah menjadi kelemahan prestasi polyimide adalah berbeza dari polimer berprestasi tinggi yang lain, ciri yang hebat, , hidrolisis alkali boleh digunakan untuk memulihkan bahan mentah seperti dianhydride dan diamine, seperti untuk filem Kapton, kadar pemulihan sehingga 80% -90%. Tukar struktur juga boleh tahan terhadap jenis hidrolisis, seperti menahan 120 ℃, 500 jam mendidih.
5, pekali pengembangan haba polimida dalam 2 × 10-5-3 × 10-5 ° C, lebar ke dalam polyimide termoplastik 3 × 10-5 ° C, jenis biphenyl sehingga 10-6 ° C, jenis individu 10 -7 ° C.
6, polyimide mempunyai rintangan yang tinggi terhadap penyinaran, filemnya dalam 5 × 109rad kadar pengekalan kekuatan penyinaran elektron cepat 90%.
7, polyimide mempunyai sifat dielektrik yang baik, pemalar dielektrik 3.4 atau lebih, pengenalan saiz nanometer fluorin, atau udara yang tersebar di polyimide, pemalar dielektrik dapat dikurangkan kepada kira -kira 2.5. Kehilangan dielektrik 10-3, kekuatan dielektrik 100-300kV/mm, Guangcheng thermoplastic polyimide untuk 300kV/mm, rintangan isipadu 1017/cm. Ciri -ciri ini dalam pelbagai suhu dan julat kekerapan masih boleh dikekalkan pada tahap yang tinggi.
8, Polyimide adalah polimer yang memuji diri, kadar fuming yang rendah.
9, polyimide dalam vakum yang sangat tinggi di bawah sedikit kelebihan.
10, polyimide bukan toksik, boleh digunakan untuk mengeluarkan alat makan dan instrumen perubatan, dan menahan ribuan kali pensterilan. Terdapat beberapa polyimide juga mempunyai biokompatibiliti yang sangat baik, contohnya, dalam ujian keserasian darah untuk ujian sitotoksisiti in vitro untuk bukan toksik.
Pelbagai laluan pada sintesis:
Varieti polyimide, bentuk, dalam sintesis pelbagai cara, jadi anda boleh memilih mengikut pelbagai aplikasi, sintesis penyesuaian ini juga sukar untuk mempunyai polimer lain.
1, polyimide terutamanya disintesis oleh diianhydride dan diamine, kedua -dua monomer ini dan banyak polimer heterosiklik lain, seperti polybenzimidazole, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polyquimorpholine dan polyquinoline yang lain. . Dianhydride, varieti diamine, kombinasi yang berbeza boleh didapati dari pelbagai sifat polyimide.
2, polyimide boleh dianhydride dan diamine dalam pelarut polar, seperti DMF, DMAC, NMP atau pelarut bercampur / metanol pada polydensation suhu rendah pertama, untuk mendapatkan asid poliamido larut, filem atau berputar, dipanaskan hingga 300 ℃ ke dalam cincin ke dalam polyimide; juga boleh ditambah kepada asid poliamido anhidrida etanoik dan pemangkin amina tersier untuk siklisasi dehidrasi kimia, untuk mendapatkan larutan polyimide dan serbuk. Larutan polyimide dan serbuk. Diamine dan dianhydride juga boleh dipanaskan dalam pelarut titik mendidih yang tinggi, seperti polikondensasi pelarut fenolik, satu langkah untuk mendapatkan polyimide. Di samping itu, polyimide juga boleh diperolehi oleh tindak balas ester dibasic tetradentate dan diamine; Ia juga boleh diubah menjadi polyisoimide oleh asid poliamidoik terlebih dahulu, dan kemudian berubah menjadi polyimide. Kaedah ini mudah untuk diproses, bekas dipanggil kaedah PMR, boleh mendapatkan kelikatan yang rendah, penyelesaian pepejal yang tinggi, dalam pemprosesan tetingkap dengan kelikatan cair yang rendah, terutamanya sesuai untuk pembuatan bahan komposit; Yang terakhir meningkatkan kelarutan, dalam proses transformasi tidak melepaskan sebatian molekul yang rendah.
3, selagi kesucian dianhydride (atau tetraacid) dan diamine layak, tanpa mengira kaedah polikondensasi, mudah untuk mendapatkan berat molekul yang cukup tinggi, dan penambahan anhidrida kesatuan atau amina kesatuan juga boleh mudah mengawal berat molekul.
4, pemeluwapan dengan dianhydride (atau tetraacid) dan diamine, selagi ia mencapai nisbah molar kelas pertama, rawatan haba dalam vakum, berat molekul prepolimer berat molekul rendah pepejal dapat meningkat, dengan itu membawa kemudahan kepada kemudahan kepada pembentukan pemprosesan dan serbuk.
5, mudah untuk memperkenalkan kumpulan reaktif pada akhir rantai atau di rantai untuk membentuk oligomer reaktif, dengan itu memperoleh polyimide termoset.
6, menggunakan kumpulan karboksil dalam polyimide, esterification atau salting, pengenalan kumpulan fotosensitif atau alkil rantaian panjang untuk mendapatkan polimer amphiphilic, yang boleh didapati photoresist atau digunakan dalam penyediaan filem LB.
7, proses umum sintesis polyimide tidak menghasilkan garam bukan organik, yang sangat berfaedah untuk penyediaan bahan penebat.
8, sebagai monomer dianhydride dan diamine dalam vakum yang tinggi adalah mudah untuk disemai, jadi mudah untuk menggunakan kaedah pemendapan wap dalam bahan kerja, terutama permukaan yang tidak sekata peranti untuk membentuk filem polyimide.
Aplikasi Polyimide:
Hasil daripada polyimide di atas dalam prestasi dan kimia sintetik, dalam banyak polimer, sukar untuk mencari seperti polyimide mempunyai pelbagai aspek aplikasi, dan dalam setiap aspek ini telah menunjukkan prestasi yang sangat luar biasa.
1, Filem: Polyimide adalah salah satu komoditi terawal, yang digunakan untuk penebat slot motor dan bahan penggulungan kabel. Produk utama ialah Dupont Kapton, Ube Upilex Series dan Chung Yuan Apical. Filem polyimide telus boleh digunakan sebagai plat sokongan sel solar lembut.
2, salutan: digunakan sebagai penebat varnis untuk wayar elektromagnet, atau sebagai salutan tahan suhu tinggi.
3, Komposit Lanjutan: Digunakan dalam komponen aeroangkasa, pesawat dan roket. Ia adalah salah satu bahan struktur tahan suhu yang paling tinggi. Sebagai contoh, program pesawat supersonik Amerika Syarikat yang direka untuk kelajuan 2.4m, suhu permukaan penerbangan 177 ℃, keperluan hayat perkhidmatan 60,000h, telah dilaporkan bahawa 50% bahan struktur telah Dikenal pasti untuk polyimide termoplastik sebagai bahan komposit bertetulang serat karbon matriks, jumlah setiap pesawat adalah kira -kira 30T.
4, Serat: Modulus Keanjalan Kedua hanya untuk serat karbon, sebagai media suhu tinggi dan bahan penapisan bahan radioaktif dan kain peluru, kain api.
5, buih: digunakan sebagai bahan penebat suhu tinggi.
6, Plastik Kejuruteraan: Thermosetting dan Thermoplastic, Thermoplastic boleh dibentuk atau suntikan pencetakan atau pemindahan. Terutamanya digunakan untuk bahan pelinciran diri, pengedap, penebat dan struktur.
7, pelekat: digunakan sebagai pelekat struktur suhu tinggi. Pelekat Polyimide Guangcheng sebagai bahan penebat yang tinggi untuk komponen elektronik telah dihasilkan.
8, membran pemisahan: Digunakan untuk pelbagai pasangan gas, seperti hidrogen/nitrogen, nitrogen/oksigen, karbon dioksida/nitrogen atau metana, dan sebagainya, dari gas bahan mentah hidrokarbon udara dan alkohol untuk mengeluarkan air. Ia juga boleh digunakan sebagai membran penyejatan permeasi dan membran ultrafiltrasi. Oleh kerana haba polyimide dan rintangan pelarut organik, dalam pemisahan gas organik dan cecair adalah sangat penting.
9, Photoresist: Terdapat gel negatif dan positif, resolusi boleh mencapai tahap submicron. Dengan pigmen atau pewarna boleh digunakan untuk filem penapis warna, dapat memudahkan prosedur pemprosesan.
10, dalam peranti mikroelektronik: digunakan sebagai lapisan dielektrik untuk penebat interlayer, sebagai lapisan penampan dapat mengurangkan tekanan, meningkatkan hasil. Sebagai lapisan pelindung dapat mengurangkan kesan alam sekitar pada peranti, tetapi juga perisai A-zarah, untuk mengurangkan atau menghapuskan ralat lembut peranti (Softerror).
11, paparan kristal cecair dengan orientasi ejen penjajaran: Polyimide dalam TN-LCD, SHN-LCD, TFT-CD dan masa depan paparan kristal cecair ferroelektrik bahan ejen yang berorientasikan menduduki kedudukan yang sangat penting.
12, Bahan -bahan optik elektrik: Digunakan sebagai bahan gelombang pasif atau aktif, bahan suis optik, dan lain -lain, polimida yang mengandungi fluorin dalam julat panjang gelombang komunikasi untuk telus, polyimide sebagai matriks kromofor dapat meningkatkan kestabilan bahan.
Tinjauan:
Polyimide sebagai bahan polimer yang sangat menjanjikan telah diiktiraf sepenuhnya, dalam bahan penebat dan aplikasi bahan struktur sedang berkembang. Dalam bahan -bahan fungsional muncul, dan potensinya masih diterokai. Walau bagaimanapun, selepas 40 tahun pembangunan, ia belum lagi menjadi pelbagai yang lebih besar, sebab utama ialah, berbanding dengan polimer lain, kosnya masih terlalu tinggi. Oleh itu, salah satu arahan utama penyelidikan polyimide masa depan masih perlu dalam kaedah sintesis monomer dan pempolimeran untuk mencari cara untuk mengurangkan kos.
1, sintesis monomer: monomer polyimide adalah dua anhidrida (asid tetra) dan diamine. Kaedah sintesis diamine lebih matang, banyak diamines mempunyai bekalan komersial. Dianhydride adalah monomer yang lebih istimewa, selain digunakan sebagai ejen pengawetan untuk resin epoksi terutamanya digunakan dalam sintesis polyimide. Asid benzena tetracarboxylic dianhydride dan anhydride trimellitic boleh diekstrak daripada produk penapisan petroleum, minyak aromatik berat tetramethylbenzene dan trimethylbenzene dengan fasa gas dan fasa cecair dalam satu langkah. Dianhydrides penting lain, seperti diphenyl ketone dianhydride, biphenyl dianhydride, diphenyl eter dianhydride, dan hexafluorodianhydride telah disintesis oleh pelbagai kaedah, tetapi kosnya sangat mahal, contohnya, hexafluorhydyride dari hexafluorhyshyhyhyride. Institut Kimia Gunaan Changchun Akademi Sains Cina yang dibangunkan oleh O-xylene chlorinated, teroksida dan kemudian dipisahkan oleh isomerisasi boleh diperolehi dari anhydride 4-chlorophthalic yang tinggi dan anhydride 3-chlorophthalic, Satu siri dianhydride sebagai bahan mentah, dan potensi untuk mengurangkan kos banyak sintesis, adalah laluan yang berharga.
2, Proses pempolimeran: Penggunaan semasa proses polikondensasi dua langkah, satu langkah menggunakan pelarut titik mendidih yang tinggi, pelarut kutub bukan protonik lebih mahal, tetapi juga sukar untuk menyingkirkan, dan akhirnya perlu diproses pada tahap tinggi suhu. Kaedah PMR menggunakan pelarut alkohol murah. Polyimide termoplastik juga boleh menggunakan dianhydride dan diamine secara langsung dalam granulasi pempolimeran extruder, tidak lagi memerlukan pelarut, dapat meningkatkan kecekapan. Anhydride phthalic chlorinated tanpa dianhydride, secara langsung dan diamine, bisphenol, natrium sulfida atau pempolimeran monosulfur untuk mendapatkan polyimide adalah laluan sintetik yang paling ekonomik.
3, Pemprosesan: Penggunaan polyimide begitu luas, untuk pemprosesan juga pelbagai keperluan, seperti keseragaman tinggi filem, berputar, pemendakan fasa gas, litografi sub-mikron, kedalaman dinding lurus, kawasan besar , pengacuan besar, implantasi ion, pemesinan ketepatan laser, teknologi nano-hibridisasi, dan sebagainya untuk penggunaan polyimide untuk membuka dunia yang luas.
Dengan peningkatan teknologi pemprosesan sintetik dan pengurangan kos sintetik, sambil mempunyai sifat mekanik yang unggul, sifat penebat elektrik, polyimide termoplastik pasti akan menunjukkan peranannya yang lebih menonjol dalam bidang masa depan bahan. Dan polyimide termoplastik dan prosesnya yang baik dan lebih baik.
Contact Now