Material de alto rendimiento: poliimida (1)

La poliimida, la más redondeada en los materiales de polímeros, ha despertado el interés de muchos institutos de investigación en China, y algunas empresas también han comenzado a producir: nuestro propio material de poliimida.
I. Descripción general
Como material de ingeniería especial, la poliimida se ha utilizado ampliamente en aviación, aeroespacial, microelectrónica, nanómetro, cristal líquido, membrana de separación, láser y otros campos. Recientemente, los países enumeran la investigación, desarrollo y utilización depoliimidacomo uno de los plásticos de ingeniería más prometedores en el siglo XXI. La poliimida, debido a sus características sobresalientes en el rendimiento y la síntesis, ya sea que se use como material estructural o como material funcional, sus enormes perspectivas de aplicación se han reconocido completamente, y se conoce como un "problema - Resolver un experto" (solucionador de protiones), y cree que "sin poliimida, no habría tecnología de microelectónica de microelectronics hoy".

Segundo, el rendimiento de la poliimida
1. Según el análisis termogravimétrico de la poliimida totalmente aromática, su temperatura de descomposición es generalmente de alrededor de 500 ° C. La poliimida sintetizada a partir de dianhídrido de bifenilo y P - fenilendiamina tiene una temperatura de descomposición térmica de 600 ° C y es uno de los polímeros más estables térmicamente hasta ahora.
2. La poliimida puede soportar una temperatura extremadamente baja, como en helio líquido a - 269 ° C, no será frágil.
3.Poliimidatiene excelentes propiedades mecánicas. La resistencia a la tracción de los plásticos sin llenar es superior a 100MPa, la película (Kapton) de la poliimida de homofenileno está por encima de 170MPA y la poliimida de tipo bifenilo (Upilexs) de hasta 400MPa. Como plástico de ingeniería, la cantidad de película elástica suele ser 3 - 4GPA, y la fibra puede alcanzar 200 gpA. De acuerdo con los cálculos teóricos, la fibra sintetizada por anhídrido ftálico y P - fenilendiamina puede alcanzar 500GPA, solo superado por la fibra de carbono.
4. Algunas variedades de poliimida son insolubles en solventes orgánicos y estables para diluir los ácidos. Las variedades generales no son resistentes a la hidrólisis. Esta deficiencia aparentemente hace que la poliimida sea diferente de otros polímeros de alto rendimiento. La característica es que el dianhídrido de materia prima y la diamina pueden recuperarse mediante hidrólisis alcalina. Por ejemplo, para la película Kapton, la tasa de recuperación puede alcanzar el 80%- 90%. Cambiar la estructura también puede obtener bastante hidrólisis - Variedades resistentes, como resistencia de 120 ° C, 500 horas de ebullición.
5. El coeficiente de expansión térmica de la poliimida es 2 × 10 - 5－3 × 10 - 5 ℃, la poliimida termoplástica Guangcheng es 3 × 10 - 5 ℃, el tipo de bifenilo puede alcanzar 10 - 6 ℃, las variedades individuales pueden ser hasta 10 - 7 ° C.
6. La poliimida tiene alta resistencia a la radiación, y su película tiene una tasa de retención de resistencia del 90% después de la irradiación de electrones rápidos de 5 × 109RAD.
7.Poliimidatiene buenas propiedades dieléctricas, con una constante dieléctrica de aproximadamente 3.4. Al introducir nanómetros de aire fluorino o dispersos en la poliimida, la constante dieléctrica puede reducirse a aproximadamente 2.5. La pérdida dieléctrica es 10 - 3, la resistencia dieléctrica es de 100 - 300kV/mm, la poliimida termoplástica Guangcheng es de 300 kV/mm, la resistencia al volumen es de 1017Ω/cm. Estas propiedades permanecen en un alto nivel en un amplio rango de temperatura y rango de frecuencia.
8. La poliimida es un polímero que se extingue con baja tasa de humo.
9. La poliimida tiene muy poco desgasificación bajo un vacío extremadamente alto.
10. La poliimida no es tóxica, se puede usar para hacer vajilla y electrodomésticos, y puede soportar miles de desinfecciones. Algunas poliimidas también tienen una buena biocompatibilidad, por ejemplo, no son hemolíticas en la prueba de compatibilidad sanguínea y no son tóxicos en la prueba de citotoxicidad in vitro.

3. Múltiples formas de síntesis:
Hay muchos tipos y formas de poliimida, y hay muchas formas de sintetizarla, por lo que puede seleccionarse de acuerdo con varios fines de aplicación. Este tipo de flexibilidad en la síntesis también es difícil de poseer para otros polímeros.

1.Poliimidase sintetiza principalmente a partir de anhídridos y diaminas dibásicos. Estos dos monómeros se combinan con muchos otros polímeros heterocíclicos, como la polibenzimidazol, la polibenzimidazol, la polibenzotiazol, la poliquinona en comparación con los monómeros como la fenolina y la poliquinolina, la fuente de las materias primas es amplia, y la síntesis también es relativamente fácil. Hay muchos tipos de dianhidridos y diaminas, y las poliimidas con diferentes propiedades se pueden obtener mediante diferentes combinaciones.
2. La poliimida puede ser policonensa a baja temperatura por dianhidruro y diamina en un disolvente polar, como DMF, DMAC, NMP o el solvente mezclado/metanol, para obtener ácido poliámico soluble, después de la formación de la película o el calentamiento de giro a aproximadamente 300 ° C para la deshidratación y la ciclación en la poliimida; Los catalizadores acéticos de anhídrido y amina terciaria también se pueden agregar al ácido poliámico para la deshidratación química y la ciclación para obtener solución de poliimida y polvo. La diamina y el dianhídrido también se pueden calentar y policondensarse en un disolvente de alto punto de ebullición, como un disolvente fenólico, para obtener la poliimida en un solo paso. Además, la poliimida también se puede obtener de la reacción del éster del ácido dibásico y la diamina; También se puede convertir de ácido poliámico a poliisoimida primero y luego a poliimida. Todos estos métodos aportan conveniencia al procesamiento. El primero se llama método PMR, que puede obtener baja viscosidad, solución sólida alta y tiene una ventana con baja viscosidad de fusión durante el procesamiento, que es especialmente adecuado para la fabricación de materiales compuestos; Este último aumenta para mejorar la solubilidad, no se liberan compuestos moleculares bajos durante el proceso de conversión.
3. Mientras la pureza del dianhídrido (o tetraácido) y la diamina esté calificada, sin importar el método de policondensación, es fácil obtener un peso molecular suficientemente alto, y el peso molecular puede ajustarse fácilmente agregando anhídrido o amino de la unidad de la unidad.
4. Piracondensación de dianhídrido (o tetraácido) y diamina, siempre que la relación molar alcance una relación equimolar, el tratamiento térmico en el vacío puede aumentar en gran medida el peso molecular del prepolímero de peso molecular sólido, mejorando así el procesamiento y la formación de polvo. Ven convenientemente.
5. Es fácil introducir grupos reactivos en el extremo o cadena de la cadena para formar oligómeros activos, obteniendo así la poliimida termoestable.
6. Utilice el grupo carboxilo en poliimida para llevar a cabo esterificación o formación de sal, e introducir grupos fotosensibles o grupos alquilo de cadena larga para obtener polímeros anfifílicos, que pueden usarse para obtener fotorresistros o usarse en la preparación de películas de LB.
7. El proceso general de sintetización de la poliimida no produce sales inorgánicas, lo cual es especialmente beneficioso para la preparación de materiales aislantes.
8. El dianhidruro y la diamina como monómeros son fáciles de sublimar al alto vacío, por lo que es fácil de formarpoliimidaPelícula en piezas de trabajo, especialmente dispositivos con superficies desiguales, por deposición de vapor.