Nagy teljesítményű anyag – poliimid (1)

A poliimid, a polimer anyagok mindenre kiterjedő terméke, számos kínai kutatóintézet érdeklődését felkeltette, és néhány vállalat elkezdte gyártani – saját poliimid anyagunkat.
I. Áttekintés
Speciális mérnöki anyagként a poliimidet széles körben használják a repülésben, az űrben, a mikroelektronikában, a nanométerben, a folyadékkristályban, az elválasztó membránban, a lézerben és más területeken.Az utóbbi időben az országok listázzák a kutatást, fejlesztést és felhasználástpoliimidmint a 21. század egyik legígéretesebb műszaki műanyaga.A poliimid kiemelkedő teljesítmény- és szintézistulajdonságai miatt, akár szerkezeti anyagként, akár funkcionális anyagként használják, hatalmas alkalmazási lehetőségeit teljes mértékben elismerték, és „problémamegoldó szakértőként” ( protion solver) ismerték. ), és úgy véli, hogy „poliimid nélkül ma nem létezne mikroelektronikai technológia”.

Másodszor, a poliimid teljesítménye
1. A teljesen aromás poliimid termogravimetriás analízise szerint bomlási hőmérséklete általában 500°C körül van.A bifenil-dianhidridből és p-fenilén-diaminból szintetizált poliimid hőbomlási hőmérséklete 600°C, és ez az egyik leghőstabilabb polimer eddig.
2. A poliimid rendkívül alacsony hőmérsékleten is ellenáll, például folyékony héliumban -269°C-on, nem lesz rideg.
3. poliimidkiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik.A töltetlen műanyagok szakítószilárdsága 100Mpa feletti, a homofenilén-poliimid film (Kapton) 170Mpa, a bifenil típusú poliimid (UpilexS) pedig 400Mpa feletti.Műszaki műanyagként a rugalmas film mennyisége általában 3-4Gpa, a szál pedig elérheti a 200Gpa-t.Elméleti számítások szerint a ftálsavanhidriddel és p-fenilén-diaminnal szintetizált szál elérheti az 500 Gpa-t, ami a szénszál után a második.
4. Egyes poliimid fajták nem oldódnak szerves oldószerekben, és híg savakkal szemben stabilak.Az általános fajták nem ellenállnak a hidrolízisnek.Ez a látszólagos hiányosság különbözteti meg a poliimidet a többi nagy teljesítményű polimertől.Jellemzője, hogy a dianhidrid és a diamin nyersanyag lúgos hidrolízissel kinyerhető.Például a Kapton filmnél a visszanyerési arány elérheti a 80-90%-ot.A szerkezet megváltoztatása meglehetősen hidrolízisálló fajtákat is kaphat, például ellenáll a 120 ° C-nak, 500 órányi forrásnak.
5. A poliimid hőtágulási együtthatója 2×10-5-3×10-5 ℃, a Guangcheng hőre lágyuló poliimid 3×10-5 ℃, a bifenil típus elérheti a 10-6 ℃-ot, az egyes fajták pedig akár 10- 7°C.
6. A poliimid nagy sugárzásállósággal rendelkezik, filmjének szilárdságmegtartási aránya 90% 5×109rad gyors elektronbesugárzás után.
7. poliimidjó dielektromos tulajdonságokkal rendelkezik, dielektromos állandója körülbelül 3,4.Fluor vagy diszpergált levegő nanométerek poliimidbe történő bevezetésével a dielektromos állandó körülbelül 2,5-re csökkenthető.A dielektromos veszteség 10-3, a dielektromos szilárdság 100-300KV/mm, a Guangcheng hőre lágyuló poliimid 300KV/mm, a térfogati ellenállás 1017Ω/cm.Ezek a tulajdonságok széles hőmérséklet- és frekvenciatartományban magas szinten maradnak.
8. A poliimid egy önkioltó polimer, alacsony füstöléssel.
9. A poliimidnek nagyon kevés a gázkibocsátása rendkívül nagy vákuumban.
10. A poliimid nem mérgező, étkészletek és orvosi eszközök készítésére használható, több ezer fertőtlenítést is kibír.Egyes poliimidek biokompatibilitása is jó, például nem hemolitikusak a vérkompatibilitási tesztben, és nem toxikusak az in vitro citotoxicitási tesztben.

3. A szintézis többféle módja:
A poliimidnek számos fajtája és formája létezik, szintetizálásának számos módja van, így különféle felhasználási célok szerint választható.A szintézis effajta rugalmassága más polimerek számára is nehezen elérhető.

1. poliimidfőként kétbázisú anhidridekből és diaminokból szintetizálják.Ezt a két monomert sok más heterociklusos polimerrel kombinálják, például polibenzimidazollal, polibenzimidazollal, polibenzotiazollal, polikinonnal. Az olyan monomerekhez képest, mint a fenolin és a polikinolin, széles a nyersanyagforrás, és a szintézis is viszonylag egyszerű.Sokféle dianhidrid és diamin létezik, és különböző kombinációkkal különböző tulajdonságú poliimidek állíthatók elő.
2. A poliimid alacsony hőmérsékleten polikondenzálható dianhidriddel és diaminnal poláris oldószerben, például DMF-ben, DMAC-ban, NMP-ben vagy THE/metanol kevert oldószerben, így oldható poliaminsavat kapunk filmképzés vagy centrifugálás után. Hevítés kb. dehidratálás és ciklizálás poliimiddé;ecetsavanhidrid és tercier amin katalizátorok is adhatók a poliaminsavhoz kémiai dehidratálás és ciklizálás céljából, így poliimid oldatot és port kapunk.A diamint és a dianhidridet szintén melegíthetjük és polikondenzálhatjuk magas forráspontú oldószerben, például fenolos oldószerben, hogy egy lépésben poliimidet kapjunk.Ezenkívül a poliimid kétbázisú sav-észter és diamin reakciójából is előállítható;poliaminsavból először poliizoimiddé, majd poliimiddé alakítható át.Ezek a módszerek mind megkönnyítik a feldolgozást.Az előbbit PMR-módszernek hívják, amellyel alacsony viszkozitású, nagy szilárdanyag-tartalmú oldatot lehet nyerni, és a feldolgozás során alacsony olvadékviszkozitású ablakkal rendelkezik, amely különösen alkalmas kompozit anyagok gyártására;ez utóbbi növekszik Az oldhatóság javítása érdekében az átalakulás során nem szabadulnak fel kis molekulatömegű vegyületek.
3. Mindaddig, amíg a dianhidrid (vagy tetrasav) és a diamin tisztasága minősített, függetlenül attól, hogy milyen polikondenzációs módszert alkalmazunk, könnyen lehet kellően nagy molekulatömeget elérni, és a molekulatömeg egyszerűen beállítható egységanhidrid, ill. egység amin.
4. A dianhidrid (vagy tetrasav) és a diamin polikondenzációja, mindaddig, amíg a mólarány eléri az ekvimoláris arányt, a vákuumban végzett hőkezelés nagymértékben növelheti a szilárd kis molekulatömegű prepolimer molekulatömegét, ezáltal javítva a feldolgozást és a porképzést.Gyere kényelmesen.
5. Könnyű reaktív csoportok bejuttatása a lánc végén vagy a láncon, hogy aktív oligomereket képezzenek, így hőre keményedő poliimidet kapjunk.
6. A poliimidben lévő karboxilcsoport felhasználása észterezéshez vagy sóképzéshez, valamint fényérzékeny csoportok vagy hosszú szénláncú alkilcsoportok beiktatása amfifil polimerek előállításához, amelyek felhasználhatók fotorezisztek előállítására vagy LB filmek előállítására.
7. A poliimid szintetizálásának általános eljárása nem termel szervetlen sókat, ami különösen előnyös szigetelőanyagok előállításánál.
8. A dianhidrid és a diamin, mint monomer, nagy vákuumban könnyen szublimálható, így könnyen képezhetőpoliimidfólia a munkadarabokon, különösen az egyenetlen felületű készülékeken gőzleválasztással.