Поліімід, універсальний засіб для полімерних матеріалів, викликав інтерес багатьох науково-дослідних інститутів Китаю, а деякі підприємства також почали виробляти наш власний поліімідний матеріал.
I. Огляд
Як спеціальний інженерний матеріал поліімід широко використовується в авіації, аерокосмічній техніці, мікроелектроніці, нанометрах, рідких кристалах, розділовій мембрані, лазері та інших галузях.Останнім часом країни перераховують дослідження, розробки та використанняполіімідяк один із найперспективніших інженерних пластмас у 21 столітті.Поліімід, завдяки його видатним характеристикам у продуктивності та синтезі, незалежно від того, чи використовується він як конструкційний матеріал чи як функціональний матеріал, його величезні перспективи застосування були повністю визнані, і він відомий як «експерт із вирішення проблем» ( protion solver ), і вважає, що «без полііміду сьогодні не було б мікроелектронних технологій».
По-друге, продуктивність полііміду
1. Відповідно до термогравіметричного аналізу повністю ароматичного полііміду температура його розкладання зазвичай становить близько 500 °C.Поліімід, синтезований з біфенілдіангідриду та п-фенілендіаміну, має температуру термічного розкладання 600°C і є одним із найбільш термічно стабільних полімерів.
2. Поліімід може витримувати надзвичайно низьку температуру, наприклад у рідкому гелії при -269°C, він не буде крихким.
3. поліімідмає чудові механічні властивості.Міцність на розрив ненаповненої пластмаси перевищує 100 МПа, плівки (Каптон) із гомофеніленполііміду — понад 170 МПа, а полііміду біфенільного типу (UpilexS) — до 400 МПа.Як інженерний пластик, кількість еластичної плівки зазвичай становить 3-4Gpa, а волокна можуть досягати 200Gpa.Згідно з теоретичними розрахунками, волокно, синтезоване фталевим ангідридом і п-фенілендіаміном, може досягати 500 ГПа, поступаючись лише вуглецевому волокну.
4. Деякі різновиди поліімідів нерозчинні в органічних розчинниках і стійкі до розбавлених кислот.Загальні сорти нестійкі до гідролізу.Цей, здавалося б, недолік відрізняє поліімід від інших високоефективних полімерів.Характеристика полягає в тому, що вихідні діангидрид і діамін можна відновити шляхом лужного гідролізу.Наприклад, для каптонової плівки коефіцієнт відновлення може досягати 80%-90%.Змінюючи структуру можна також отримати досить стійкі до гідролізу сорти, наприклад, витримують 120 ° С, 500 годин кип'ятіння.
5. Коефіцієнт теплового розширення полііміду становить 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, термопластичний поліімід Guangcheng становить 3 × 10-5 ℃, біфенільний тип може досягати 10-6 ℃, окремі різновиди можуть бути до 10- 7°C.
6. Поліімід має високу радіаційну стійкість, а його плівка має коефіцієнт збереження міцності 90% після опромінення швидкими електронами 5×109рад.
7. поліімідмає хороші діелектричні властивості, діелектрична проникність близько 3,4.Вводячи фтор або диспергуючи нанометри повітря в поліімід, діелектричну проникність можна зменшити приблизно до 2,5.Діелектричні втрати становлять 10-3, діелектрична міцність становить 100-300 кВ/мм, термопластичний поліімід Guangcheng становить 300 кВ/мм, об'ємний опір становить 1017 Ом/см.Ці властивості залишаються на високому рівні в широкому діапазоні температур і частот.
8. Поліімід – це самозатухаючий полімер з низькою димністю.
9. Поліімід дуже мало виділяє газів під надзвичайно високим вакуумом.
10. Поліімід нетоксичний, його можна використовувати для виготовлення посуду та медичних приладів, він витримує тисячі дезінфекцій.Деякі полііміди також мають хорошу біосумісність, наприклад, вони не гемолітичні в тесті на сумісність крові та нетоксичні в тесті на цитотоксичність in vitro.
3. Кілька способів синтезу:
Існує багато видів і форм полііміду, і існує багато способів його синтезу, тому його можна вибирати відповідно до різних цілей застосування.Іншим полімерам також важко володіти такою гнучкістю в синтезі.
1. поліімідв основному синтезується з двохосновних ангідридів і діамінів.Ці два мономери поєднуються з багатьма іншими гетероциклічними полімерами, такими як полібензімідазол, полібензімідазол, полібензотіазол, поліхінон. У порівнянні з мономерами, такими як фенолін і поліхінолін, джерело сировини є широким, і синтез також відносно простий.Існує багато видів діангідридів і діамінів, і полііміди з різними властивостями можуть бути отримані різними комбінаціями.
2. Поліімід можна поліконденсувати при низькій температурі за допомогою діангідриду та діаміну в полярному розчиннику, такому як DMF, DMAC, NMP або змішаний розчинник THE/метанол, для отримання розчинної поліамідової кислоти після утворення плівки або обертання. Нагрівання приблизно до 300°C для дегідратація та циклізація в поліімід;Оцтовий ангідрид і каталізатори третинного аміну також можуть бути додані до поліамідової кислоти для хімічної дегідратації та циклізації для отримання розчину полііміду та порошку.Діамін і діангидрид можна також нагріти і поліконденсувати в розчиннику з високою точкою кипіння, такому як фенольний розчинник, щоб отримати поліімід за одну стадію.Крім того, поліімід також можна одержати реакцією двоосновного ефіру кислоти та діаміну;він також може бути перетворений з поліамінової кислоти спочатку в поліізоімід, а потім у поліімід.Усі ці методи забезпечують зручність обробки.Перший називається методом PMR, який може отримати низьку в'язкість, високий твердий розчин і має вікно з низькою в'язкістю розплаву під час обробки, що особливо підходить для виготовлення композиційних матеріалів;останній збільшується З метою покращення розчинності в процесі перетворення не виділяються низькомолекулярні сполуки.
3. Якщо перевірити чистоту діангідриду (або тетракислоти) і діаміну, незалежно від того, який метод поліконденсації використовується, легко отримати достатньо високу молекулярну масу, і молекулярну масу можна легко регулювати додаванням одиничного ангідриду або одиниця аміну.
4. Поліконденсація діангідриду (або тетракислоти) і діаміну, поки молярне співвідношення досягає еквімолярного співвідношення, термічна обробка у вакуумі може значно збільшити молекулярну масу твердого низькомолекулярного форполімеру, тим самим покращуючи обробку та формування порошку.Приїжджайте зручно.
5. Легко ввести реакційноздатні групи на кінці ланцюга або ланцюга для утворення активних олігомерів, таким чином отримуючи термореактивний поліімід.
6. Використовуйте карбоксильну групу в полііміді для проведення етерифікації або утворення солі та введіть світлочутливі групи або довголанцюгові алкільні групи для отримання амфіфільних полімерів, які можна використовувати для отримання фоторезистів або для виготовлення плівок LB.
7. Загальний процес синтезу полііміду не виробляє неорганічних солей, що особливо корисно для приготування ізоляційних матеріалів.
8. Діангідрид і діамін як мономери легко сублімувати під високим вакуумом, тому їх легко утворитиполіімідплівка на заготовки, особливо пристрої з нерівною поверхнею, осадженням з парової фази.
Час публікації: 06 лютого 2023 р