Poliimidas, universalus polimerinių medžiagų produktas, sukėlė daugelio Kinijos tyrimų institutų susidomėjimą, o kai kurios įmonės taip pat pradėjo gaminti mūsų pačių poliimido medžiagą.
I. Apžvalga
Kaip speciali inžinerinė medžiaga, poliimidas buvo plačiai naudojamas aviacijos, kosmoso, mikroelektronikos, nanometrų, skystųjų kristalų, atskyrimo membranų, lazerių ir kitose srityse.Pastaruoju metu šalys pateikia sąrašą tyrimų, kūrimo ir panaudojimopoliimidaskaip vienas perspektyviausių inžinerinių plastikų XXI amžiuje.Dėl savo išskirtinių eksploatacinių savybių ir sintezės savybių, nesvarbu, ar jis naudojamas kaip struktūrinė, ar kaip funkcinė medžiaga, poliimidas yra visiškai pripažintas jo didžiuliu panaudojimo potencialu ir žinomas kaip „problemų sprendimo ekspertas“ (protion solver). ), ir mano, kad „be poliimido šiandien nebūtų mikroelektronikos technologijos“.
Antra, poliimido veikimas
1. Remiantis visiškai aromatinio poliimido termogravimetrine analize, jo skilimo temperatūra paprastai yra apie 500 °C.Poliimido, susintetinto iš bifenildianhidrido ir p-fenilendiamino, terminio skilimo temperatūra yra 600°C ir jis iki šiol yra vienas termiškai stabiliausių polimerų.
2. Poliimidas gali atlaikyti itin žemą temperatūrą, pvz., skystame hele esant -269°C, jis nebus trapus.
3. Poliimidaspasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis.Neužpildytų plastikų tempiamasis stipris viršija 100Mpa, homofenileno poliimido plėvelė (Kapton) viršija 170Mpa, o bifenilo tipo poliimido (UpilexS) – iki 400Mpa.Kaip inžinerinis plastikas, elastinės plėvelės kiekis paprastai yra 3-4Gpa, o pluoštas gali siekti 200Gpa.Remiantis teoriniais skaičiavimais, ftalio anhidrido ir p-fenilendiamino susintetintas pluoštas gali pasiekti 500 Gpa, antras po anglies pluošto.
4. Kai kurios poliimido veislės netirpsta organiniuose tirpikliuose ir yra stabilios skiestoms rūgštims.Bendrosios veislės nėra atsparios hidrolizei.Dėl šio iš pažiūros trūkumo poliimidas skiriasi nuo kitų aukštos kokybės polimerų.Charakteristika ta, kad žaliava dianhidridas ir diaminas gali būti išgaunami šarminės hidrolizės būdu.Pavyzdžiui, Kaptono plėvelės atkūrimo rodiklis gali siekti 80–90%.Pakeitus struktūrą, taip pat galima gauti gana hidrolizei atsparių veislių, pavyzdžiui, atlaikyti 120 ° C, 500 valandų virimo.
5. Poliimido šiluminio plėtimosi koeficientas yra 2 × 10–5–3 × 10–5 ℃, Guangcheng termoplastinio poliimido yra 3 × 10–5 ℃, bifenilo tipas gali siekti 10–6 ℃, atskiros veislės gali būti iki 10– 7°C.
6. Poliimidas turi didelį atsparumą spinduliuotei, o jo plėvelės stiprumo išlaikymo koeficientas yra 90% po 5 × 109rad greito elektronų švitinimo.
7. Poliimidasturi geras dielektrines savybes, o dielektrinė konstanta yra apie 3,4.Įvedant fluorą arba išsklaidant oro nanometrus poliimide, dielektrinę konstantą galima sumažinti iki maždaug 2,5.Dielektriniai nuostoliai yra 10-3, dielektrinis stipris yra 100-300 KV / mm, Guangcheng termoplastinis poliimidas yra 300 KV / mm, tūrio varža yra 1017 Ω / cm.Šios savybės išlieka aukšto lygio plačiame temperatūrų ir dažnių diapazone.
8. Poliimidas yra savaime gesantis polimeras, turintis mažą dūmų greitį.
9. Poliimidas labai mažai išsiskiria esant ypač dideliam vakuumui.
10. Poliimidas yra netoksiškas, iš jo galima gaminti stalo įrankius ir medicinos prietaisus, gali atlaikyti tūkstančius dezinfekcijų.Kai kurie poliimidai taip pat pasižymi geru biologiniu suderinamumu, pavyzdžiui, jie nėra hemoliziniai atliekant kraujo suderinamumo testą ir netoksiški atliekant citotoksiškumo bandymą in vitro.
3. Keli sintezės būdai:
Yra daug poliimido rūšių ir formų, taip pat yra daug būdų jį sintetinti, todėl jį galima pasirinkti pagal įvairius naudojimo tikslus.Tokį sintezės lankstumą taip pat sunku turėti kitiems polimerams.
1. Poliimidasdaugiausia sintetinamas iš dvibazių anhidridų ir diaminų.Šie du monomerai yra derinami su daugeliu kitų heterociklinių polimerų, tokių kaip polibenzimidazolas, polibenzimidazolas, polibenzotiazolas, polichinonas. Lyginant su monomerais, tokiais kaip fenolinas ir polichinolinas, žaliavų šaltinis yra platus, o sintezė taip pat gana lengva.Yra daug rūšių dianhidridų ir diaminų, o skirtingų savybių poliimidus galima gauti skirtingais deriniais.
2. Poliimidas gali būti polikondensuojamas žemoje temperatūroje dianhidridu ir diaminu poliniame tirpiklyje, pvz., DMF, DMAC, NMP arba THE/metanolio mišinyje, kad būtų gauta tirpi poliamino rūgštis po plėvelės susidarymo arba sukimo. Kaitinamas iki maždaug 300 °C. dehidratacija ir ciklizacija į poliimidą;acto anhidrido ir tretinio amino katalizatoriai taip pat gali būti dedami į poliamino rūgštį cheminiam dehidratavimui ir ciklizavimui, kad būtų gautas poliimido tirpalas ir milteliai.Diaminas ir dianhidridas taip pat gali būti kaitinami ir polikondensuojami aukštos virimo temperatūros tirpiklyje, pavyzdžiui, fenolio tirpiklyje, kad viename etape būtų gautas poliimidas.Be to, poliimidas taip pat gali būti gaunamas dvibazinės rūgšties esterio ir diamino reakcijos metu;taip pat iš poliamino rūgšties pirmiausia galima paversti poliizoimidu, o paskui poliimidu.Visi šie metodai palengvina apdorojimą.Pirmasis vadinamas PMR metodu, kuriuo galima gauti mažo klampumo, didelio kieto tirpalo, o apdirbimo metu turi mažą lydalo klampumą turintį langelį, kuris ypač tinka kompozitinėms medžiagoms gaminti;pastarasis didėja Siekiant pagerinti tirpumą, virsmo procese neišsiskiria mažos molekulinės masės junginiai.
3. Kol dianhidrido (arba tetrarūgšties) ir diamino grynumas yra kvalifikuotas, nesvarbu, koks polikondensacijos metodas naudojamas, nesunku gauti pakankamai didelę molekulinę masę, o molekulinę masę galima lengvai reguliuoti pridedant vienetinio anhidrido arba vienetas aminas.
4. Dianhidrido (arba tetrarūgšties) ir diamino polikondensacija, kol molinis santykis pasiekia ekvimolinį santykį, terminis apdorojimas vakuume gali labai padidinti kieto mažos molekulinės masės prepolimero molekulinę masę, taip pagerinant apdorojimą ir miltelių susidarymą.Ateikite patogiai.
5. Į grandinės galą arba grandinę nesunku įvesti reaktyvias grupes, kad susidarytų aktyvūs oligomerai, taip gaunamas termoreaktingas poliimidas.
6. Panaudoti karboksilo grupę poliimide esterifikacijai arba druskų susidarymui, o šviesai jautrių grupių arba ilgos grandinės alkilo grupių įvedimas amfifiliniams polimerams gauti, kurie gali būti naudojami fotorezistams gauti arba LB plėvelėms ruošti.
7. Bendrasis poliimido sintezės procesas negamina neorganinių druskų, o tai ypač naudinga gaminant izoliacines medžiagas.
8. Dianhidridas ir diaminas kaip monomerai yra lengvai sublimuojami dideliame vakuume, todėl lengvai susidaropoliimidasplėvelė ant ruošinių, ypač įrenginių su nelygiais paviršiais, nusodinant garais.
Paskelbimo laikas: 2023-06-06