В-четвертых, применениеполиимид:
Из-за характеристик вышеупомянутого полиимида в производительности и синтетической химии трудно найти такой широкий спектр применения, как полиимид, среди многих полимеров, и он показывает чрезвычайно выдающиеся характеристики во всех аспектах..
1. Пленка: это один из первых продуктов из полиимида, который используется для изоляции пазов двигателей и обертывания кабелей.Основными продуктами являются DuPont Kapton, серия Upilex Ube Industries и Zhongyuan Apical.Прозрачные полиимидные пленки служат гибкими подложками солнечных элементов.
2. Покрытие: используется в качестве изоляционного лака для электромагнитного провода или используется в качестве покрытия, устойчивого к высоким температурам.
3. Усовершенствованные композитные материалы: используются в компонентах аэрокосмической, авиационной и ракетной техники.Это один из самых термостойких конструкционных материалов.Например, программа сверхзвуковых авиалайнеров США рассчитана на скорость 2,4М, температуру поверхности во время полета 177°C и требуемый срок службы 60 000 часов.Согласно отчетам, 50% конструкционных материалов используют термопластичный полиимид в качестве связующей смолы.Композитные материалы, армированные углеродным волокном, вес каждого самолета составляет около 30 тонн.
4. Волокно: модуль упругости уступает только углеродному волокну.Применяется в качестве фильтрующего материала для высокотемпературных сред и радиоактивных веществ, а также пуленепробиваемых и огнеупорных тканей.
5. Пенопласт: используется в качестве термостойкого теплоизоляционного материала.
6. Инженерные пластмассы: существуют термореактивные и термопластичные типы.Типы термопластов могут быть получены формованием, литьем под давлением или трансферным формованием.В основном используется для самосмазывающихся, герметизирующих, изоляционных и конструкционных материалов.Полиимидные материалы Guangcheng начали применяться для изготовления механических деталей, таких как вращающиеся лопатки компрессоров, поршневые кольца и специальные уплотнения насосов.
7. Клей: используется в качестве высокотемпературного конструкционного клея.Полиимидный клей Guangcheng производится как герметик с высокими изоляционными свойствами для электронных компонентов.
8. Разделительная мембрана: используется для разделения различных газовых пар, таких как водород/азот, азот/кислород, углекислый газ/азот или метан и т. д., для удаления влаги из углеводородного сырья и спиртов.Его также можно использовать в качестве мембраны для первапорации и ультрафильтрационной мембраны.Благодаря термостойкости и стойкости полиимида к органическим растворителям он имеет особое значение при разделении органических газов и жидкостей.
9. Фоторезист. Существуют негативные и позитивные резисты, а разрешение может достигать субмикронного уровня.Его можно использовать в цветной фильтрующей пленке в сочетании с пигментами или красителями, что может значительно упростить процедуру обработки.
10. Применение в устройствах микроэлектроники: в качестве диэлектрического слоя для межслойной изоляции, в качестве буферного слоя для снижения напряжения и повышения выхода годных.В качестве защитного слоя он может уменьшить влияние окружающей среды на устройство, а также может экранировать а-частицы, уменьшая или устраняя мягкую ошибку (softerror) устройства.
11. Агент выравнивания для жидкокристаллического дисплея:Полиимидиграет очень важную роль в материале выравнивающего агента TN-LCD, SHN-LCD, TFT-CD и будущих ферроэлектрических жидкокристаллических дисплеев.
12. Электрооптические материалы: используются в качестве пассивных или активных волноводных материалов, материалов для оптических переключателей и т. д. Фторсодержащий полиимид прозрачен в диапазоне длин волн связи, и использование полиимида в качестве хромофорной матрицы может улучшить характеристики материала.стабильность.
Подводя итог, нетрудно понять, почему полиимид может выделиться из многочисленных ароматических гетероциклических полимеров, появившихся в 1960-х и 1970-х годах, и, наконец, стать важным классом полимерных материалов.
5. Перспективы:
Как перспективный полимерный материал,полиимидполучило широкое признание, и его применение в изоляционных и конструкционных материалах постоянно расширяется.Что касается функциональных материалов, то он находится на стадии становления, и его потенциал все еще изучается.Однако за 40 лет развития он еще не стал более крупным сортом.Основная причина в том, что стоимость все еще слишком высока по сравнению с другими полимерами.Поэтому одним из основных направлений исследований полиимидов в будущем по-прежнему должен быть поиск путей снижения затрат в методах синтеза мономеров и полимеризации.
1. Синтез мономеров: мономерами полиимида являются диангидрид (тетракислота) и диамин.Метод синтеза диамина является относительно зрелым, и многие диамины также коммерчески доступны.Диангидрид представляет собой относительно особый мономер, который в основном используется в синтезе полиимида, за исключением отвердителя эпоксидной смолы.Пиромеллитовый диангидрид и тримеллитовый ангидрид могут быть получены одностадийным газофазным и жидкофазным окислением дурола и триметилена, извлеченных из тяжелой ароматической нефти, продукта нефтепереработки.Другие важные диангидриды, такие как диангидрид бензофенона, дифенилдиангидрид, диангидрид дифенилового эфира, гексафтордиангидрид и т. д., были синтезированы различными способами, но стоимость их очень высока.десять тысяч юаней.Разработанный Чанчуньским институтом прикладной химии Китайской академии наук высокочистый 4-хлорфталевый ангидрид и 3-хлорфталевый ангидрид можно получить путем хлорирования, окисления и изомеризации о-ксилола.Использование этих двух соединений в качестве исходных материалов позволяет синтезировать диангидриды ряда с большим потенциалом снижения затрат, которые представляют собой ценный путь синтеза.
2. Процесс полимеризации. Используемый в настоящее время двухстадийный метод и одностадийный процесс поликонденсации используют высококипящие растворители.Цена апротонных полярных растворителей относительно высока, и их трудно удалить.Наконец, требуется высокотемпературная обработка.В методе PMR используется недорогой спиртовой растворитель.Термопластичный полиимид также можно полимеризовать и гранулировать непосредственно в экструдере с диангидридом и диамином, растворитель не требуется, а эффективность может быть значительно повышена.Это наиболее экономичный путь синтеза для получения полиимида путем прямой полимеризации хлорфталевого ангидрида с диамином, бисфенолом, сульфидом натрия или элементарной серой без прохождения через диангидрид.
3. Обработка: Область применения полиимида настолько широка, что существуют различные требования к обработке, такие как высокая однородность формирования пленки, прядение, осаждение из паровой фазы, субмикронная фотолитография, глубокая гравировка на стенках. объемное формование, ионная имплантация, прецизионная лазерная обработка, гибридная нанотехнология и т. д. открыли широкий мир для применения полиимида.
С дальнейшим совершенствованием технологии обработки и технологии синтеза и существенным снижением стоимости, а также его превосходными механическими свойствами и электроизоляционными свойствами термопластичный полиимид определенно будет играть более заметную роль в области материалов в будущем.А термопластичный полиимид более оптимистичен из-за его хорошей технологичности.
6. Заключение:
Несколько важных факторов для медленного развитияполиимид:
1. Подготовка сырья для производства полиимида: недостаточно чистоты пиромеллитового диангидрида.
2. Сырье пиромеллитового диангидрида, то есть выход дурола ограничен.Международный объем производства: 60 000 тонн в год, внутренний объем производства: 5 000 тонн в год.
3. Стоимость производства пиромеллитового диангидрида слишком высока.В мире из 1,2-1,4 тонны дурола получается 1 тонна пиромеллитового диангидрида, в то время как лучшие производители в моей стране в настоящее время производят примерно 2,0-2,25 тонны дурола.тонн, только Changshu Federal Chemical Co., Ltd. достигла 1,6 тонны/тонну.
4. Масштабы производства полиимида слишком малы для создания промышленности, а побочные реакции полиимида многочисленны и сложны.
5. Большинство отечественных предприятий имеют традиционную осведомленность о спросе, что ограничивает область применения определенным диапазоном.Они обычно сначала используют иностранные продукты или видят иностранные продукты, прежде чем искать их в Китае.Потребности каждого предприятия исходят из потребностей нижестоящих клиентов предприятия, информации обратной связи и информации;исходные каналы не ровные, много промежуточных звеньев, количество корректной информации не соответствует норме.
Время публикации: 13 февраля 2023 г.