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Polyimid-Eigenschaften Und Anwendung

Oct 10, 2015

I. Überblick
Polyimid als eine besondere technische Werkstoffe, es ist weit verbreitet in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Mikroelektronik, nano, LCD, Trennmembranen, Laser angewendet. In jüngster Zeit gibt Länder Polyimid Forschung, Entwicklung und Nutzung der Aufnahme von technischen Kunststoffen im 21. Jahrhundert eine der vielversprechendsten. Polyimid, seine herausragende Leistungseigenschaften und die Synthese, sei es als Baumaterial oder als Funktionsmaterial, hat ihre mögliche Anwendung in vollem Umfang anerkannt worden ist, als "Problemlöser" bekannt ( protion Löser), und dass "es gäbe keine Polyimid Mikroelektronik-Technologie heute."
Zweitens die Leistung des Polyimids
1, vollaromatischen Polyimid, das durch thermische gravimetrische Analyse, beginnt sie die Zersetzungstemperatur ist im allgemeinen etwa 500 ℃. Biphenyldianhydrid und p-Phenylendiamin synthetischen Polyimid, die thermische Zersetzungstemperatur von 600 ℃, ist einer der höchsten in der thermischen Stabilität der Polymerspezies vorhanden.
2 kann Polyimid widerstehen sehr niedrigen Temperaturen, wie zum Beispiel flüssiges Helium nicht in der -269 ℃ klappert.
3, das Polyimid mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, die Zugfestigkeit ungefüllten Kunststoffen 100 MPa oder mehr, Pyromellithsäure Polyimidfilm (Kapton) ist 170Mpa oder mehr und Biphenyl-Typ Polyimid ( Upilex S) erreicht 400 MPa. Als Kunststoff, der Elastizitätsmodul im allgemeinen 3-4Gpa, Fasern erreicht werden 200Gpa nach theoretischen Berechnungen Pyromellitsäuredianhydrid und p-Phenylendiamin synthetischen Fasern bis zu 500Gpa, nachdem der Kohlenstofffaser.
4, eine Reihe von Sorten aus Polyimid ist in organischen Lösungsmitteln, säurestabile, in der Regel wenig Hydrolyse Sorten, diese scheinbar Manko Leistungs unlöslichen beim Ausfüllen der Polyimid ist anders als viele andere Hochleistungspolymere Eigenschaften, d.h. kann das Rohmaterial durch alkalische Hydrolyse Dianhydrid und einem Diamin, beispielsweise gewonnen werden, Kapton-Film mit einer Rückgewinnung von bis zu 80% -90%. Änderung der Struktur erhalten werden kann, ganz Hydrolyse resistenter Sorten, wie standhalten 120 ℃, 500 小时 gekocht.
5, der Wärmeausdehnungskoeffizient des Polyimids in 2 x 10-5-3 10-5 ℃, breit wie das thermoplastische Polyimid 3 × 10-5 ℃, Biphenyl bis 10-6 ℃ können einzelne Spezies bis 07.10 ℃.
6 weist Polyimid eine hohe Beständigkeit gegen Strahlungsleistung der Folie nach 5 × 109rad schnelle Elektronenbestrahlung Festigkeitsbeibehaltungsrate von 90%.
7 ist das Polyimid mit guten dielektrischen Eigenschaften, eine Dielektrizitätskonstante von etwa 3,4, die Einführung von Fluor, oder in einem nanogroßen Luft Polyimid dispergiert ist, die Dielektrizitätskonstante auf etwa 2,5 verringert werden. Dielektrizitätsverlust 10-3, eine dielektrische Stärke 100-300KV / mm, breit ist wie das thermoplastische Polyimid 300kV / mm, Durchgangswiderstand von 1017Ω / cm. Diese Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich und Frequenzbereich bei einem hohen Niveau zu halten.
8 ist Polyimidpolymer selbstverlöschend, rauchende Rate.
9, Polyimid in einem Hochvakuumgas selten dezentralisiert.
10, Polyimid ungiftig, verwendet werden, um Besteck und medizinischen Geräten zu machen, und kann Tausende von Sterilisation standhalten. Einige Polyimid hat auch gute Biokompatibilität, zum Beispiel in Blutverträglichkeitsprüfung nicht hämolytisch, nicht toxisch in vitro-Zytotoxizität Experimenten.
Drittens, die Synthese von einer Vielzahl von Möglichkeiten:
Polyimid-Sorte, die in verschiedener Form in die Synthese einer Vielzahl von Möglichkeiten, es kann nach verschiedenen Anwendungszwecken ausgewählt werden kann, ist variabel Kontinuität dieser Synthese auch andere Polymere sind schwierig zu besitzen.
1 ist, ist hauptsächlich aus einem dibasischen Säureanhydrid und Diamin Synthese das Polyimid, wobei die beiden Monomere mit zahlreichen anderen heterocyclische Polymere wie Polybenzimidazol, Polybenzoxazol stumm yl, Polybenzothiazolen, Polychinolin stumm Morpholino und Poly Chinolin Monomer, breite Rohstoffquelle zu vergleichen, ist die Synthese auch einfacher. Dianhydrid kann Diamin Vielzahl von verschiedenen Kombinationen von verschiedenen Eigenschaften ein Polyimid erhalten werden.
2 kann aus einem Polyimid-Dianhydrid und einem Diamin in einem polaren Lösungsmittel, wie DMF, DMAC, NMP, oder das / Methanol gemischtes Lösungsmittel aus niedrigen Temperatur Polykondensation zu löslichen, filmbildenden oder Spinnen einer Polyamidsäure zu erhalten, es wurde auf etwa 300 ℃ dehydratisierenden Ring umgewandelt in ein Polyimid erhitzt; kann auch Essigsäureanhydrid und das tertiäre Amin-Katalysator zu der Polyamidsäure zugesetzt werden, um die chemische Dehydratisierung-Cyclisierung einer Polyimid-Lösung und ein Pulver zu erhalten. Diamine und Dianhydride kann auch in einem hochsiedenden Lösungsmittel, wie phenolische Lösungsmittel wurde Polykondensationsschritt erhitzt, um ein Polyimid zu erhalten. Darüber hinaus kann durch ein Vier Yuan Säure dibasische Ester und Diamin-Reaktion, um ein Polyimid zu erhalten; Polyamidsäure kann auch zunächst in einem Poly Isoimid hergestellt werden und dann umgesetzt in ein Polyimid. Diese Methoden sind einfach zu verarbeiten bringt, der ehemaligen wird als PMR-Methode können Sie eine niedrige Viskosität, hohem Feststoffgehalt-Lösung, eine niedrige Schmelzviskosität bei der Verarbeitung Fenster hat eine hat, vor allem für die Herstellung von Verbundwerkstoffen in zu erhalten; letztere Erhöhung Löslichkeit in den Prozess der Transformation nicht niedermolekularen Verbindungen zu lösen.
3, solange zwei Anhydrid (oder vier Säure) und Diamin Reinheit Unabhängig von der Kondensationsverfahren qualifiziert sind leicht zu einem ausreichend hohen Molekulargewicht zu erhalten, zugegeben Anhydrid Einheit oder Einheiten können leicht Amin Regulierung des Molekulargewichts können.
4 mit dem Dianhydrid (oder Tetracarbonsäure) und einem Diamin Polykondensation, solange bis ein äquimolares Verhältnis, in einem Vakuum-Wärmebehandlung zu erreichen, die das Feststoffgewicht Vorpolymers mit niedrigem Molekular stark Molekulargewicht der Verarbeitung erhöht und damit zu einem Pulver mit zu erleichtern.
5, ist es leicht, die Einführung einer reaktiven Gruppe am Kettenende oder einer Kette, eine aktive Oligomere zu bilden, um eine duroplastische Polyimid zu erhalten.
6, die Verwendung von Polyimid Carboxy, verestertes oder in Salz überführt, oder die Einführung einer lichtempfindlichen Gruppe an einem langkettigen Alkyl amphiphiles Polymer, Photoresist geben oder kann für die Herstellung von LB-Filmen verwendet werden.
7 ist das allgemeine Syntheseprozess nicht Polyimid anorganische Salze zu produzieren, zur Herstellung von einem isolierenden Material von besonderem Vorteil.
8, da das Dianhydrid und Diamin-Monomer ist leicht im Hochvakuum sublimiert wird, ist es leicht, Polyimidfilm Aufdampfverfahren auf dem Werkstück ausgebildet ist, insbesondere die Verwendung der unebenen Oberfläche des Geräts.
Viertens, die Polyimid-Anwendungen:
Aufgrund der Eigenschaften des Polyimids in der Leistung und der Synthesechemie, in vielen Polymeren, wie Polyimid, so schwer mit einer solchen Vielzahl von Anwendungen finden, aber auch in jedem Aspekt der Serie eine sehr hervorragende Leistung .
1 Film: Polyimid-ist einer der ersten Ware, für Motor Nutisolation und Kabelwickelmaterial. Die wichtigsten Produkte sind DuPont Kapton, Ube der Upilex Serie und Kaneka Apical. Transparenten Polyimid-Folie Solarzellen können als Soft-Bodenplatte verwendet werden.
2. Farbe: als Isolationsfarbe für Magnetdraht oder als Hochtemperatur-Beschichtungen.
3. Advanced Composites: für die Luft- und Raumfahrt, Flugzeug- und Raketenteilen. Es ist eine der Hochtemperaturstrukturmaterialien. Ist z.B. U.S. Schallflugzeug Geschwindigkeitsplan entworfen 2.4M, Flugoberflächentemperatur von 177 ℃, erfordert die Lebensdauer 60000h, wird berichtet, wurden 50% des Strukturmaterials ein thermoplastisches Polyimid-Matrixharz ermittelten Kohlefaserverstärktes Verbundmaterial, die Menge jedes Flugzeug etwa 30t.
4. Fiber: Elastizitätsmodul nach der Kohlenstofffaser als Medium und Hochtemperatur-Filtermaterial und radioaktiven Stoffen kugelsicher, feuerhemmende stoffe.
5. Schaum: als Hochtemperatur-Isoliermaterial.
6. Engineering Plastics: duroplastischen auch Thermoplast, thermoplastische Form kann auch für das Spritzgießen oder Spritzpressen verwendet werden. Die Haupt Schmierung, Abdichtung, Isolierung und Baustoffe für das Selbst. Breite Polyimidmaterialien haben begonnen, die Rotationsverdichter, Kolbenringe und spezielle Pumpendichtungen und andere mechanische Teile verwendet werden.
7. Klebstoff: als Hochtemperatur-Strukturklebstoff. Weit Polyimid-Klebstoffen als elektronische Bauteile Isolationseinbettungsmaterial hat eine hohe Produktion.
8. Membranen: für eine Vielzahl von Gasen, wie die Trennung von Wasserstoff / Stickstoff, Stickstoff / Sauerstoff, Kohlendioxid / Stickstoff oder Methan, etc., um Feuchtigkeit aus der Luft zu entfernen, die Kohlenwasserstoff-Speisegas und Alkohole. Sondern auch als Pervaporationsmembran Ultrafiltration. Da das Polyimid Wärmebeständigkeit und die organische Lösungsmitteleigenschaften, hat eine besondere Bedeutung bei der Trennung der Gase und Flüssigkeiten.
9. Photolack: negative und positive Gummikleber, mit Sub-Mikron-Auflösung. Und Pigmente oder Farbstoffe mit einem Farbfilterfilm, der Verarbeitungsoperationen erheblich vereinfachen können verwendet werden.
10. In der mikroelektronischen Vorrichtung Anwendungen: als dielektrische Zwischenschicht Isolierung verwendet wird, als eine Pufferschicht kann Stress reduzieren und die Ausbeute. Als Schutzschicht können die Auswirkungen der Umgebung auf der Vorrichtung zu verringern, kann es auch a- Teilchen aus dem Abschirmungseffekt, reduziert oder eliminiert weicher Fehler (soft error) Geräten.
-orientierten Stelle 11. Das verwendete LCD: Polyimid in TN-LCD, SHN-LCD, TFT-CD Ausrichtungsmittel Material und zukünftige Aspekte der ferroelektrischen Flüssigkristallanzeige nimmt einen sehr wichtigen Position.
12. - Das Licht Material: für passive oder aktive Wellenleiter optische Schalter Materialien verwendete Material können fluorhaltige Polyimid in der Mitteilung der Wellenlängenbereich des transparenten Polyimid als Chromophor Basismaterial verbessert werden Stabilität.
Zusammenfassend ist es leicht zu sehen, viele der aromatischen heterozyklischen Polyimid-Polymer kann aus den 1960er Jahren Grund 1970er abheben, werden schließlich Gründe für eine wichtige Klasse von Polymermaterialien.