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常見(jiàn)問(wèn)題

聚酰亞胺知多少

  • 作者:管理員
  • 發(fā)布時(shí)間:2023-06-13
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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(lǐng)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(huán)(-CO-N-CO-)。

根據重復單元的化學(xué)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(lián)型和非交聯(lián)型 。

合成途徑

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溶液縮聚法——反應物在溶劑中進(jìn)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(diǎn)溶劑中直接聚合生成PI,即單體不經(jīng)由聚酰胺酸(PAA),而縮聚和脫水環(huán)化過(guò)程同時(shí)進(jìn)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(jìn)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(guò)加熱或化學(xué)方法,分子內脫水閉環(huán)生成PI。

第一步反應時(shí)應將二酐以固態(tài)形式分批加入二胺溶液中,同時(shí)攪拌,必要時(shí)冷卻;第二步酰亞胺化反應,把PAA溶液進(jìn)行梯度升溫,去除溶劑后,經(jīng)脫水環(huán)化得PI。

三步法


經(jīng)由聚異酰亞胺得到PI,方法新穎。PAA在脫水劑作用下,脫水環(huán)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(jìn)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(jìn)行界面聚合。

熔融縮聚法 

將單體,催化劑和分子質(zhì)量調節劑沒(méi)入反應器中,加熱熔融并逐步形成高聚物的過(guò)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(jìn)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(yōu)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(wú)毒等等。

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聚酰亞胺薄膜

無(wú)色透明的含氟類(lèi)PI薄膜在保持PI優(yōu)良性能的同時(shí)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(luò )合物的形成,提高光學(xué)性能; 同時(shí)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。無(wú)色透明PI薄膜成為先進(jìn)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(jīng)一定工藝熱壓成型,經(jīng)測試,室溫抗彎強 度 741 MPa,起始分解溫度近 600 ℃,具有十分優(yōu)良的力學(xué)性能、熱學(xué)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(lái)紡絲,經(jīng)一定的操作工藝得到原絲,再將原絲經(jīng)過(guò)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(yōu)點(diǎn)。

江蘇奧神集團和東華大學(xué)對干法成形 PI 纖維進(jìn)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(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權的干法紡絲生產(chǎn)線(xiàn)。


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