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常見問題

聚酰亞胺知多少

  • 作者:管理員
  • 發布時間:2023-06-13
  • 點擊:280


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聚酰亞胺(PI)

·綜合性能最佳的有機高分子材料之一

·既可以作為功能性材料,也可以作為結構性材料

·廣泛應用在航空航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領域

聚酰亞胺一般是二酐和二胺的縮聚物,主鏈上含有酰亞胺環(-CO-N-CO-)。

根據重復單元的化學結構,聚酰亞胺可以分為脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亞胺三種。根據鏈間相互作用力,可分為交聯型和非交聯型 。

合成途徑

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溶液縮聚法——反應物在溶劑中進行聚合的方法,可分為一步法、兩步法、三步法。

一步法


二酐和二胺在高沸點溶劑中直接聚合生成PI,即單體不經由聚酰胺酸(PAA),而縮聚和脫水環化過程同時進行,直接合成PI。

反應條件較溫和,需要選擇合適的溶劑。通常采用帶水劑進行共沸以脫去生成的水。

兩步法


先由二酐和二胺獲得前驅體PAA,再通過加熱或化學方法,分子內脫水閉環生成PI。

第一步反應時應將二酐以固態形式分批加入二胺溶液中,同時攪拌,必要時冷卻;第二步酰亞胺化反應,把PAA溶液進行梯度升溫,去除溶劑后,經脫水環化得PI。

三步法


經由聚異酰亞胺得到PI,方法新穎。PAA在脫水劑作用下,脫水環化而成聚異酰亞胺,然后在酸或堿等催化劑作用下異構化形成PI。

界面縮聚法

界面縮聚是指在兩種互不相容,分別溶有兩種單體溶液的界面附近進行縮聚反應。

將均苯四酰氯溶在二氯甲烷中,將二胺溶在水中,再把兩相混合進行界面聚合。

熔融縮聚法 

將單體,催化劑和分子質量調節劑沒入反應器中,加熱熔融并逐步形成高聚物的過程。一般只用于熱塑性PI的合成,局限性較大。

氣相沉積法 

主要用于制備PI薄膜,高溫下使二酐和二胺直接以氣流的形式輸送到混煉機內進行混煉,制成薄膜。需要高溫,合成有難度。

各項性能

01

耐高溫性能

由均苯四甲酸二酐和對苯二胺合成的聚酰亞胺,熱分解溫度達600℃,是迄今聚合物中熱穩定性最高的品種之一。

02

良好的介電性能

介電常數為3.4左右,引入氟,或將空氣納米尺寸分散在聚酰亞胺中,介電常數可以降到2.5左右。

03

機械性能優良

未填充的塑料的抗張強度都在100Mpa以上,作為工程塑料,彈性模量通常為3-4Gpa,纖維可達到200Gpa,據計算,均苯四甲酸二酐和對苯二胺合成的纖維可達 500Gpa,僅次于碳纖維。

04

其他

對稀酸穩定,耐低溫,耐輻射,無毒等等。

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聚酰亞胺薄膜

無色透明的含氟類PI薄膜在保持PI優良性能的同時還具有其它特性。氟原子電負性較大,可降低二胺的給電子性,以此抑制電子轉移絡合物的形成,提高光學性能; 同時氟原子體積較大,可增加分子間的自由體積,繼而提高聚酰亞胺材料的介電性能。色透明PI薄膜成為先進光電器件的理想選擇。

聚酰亞胺基復合材料

聚酰亞胺玻璃布層壓板采用合成的聚酰胺酸溶液浸漬玻璃纖維布,經一定工藝熱壓成型,經測試,室溫抗彎強 度 741 MPa,起始分解溫度近 600 ℃,具有十分優良的力學性能、熱學性能??捎糜谀透邷仉姎饨^緣材料(如 FPC 板等)、航空飛行器(如機翼等)的耐高溫結構件材料。

聚酰亞胺纖維 

將聚酰胺酸紡絲原液干噴濕紡的方 式來紡絲,經一定的操作工藝得到原絲,再將原絲經過高溫亞胺化、熱牽伸后可以制得的聚酰亞胺纖維,具有高致密性和高強度的優點。

江蘇奧神集團和東華大學對干法成形 PI 纖維進行了工程化探索,并以此為基礎首次在國際上成功建成投產具有自主知識產權的干法紡絲生產線。


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