Suure jõudlusega materjal – polüimiid (1)

Polüimiid, polümeermaterjalide universaalne toode, on äratanud huvi paljudes Hiina uurimisinstituutides ja mõned ettevõtted on hakanud ka tootma – meie oma polüimiidmaterjali.
I. Ülevaade
Spetsiaalse insenerimaterjalina on polüimiidi laialdaselt kasutatud lennunduses, lennunduses, mikroelektroonikas, nanomeetrites, vedelkristallides, eraldusmembraanides, laseris ja muudes valdkondades.Hiljuti loetlevad riigid selle uurimist, arendust ja kasutamistpolüimiidkui 21. sajandi üks lootustandvamaid insenerplaste.Polüimiid, tänu oma silmapaistvatele jõudlusele ja sünteesiomadustele, olenemata sellest, kas seda kasutatakse konstruktsioonimaterjalina või funktsionaalse materjalina, on selle tohutud kasutusvõimalused täielikult tunnustatud ja seda tuntakse kui "probleemide lahendamise asjatundjat" (protion solver). ) ja usub, et "ilma polüimiidita poleks tänapäeval mikroelektroonikatehnoloogiat".

Polüimiidkile 2

Teiseks polüimiidi jõudlus
1. Täielikult aromaatse polüimiidi termogravimeetrilise analüüsi kohaselt on selle lagunemistemperatuur üldiselt umbes 500 °C.Bifenüüldianhüdriidist ja p-fenüleendiamiinist sünteesitud polüimiidi termilise lagunemise temperatuur on 600°C ja see on seni üks termiliselt stabiilsemaid polümeere.
2. Polüimiid talub äärmiselt madalat temperatuuri, näiteks vedelas heeliumis temperatuuril -269 °C, see ei ole rabe.
3. Polüimiidon suurepärased mehaanilised omadused.Täitmata plastide tõmbetugevus on üle 100Mpa, homofenüleenpolüimiidi kile (Kapton) üle 170Mpa ja bifenüültüüpi polüimiidi (UpilexS) kuni 400Mpa.Tehnilise plastina on elastse kile kogus tavaliselt 3-4Gpa ja kiud võib ulatuda 200Gpa-ni.Teoreetiliste arvutuste kohaselt võib ftaalanhüdriidi ja p-fenüleendiamiini sünteesitud kiud jõuda 500 Gpa-ni, jäädes alla ainult süsinikkiule.
4. Mõned polüimiidisordid ei lahustu orgaanilistes lahustites ja on stabiilsed lahjendatud hapete suhtes.Üldsordid ei ole hüdrolüüsi suhtes vastupidavad.See näiline puudus muudab polüimiidi teistest suure jõudlusega polümeeridest erinevaks.Iseloomulik on see, et toormaterjali dianhüdriidi ja diamiini saab eraldada aluselise hüdrolüüsi teel.Näiteks Kaptoni kile puhul võib taastumismäär ulatuda 80%-90%.Struktuuri muutmine võib saada ka üsna hüdrolüüsikindlaid sorte, näiteks taluma 120 ° C, 500 tundi keemist.
5. Polüimiidi soojuspaisumise koefitsient on 2 × 10–5–3 × 10–5 ℃, Guangchengi termoplastne polüimiidi 3 × 10–5 ℃, bifenüüli tüüp võib ulatuda 10–6 ℃, üksikud sordid võivad olla kuni 10– 7°C.
6. Polüimiidil on kõrge kiirguskindlus ja selle kile tugevuse säilivus on pärast 5 × 109rad kiiret elektronkiirgust 90%.
7. Polüimiidon heade dielektriliste omadustega, dielektrilise konstandiga umbes 3,4.Fluori lisamisega või õhu nanomeetrite hajutamisega polüimiidi saab dielektrilist konstanti vähendada umbes 2,5-ni.Dielektriline kadu on 10-3, dielektriline tugevus on 100-300 KV / mm, Guangchengi termoplastne polüimiid on 300 KV / mm, mahutakistus on 1017 Ω / cm.Need omadused püsivad kõrgel tasemel laias temperatuuri- ja sagedusvahemikus.
8. Polüimiid on madala suitsukiirusega isekustuv polümeer.
9. Polüimiidi eraldumine väga kõrges vaakumis on väga väike.
10. Polüimiid on mittetoksiline, seda saab kasutada lauanõude ja meditsiiniseadmete valmistamiseks ning talub tuhandeid desinfitseerimisi.Mõned polüimiidid on ka hea biosobivusega, näiteks on nad mittehemolüütilised veresobivuse testis ja mittetoksilised in vitro tsütotoksilisuse testis.

Polüimiidkile 3

3. Mitmed sünteesiviisid:
Polüimiidi on palju liike ja vorme ning selle sünteesimiseks on palju võimalusi, nii et seda saab valida vastavalt erinevatele kasutuseesmärkidele.Sellist sünteesi paindlikkust on raske omada ka teistel polümeeridel.

1. Polüimiidsünteesitakse peamiselt kahealuselistest anhüdriididest ja diamiinidest.Need kaks monomeeri on kombineeritud paljude teiste heterotsükliliste polümeeridega, nagu polübensimidasool, polübensimidasool, polübensotiasool, polükinoon. Võrreldes monomeeridega, nagu fenoliin ja polükinoliin, on tooraine allikas lai ja ka süntees suhteliselt lihtne.Dianhüdriide ja diamiine on palju ning erinevate omadustega polüimiide ​​saab saada erinevate kombinatsioonide abil.
2. Polüimiidi saab polükondenseerida madalal temperatuuril dianhüdriidi ja diamiiniga polaarses lahustis, nagu DMF, DMAC, NMP või THE/metanooli segulahustis, et saada lahustuv polüamiinhape pärast kile moodustamist või tsentrifuugimist. Kuumutamine kuni umbes 300 °C. dehüdratsioon ja tsüklistamine polüimiidiks;äädikhappe anhüdriidi ja tertsiaarse amiini katalüsaatoreid võib lisada ka polüamiinhappele keemiliseks dehüdratsiooniks ja tsükliseerimiseks, et saada polüimiidi lahus ja pulber.Diamiini ja dianhüdriidi saab ka kuumutada ja polükondenseerida kõrge keemistemperatuuriga lahustis, näiteks fenoollahustis, et saada polüimiidi ühes etapis.Lisaks võib polüimiidi saada ka kahealuselise happe estri ja diamiini reaktsioonil;samuti saab selle muundada polüamiinhappest esmalt polüisoimiidiks ja seejärel polüimiidiks.Kõik need meetodid muudavad töötlemise mugavuse.Esimest nimetatakse PMR-meetodiks, mis võimaldab saada madala viskoossusega, kõrge tahke lahuse ja millel on töötlemise ajal madala sulamisviskoossusega aken, mis sobib eriti hästi komposiitmaterjalide valmistamiseks;viimane suureneb Lahustuvuse parandamiseks konversiooni käigus ei eraldu madalmolekulaarseid ühendeid.
3. Kuni dianhüdriidi (või tetrahappe) ja diamiini puhtus on kvalifitseeritud, olenemata sellest, millist polükondensatsioonimeetodit kasutatakse, on lihtne saavutada piisavalt kõrge molekulmass ja molekulmassi saab hõlpsasti reguleerida anhüdriidi või ühiku lisamisega. ühik amiin.
4. Dianhüdriidi (või tetrahappe) ja diamiini polükondensatsioon, kuni moolsuhe saavutab ekvimolaarse suhte, võib kuumtöötlemine vaakumis oluliselt suurendada tahke madala molekulmassiga eelpolümeeri molekulmassi, parandades seeläbi töötlemist ja pulbri moodustumist.Tule mugavalt.
5. Reaktiivseid rühmi on lihtne sisestada ahela otsa või ahelasse, moodustades aktiivseid oligomeere, saades nii termoreaktiivse polüimiidi.
6. Kasutage polüimiidis olevat karboksüülrühma esterdamiseks või soola moodustamiseks ning lisage valgustundlikke rühmi või pika ahelaga alküülrühmi, et saada amfifiilseid polümeere, mida saab kasutada fotoresistide saamiseks või LB-kilede valmistamisel.
7. Üldine polüimiidi sünteesiprotsess ei tekita anorgaanilisi sooli, mis on eriti kasulik isoleermaterjalide valmistamisel.
8. Dianhüdriidi ja diamiini monomeeridena on lihtne kõrgvaakumis sublimeerida, seega on neid lihtne moodustadapolüimiidkile töödeldavatele detailidele, eriti ebaühtlase pinnaga seadmetele, aurustamise teel.


Postitusaeg: 06.02.2023