Poliimid, vsestranski polimerni material, je vzbudil zanimanje številnih raziskovalnih inštitutov na Kitajskem, nekatera podjetja pa so tudi začela proizvajati – naš lastni poliimidni material.
I. Pregled
Kot poseben inženirski material se poliimid pogosto uporablja v letalstvu, vesolju, mikroelektroniki, nanometrih, tekočih kristalih, ločilni membrani, laserju in drugih področjih.V zadnjem času države navajajo raziskave, razvoj in uporabopoliimidkot eno najbolj obetavnih inženirskih plastičnih mas v 21. stoletju.Poliimid je zaradi svojih izjemnih lastnosti pri delovanju in sintezi, ne glede na to, ali se uporablja kot strukturni material ali kot funkcionalni material, v celoti prepoznal njegove velike možnosti uporabe in je znan kot "strokovnjak za reševanje problemov" ( protion solver ) in meni, da »brez poliimida danes ne bi bilo mikroelektronske tehnologije«.
Drugič, zmogljivost poliimida
1. Glede na termogravimetrično analizo popolnoma aromatičnega poliimida je njegova temperatura razgradnje na splošno okoli 500 °C.Poliimid, sintetiziran iz bifenil dianhidrida in p-fenilendiamina, ima temperaturo termičnega razpada 600°C in je eden najbolj termično stabilnih polimerov doslej.
2. Poliimid lahko prenese izjemno nizke temperature, na primer v tekočem heliju pri -269 °C, ne bo krhek.
3. Poliimidima odlične mehanske lastnosti.Natezna trdnost plastike brez polnila je nad 100Mpa, filma (Kapton) homofenilen poliimida je nad 170Mpa, poliimida bifenilnega tipa (UpilexS) pa do 400Mpa.Kot inženirska plastika je količina elastičnega filma običajno 3-4Gpa, vlakna pa lahko dosežejo 200Gpa.Po teoretičnih izračunih lahko vlakno, sintetizirano s ftalnim anhidridom in p-fenilendiaminom, doseže 500 Gpa, takoj za ogljikovimi vlakni.
4. Nekatere poliimidne sorte so netopne v organskih topilih in stabilne za razredčene kisline.Splošne sorte niso odporne na hidrolizo.Zaradi te navidezne pomanjkljivosti se poliimid razlikuje od drugih visokozmogljivih polimerov.Značilnost je, da je mogoče surovino dianhidrid in diamin pridobiti z alkalno hidrolizo.Na primer, za film Kapton lahko stopnja izkoristka doseže 80% -90%.Spreminjanje strukture lahko dobite tudi precej hidrolizno odporne sorte, na primer prenesejo 120 ° C, 500 ur vrenja.
5. Koeficient toplotnega raztezanja poliimida je 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, termoplastični poliimid Guangcheng je 3 × 10-5 ℃, bifenilni tip lahko doseže 10-6 ℃, posamezne sorte so lahko do 10- 7°C.
6. Poliimid ima visoko odpornost na sevanje, njegov film pa ima 90-odstotno stopnjo zadrževanja trdnosti po obsevanju s hitrimi elektroni 5 × 109 rad.
7. Poliimidima dobre dielektrične lastnosti, z dielektrično konstanto približno 3,4.Z uvedbo fluora ali dispergiranjem zračnih nanometrov v poliimid se lahko dielektrična konstanta zmanjša na približno 2,5.Dielektrična izguba je 10-3, dielektrična trdnost je 100-300KV/mm, Guangcheng termoplastični poliimid je 300KV/mm, volumski upor je 1017Ω/cm.Te lastnosti ostanejo na visoki ravni v širokem temperaturnem in frekvenčnem območju.
8. Poliimid je samougasljiv polimer z nizko stopnjo dima.
9. Poliimid zelo malo sprošča pline pod izjemno visokim vakuumom.
10. Poliimid je netoksičen, lahko se uporablja za izdelavo namizne posode in medicinskih pripomočkov ter lahko prenese na tisoče razkuževanj.Nekateri poliimidi imajo tudi dobro biokompatibilnost, na primer so nehemolitični pri testu združljivosti krvi in nestrupeni pri testu citotoksičnosti in vitro.
3. Več načinov sinteze:
Obstaja veliko vrst in oblik poliimida in obstaja veliko načinov za njegovo sintetiziranje, tako da ga je mogoče izbrati glede na različne namene uporabe.To vrsto prožnosti pri sintezi je težko imeti tudi za druge polimere.
1. Poliimidse večinoma sintetizira iz dibazičnih anhidridov in diaminov.Ta dva monomera sta kombinirana s številnimi drugimi heterocikličnimi polimeri, kot so polibenzimidazol, polibenzimidazol, polibenzotiazol, polikvinon. V primerjavi z monomeri, kot sta fenolin in polikinolin, je vir surovin širok, sinteza pa je tudi relativno enostavna.Obstaja veliko vrst dianhidridov in diaminov, poliimide z različnimi lastnostmi pa lahko dobimo z različnimi kombinacijami.
2. Poliimid lahko polikondenziramo pri nizki temperaturi z dianhidridom in diaminom v polarnem topilu, kot je DMF, DMAC, NMP ali mešano topilo THE/metanol, da dobimo topno poliaminsko kislino, po tvorbi filma ali vrtenju. Segrevanje na približno 300 °C za dehidracija in ciklizacija v poliimid;anhidrid ocetne kisline in katalizatorje terciarnega amina lahko dodamo tudi poliaminski kislini za kemično dehidracijo in ciklizacijo, da dobimo poliimidno raztopino in prah.Diamin in dianhidrid lahko tudi segrevamo in polikondenziramo v topilu z visokim vreliščem, kot je fenolno topilo, da dobimo poliimid v enem koraku.Poleg tega lahko poliimid dobimo tudi z reakcijo estra dibazične kisline in diamina;prav tako se lahko pretvori iz poliaminske kisline najprej v poliizoimid in nato v poliimid.Vse te metode prinašajo udobje pri obdelavi.Prva se imenuje metoda PMR, ki lahko pridobi nizko viskoznost, visoko trdno raztopino in ima okno z nizko viskoznostjo taline med obdelavo, kar je še posebej primerno za izdelavo kompozitnih materialov;slednja se poveča. Za izboljšanje topnosti se med procesom pretvorbe ne sproščajo nizkomolekularne spojine.
3. Dokler je čistost dianhidrida (ali tetrakisline) in diamina kvalificirana, je ne glede na uporabljeno metodo polikondenzacije enostavno dobiti dovolj visoko molekulsko maso, molekulsko maso pa je mogoče zlahka prilagoditi z dodajanjem enote anhidrida ali enota amin.
4. Polikondenzacija dianhidrida (ali tetrakisline) in diamina, dokler molsko razmerje doseže ekvimolarno razmerje, lahko toplotna obdelava v vakuumu močno poveča molekulsko maso trdnega predpolimera z nizko molekulsko maso, s čimer se izboljša predelava in oblikovanje prahu.Pridi udobno.
5. Enostavno je uvesti reaktivne skupine na koncu verige ali verigi, da tvorijo aktivne oligomere, s čimer dobimo termoreaktivni poliimid.
6. Uporabite karboksilno skupino v poliimidu za izvedbo esterifikacije ali tvorbe soli in uvedite fotoobčutljive skupine ali dolgoverižne alkilne skupine, da dobite amfifilne polimere, ki jih je mogoče uporabiti za pridobivanje fotorezistov ali za pripravo filmov LB.
7. Splošni postopek sintetiziranja poliimida ne proizvaja anorganskih soli, kar je še posebej koristno za pripravo izolacijskih materialov.
8. Dianhidrid in diamin kot monomera je enostavno sublimirati pod visokim vakuumom, zato ju je enostavno oblikovatipoliimidfilm na obdelovancih, zlasti napravah z neravnimi površinami, s parnim nanašanjem.
Čas objave: 6. februarja 2023