Полиимид, универсальный полимерный материал, вызвал интерес многих научно-исследовательских институтов Китая, а некоторые предприятия также начали производить собственный полиимидный материал.
I. Обзор
В качестве специального конструкционного материала полиимид широко используется в авиации, аэрокосмической промышленности, микроэлектронике, нанометрах, жидких кристаллах, разделительных мембранах, лазерах и других областях.В последнее время страны перечисляют исследования, разработки и использованиеполиимидкак один из самых перспективных инженерных пластиков 21 века.Полиимид, из-за его выдающихся характеристик в отношении производительности и синтеза, независимо от того, используется ли он в качестве конструкционного материала или в качестве функционального материала, его огромные перспективы применения были полностью признаны, и он известен как «эксперт в решении проблем». ), и считает, что «без полиимида сегодня не было бы технологии микроэлектроники».
Во-вторых, производительность полиимида
1. Согласно термогравиметрическому анализу полностью ароматического полиимида, его температура разложения обычно составляет около 500°C.Полиимид, синтезированный из бифенилдиангидрида и п-фенилендиамина, имеет температуру термического разложения 600°С и на сегодняшний день является одним из наиболее термостабильных полимеров.
2. Полиимид выдерживает крайне низкие температуры, например в жидком гелии при -269°С, он не будет хрупким.
3. Полиимидимеет отличные механические свойства.Прочность на растяжение ненаполненных пластиков составляет более 100 МПа, пленки (каптон) из гомофениленполимида - более 170 МПа, а полиимида бифенильного типа (UpilexS) - до 400 МПа.В качестве конструкционного пластика количество эластичной пленки обычно составляет 3-4 ГПа, а волокна могут достигать 200 ГПа.Согласно теоретическим расчетам, волокно, синтезированное фталевым ангидридом и п-фенилендиамином, может достигать 500 ГПа, уступая только углеродному волокну.
4. Некоторые разновидности полиимидов нерастворимы в органических растворителях и устойчивы к действию разбавленных кислот.Общие сорта не устойчивы к гидролизу.Этот, казалось бы, недостаток отличает полиимид от других высокоэффективных полимеров.Характерной особенностью является то, что диангидрид и диамин сырья могут быть восстановлены путем щелочного гидролиза.Например, для пленки Kapton степень восстановления может достигать 80-90%.Изменяя структуру, можно также получить достаточно устойчивые к гидролизу сорта, например, выдерживающие 120°С, 500 часов кипячения.
5. Коэффициент теплового расширения полиимида составляет 2×10-5－3×10-5℃, термопластичного полиимида Guangcheng составляет 3×10-5℃, бифенильного типа может достигать 10-6℃, отдельные разновидности могут достигать 10- 7°С.
6. Полиимид обладает высокой радиационной стойкостью, а его пленка сохраняет прочность 90% после облучения быстрыми электронами 5×109 рад.
7. Полиимидимеет хорошие диэлектрические свойства с диэлектрической проницаемостью около 3,4.Путем введения в полиимид фтора или диспергирования нанометров воздуха диэлектрическая проницаемость может быть снижена примерно до 2,5.Диэлектрические потери 10-3, диэлектрическая прочность 100-300кВ/мм, термопластичный полиимид Guangcheng 300кВ/мм, объемное сопротивление 1017Ом/см.Эти свойства остаются на высоком уровне в широком диапазоне температур и частот.
8. Полиимид – самозатухающий полимер с низкой скоростью дымления.
9. Полиимид очень мало выделяет газ в чрезвычайно высоком вакууме.
10. Полиимид нетоксичен, может использоваться для изготовления посуды и медицинских приборов, выдерживает тысячи дезинфекций.Некоторые полиимиды также обладают хорошей биосовместимостью, например, они негемолитичны в тесте на совместимость с кровью и нетоксичны в тесте на цитотоксичность in vitro.
3. Несколько способов синтеза:
Существует множество видов и форм полиимида, а также множество способов его синтеза, поэтому его можно выбирать в соответствии с различными целями применения.Такой гибкостью синтеза также трудно обладать другим полимерам.
1. Полиимидв основном синтезируется из двухосновных ангидридов и диаминов.Эти два мономера сочетаются со многими другими гетероциклическими полимерами, такими как полибензимидазол, полибензимидазол, полибензотиазол, полихинон. По сравнению с мономерами, такими как фенол и полихинолин, источник сырья широк, а синтез также относительно прост.Существует много видов диангидридов и диаминов, а полиимиды с различными свойствами могут быть получены различными комбинациями.
2. Полиимид может быть подвергнут поликонденсации при низкой температуре с использованием диангидрида и диамина в полярном растворителе, таком как ДМФ, ДМАЦ, NMP или смешанный растворитель ТГМ/метанол, с получением растворимой полиамидокислоты после образования пленки или прядения. Нагревание до примерно 300°C в течение дегидратация и циклизация в полиимид;уксусный ангидрид и катализаторы третичного амина также могут быть добавлены к полиамидокислоте для химической дегидратации и циклизации для получения раствора и порошка полиимида.Диамин и диангидрид также можно нагревать и поликонденсировать в высококипящем растворителе, таком как фенольный растворитель, для получения полиимида в одну стадию.Кроме того, полиимид также может быть получен реакцией эфира двухосновной кислоты и диамина;его также можно превратить из полиамидокислоты сначала в полиизоимид, а затем в полиимид.Все эти методы обеспечивают удобство обработки.Первый называется методом PMR, который позволяет получить раствор с низкой вязкостью и высоким содержанием твердого вещества и имеет окно с низкой вязкостью расплава во время обработки, что особенно подходит для изготовления композиционных материалов;последнее увеличивается. Для улучшения растворимости в процессе конверсии не выделяются низкомолекулярные соединения.
3. Пока чистота диангидрида (или тетракислоты) и диамина квалифицирована, независимо от того, какой метод поликонденсации используется, легко получить достаточно высокую молекулярную массу, и молекулярная масса может быть легко отрегулирована путем добавления единичного ангидрида или единица амина.
4. Поликонденсация диангидрида (или тетракислоты) и диамина, пока молярное соотношение достигает эквимолярного соотношения, термообработка в вакууме может значительно увеличить молекулярную массу твердого низкомолекулярного форполимера, тем самым улучшая обработку и формирование порошка.Приходите удобно.
5. Легко ввести реакционноспособные группы на конце цепи или цепи с образованием активных олигомеров, таким образом получая термореактивный полиимид.
6. Использовать карбоксильную группу в полиимиде для проведения этерификации или солеобразования, а также вводить светочувствительные группы или длинноцепочечные алкильные группы для получения амфифильных полимеров, которые можно использовать для получения фоторезистов или для получения ЛБ-пленок.
7. В общем процессе синтеза полиимида не образуются неорганические соли, что особенно полезно для получения изоляционных материалов.
8. Диангидрид и диамин как мономеры легко сублимируются в высоком вакууме, поэтому их легко формировать.полиимидпленка на изделиях, особенно устройствах с неровными поверхностями, методом напыления.
Время публикации: 06 февраля 2023 г.