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聚酰亚胺pi的性能、合成方法及种类

作者:聚酰亚胺pi 发布时间:2022-06-27 14:52:12点击:103

聚酰亚胺(PI)是20新世纪50时代快速发展下去的耐温性较高的一类纤维材料,一般指碳链上带有酰亚胺环(-C-O-NH-CO-)的一类高聚物。

性能特性

因为聚酰亚胺构造中含有十分平稳的芳杂环化合物,有着很多出色的性能:

(1)耐温性

聚酰亚胺具备极强的耐温性,TGA热重分析表明聚酰亚胺分解温度可以达到500℃—600℃,是目前最稳定的高聚物之一。

(2)抗低温

聚酰亚胺原材料具备耐低温特点,即便在低温的液态氮中,不容易脆裂,仍能保证一定的冲击韧性。

(3)优良的结构力学性能

均苯型聚酰亚胺塑料薄膜(Kapton)的抗拉强度为170MPa、拉伸模量为3.0GPa,而过氧化苯甲型聚酰亚胺的抗拉强度做到400MPa、拉伸模量为3-4GPa,提高之后可超过200GPa。

(4)优良的规格可靠性

聚酰亚胺原材料具备极低的热膨胀系数,热膨胀系数一般在2×105~3×10-5/℃,过氧化苯甲型聚酰亚胺的热膨胀系数在1×10-6/℃,某些商品热膨胀系数可1×10-7/℃,与金属的热膨胀系数贴近。恰好是这类低热膨胀系数的特点,PI可运用于软性印刷线路板的生产制造。

(5)优良的电极化及绝缘性能

聚酰亚胺原材料的导热系数一般在3.0~3.6中间,当引进氟原子或将纳米的气体分散化在其中时,相对介电常数可降到2.5~2.7中间,乃至更低。介质损耗在1×10-3上下,体积电阻率在100~300Kv/mm、容积电阻器为1*1017Ω.cm。这类低导热系数的聚酰亚胺在电子光学领域做为封装材料、绝缘层材料的应用带来了确保。

(6)优良的耐辐射源性能

聚酰亚胺原材料在持续高温、高真空及辐照度下平稳,挥发性有机物少。

(7)优良的有机化学可靠性

一般聚酰亚胺不溶解于常见有机溶液,普遍的可溶聚酰亚胺也只是融解在一些特殊的正负极有机溶液中,但聚酰亚胺与其他芬芳高聚物一样,不抗硫酸、浓硫酸及卤素灯泡。聚酰亚胺对稀碱有很强的耐水解性能,对氧化物、氧化剂的可靠性也比较高,特别是在高温下,其可靠性尤其突显。但一般的种类不抗水解,特别是偏碱水解。

(8)优良的阻燃等级

聚酰亚胺是自熄型高聚物,散烟率极低,持续高温点燃后的残碳率经常在50%左右,是一种较好的阻热剂及无卤阻燃剂。

(9)无毒性及相溶性

聚酰亚胺无毒性,且一些聚酰亚胺还具备非常好的相溶性。聚酰亚胺可以用来生产制造厨具及医疗机械,可经得住上百次的消毒杀菌。

(10)聚酰亚胺也是有它缺陷:传统式的聚酰亚胺不熔不溶,无法生产加工;做成塑料薄膜硬、脆、抗压强度不太好;用以微电子技术工业生产时,其热膨胀系数不太好;用以光纤通信工业生产,透光性差;与此同时,其粘合性也不是很好。

合成方法

聚酰亚胺的合成方法能够分成两类,类是在汇聚情况下或在生物大分子反映中产生酰亚胺环;第二类要以带有酰亚胺环的单个生成聚酰亚胺。

类合成方法主要包含:由二酐和二胺反映产生聚酰亚胺;由四元酸和二元胺反映产生聚酰亚胺;由四元酸的二元酯和二元胺反映得到聚酰亚胺,由二酐和二异氰酸酯反映得到聚酰亚胺等。

在第二类合成方法中,几乎所有通用性的加聚反应都已被用于由带酰亚胺环的单个生成各种各样带酰亚胺环的高聚物,如聚脂酰亚胺、丙烯酸树脂酰亚胺、聚碳酸酰亚胺、聚氨基甲酸酯酰亚胺等。

类型

依据重复单元的化学结构,聚酰亚胺能够分成脂环族、半芳族和芳香族聚酰亚胺3种。依据热特性,可分成热固性塑料(包含真正意义上的热固性塑料和假热塑性)与热固性塑料2种。

热固性塑料聚酰亚胺在升温时能产生移动形变,制冷后还可以维持一定样子。在一定温度范围内,能不断加温变软和制冷硬底化。选用二苯醚四羧基酐与芬芳二胺反映获得的醚酐型聚酰亚胺归属于该类,在390℃时可橡塑制品数次。

热固性塑料聚酰亚胺次升温时能够变软流动性,加温到一定环境温度,造成化学变化——化学交联干固而发硬,这些改变是不可逆的,自此,再一次加温时,已不能再变松流动性了。

热固性塑料聚酰亚胺通常是由顶端含有不饱和脂肪官能团的低溶解度聚酰亚胺或聚酰胺酸,运用时再根据不饱和脂肪端基开展汇聚。按封端剂和合成方法的不一样,关键分成双马来西亚酰亚胺环氧树脂、PMR型聚酰亚胺环氧树脂、苯炔基封端聚酰亚胺环氧树脂、以不对称性二酐为基本的聚酰亚胺环氧树脂、亚胺化后可溶解的聚酰亚胺环氧树脂及其乙炔气体基封端聚酰亚胺环氧树脂。


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