Полиимидът, универсалният продукт в полимерните материали, събуди интереса на много изследователски институти в Китай, а някои предприятия също започнаха да произвеждат – наш собствен полиимиден материал.
I. Преглед
Като специален инженерен материал, полиимидът е широко използван в авиацията, космическата техника, микроелектрониката, нанометъра, течните кристали, разделителната мембрана, лазера и други области.Напоследък страните изброяват изследванията, развитието и използването наполиимидкато една от най-обещаващите инженерни пластмаси през 21 век.Полиимидът, поради неговите изключителни характеристики в производителността и синтеза, независимо дали се използва като структурен материал или като функционален материал, огромните му перспективи за приложение са напълно признати и той е известен като „експерт по решаване на проблеми“ ( protion solver ) и вярва, че „без полиимид днес нямаше да има микроелектронна технология“.
Второ, ефективността на полиимида
1. Според термогравиметричния анализ на напълно ароматен полиимид, неговата температура на разлагане обикновено е около 500°C.Полиимидът, синтезиран от бифенил дианхидрид и р-фенилендиамин, има температура на термично разлагане от 600°C и е един от най-термично стабилните полимери досега.
2. Полиимидът може да издържи на изключително ниска температура, като например в течен хелий при -269°C, той няма да бъде крехък.
3. Полиимидима отлични механични свойства.Якостта на опън на пластмаси без пълнеж е над 100Mpa, филмът (Kapton) от хомофенилен полиимид е над 170Mpa, а полиимид от бифенилен тип (UpilexS) до 400Mpa.Като инженерна пластмаса количеството еластичен филм обикновено е 3-4Gpa, а влакното може да достигне 200Gpa.Според теоретичните изчисления, влакното, синтезирано от фталов анхидрид и р-фенилендиамин, може да достигне 500Gpa, на второ място след въглеродните влакна.
4. Някои разновидности на полиимид са неразтворими в органични разтворители и стабилни на разредени киселини.Общите сортове не са устойчиви на хидролиза.Този привиден недостатък прави полиимида различен от другите полимери с висока производителност.Характерното е, че суровината дианхидрид и диамин могат да бъдат възстановени чрез алкална хидролиза.Например, за Kapton филм степента на възстановяване може да достигне 80% -90%.Промяната на структурата също може да получи доста устойчиви на хидролиза сортове, като издържат на 120 ° C, 500 часа кипене.
5. Коефициентът на термично разширение на полиимида е 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, термопластичният полиимид Guangcheng е 3 × 10-5 ℃, бифенилният тип може да достигне 10-6 ℃, отделните разновидности могат да бъдат до 10- 7°C.
6. Полиимидът има висока устойчивост на радиация и неговият филм има степен на задържане на якост от 90% след 5 × 109rad бързо електронно облъчване.
7. Полиимидима добри диелектрични свойства, с диелектрична константа около 3,4.Чрез въвеждане на флуор или диспергиране на въздушни нанометри в полиимид, диелектричната константа може да бъде намалена до около 2,5.Диелектрична загуба е 10-3, диелектрична якост е 100-300KV/mm, термопластичен полиимид Guangcheng е 300KV/mm, обемно съпротивление е 1017Ω/cm.Тези свойства остават на високо ниво в широк температурен и честотен диапазон.
8. Полиимидът е самозагасващ се полимер с ниска степен на дим.
9. Полиимидът има много слабо отделяне на газове при изключително висок вакуум.
10. Полиимидът е нетоксичен, може да се използва за производство на съдове и медицински уреди и може да издържи хиляди дезинфекции.Някои полиимиди също имат добра биосъвместимост, например те са нехемолитични при теста за съвместимост на кръвта и нетоксични при in vitro теста за цитотоксичност.
3. Множество начини за синтез:
Има много видове и форми на полиимид и има много начини за синтезирането му, така че може да бъде избран според различни цели на приложение.Този вид гъвкавост в синтеза също е трудно да притежават други полимери.
1. Полиимидсе синтезира главно от двуосновни анхидриди и диамини.Тези два мономера се комбинират с много други хетероциклични полимери, като полибензимидазол, полибензимидазол, полибензотиазол, полихинон. В сравнение с мономери като фенолин и полихинолин, източникът на суровини е широк и синтезът също е относително лесен.Има много видове дианхидриди и диамини и полиимиди с различни свойства могат да бъдат получени чрез различни комбинации.
2. Полиимидът може да бъде поликондензиран при ниска температура чрез дианхидрид и диамин в полярен разтворител, като DMF, DMAC, NMP или смесен разтворител THE/метанол, за да се получи разтворима полиаминова киселина, след образуване на филм или центрофугиране Нагряване до около 300°C за дехидратация и циклизиране в полиимид;оцетен анхидрид и третичен амин катализатори също могат да бъдат добавени към полиаминова киселина за химическа дехидратация и циклизиране за получаване на полиимиден разтвор и прах.Диаминът и дианхидридът могат също да бъдат нагрявани и поликондензирани в разтворител с висока точка на кипене, като фенолен разтворител, за да се получи полиимид в един етап.В допълнение, полиимидът може също да бъде получен от реакцията на естер на двуосновна киселина и диамин;може също така да се преобразува от полиаминова киселина първо в полиизоимид и след това в полиимид.Всички тези методи осигуряват удобство при обработката.Първият се нарича PMR метод, който може да получи нисък вискозитет, висок твърд разтвор и има прозорец с нисък вискозитет на стопилка по време на обработката, което е особено подходящо за производството на композитни материали;последното се увеличава. За да се подобри разтворимостта, по време на процеса на превръщане не се отделят нискомолекулни съединения.
3. Докато чистотата на дианхидрид (или тетракиселина) и диамин е квалифицирана, без значение какъв метод на поликондензация се използва, лесно е да се получи достатъчно високо молекулно тегло и молекулното тегло може лесно да се регулира чрез добавяне на единица анхидрид или единица амин.
4. Поликондензация на дианхидрид (или тетракиселина) и диамин, докато моларното съотношение достигне еквимоларно съотношение, термичната обработка във вакуум може значително да увеличи молекулното тегло на твърдия преполимер с ниско молекулно тегло, като по този начин подобрява обработката и образуването на прах.Ела удобно.
5. Лесно е да се въведат реактивни групи в края на веригата или веригата, за да се образуват активни олигомери, като по този начин се получава термореактивен полиимид.
6. Използвайте карбоксилната група в полиимида за извършване на естерификация или образуване на сол и въведете фоточувствителни групи или дълговерижни алкилови групи за получаване на амфифилни полимери, които могат да се използват за получаване на фоторезисти или да се използват при получаването на LB филми.
7. Общият процес на синтезиране на полиимид не произвежда неорганични соли, което е особено полезно за получаването на изолационни материали.
8. Дианхидридът и диаминът като мономери са лесни за сублимиране под висок вакуум, така че е лесно да се образуватполиимидфилм върху детайли, особено устройства с неравни повърхности, чрез отлагане на пари.
Време на публикуване: 06 февруари 2023 г