聚酰亚胺
聚酰亚胺
聚酰亚胺( PI)聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达 400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H 级绝缘材料。
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
性能：1.外观淡黄色粉末2.弯曲强度(20℃) ≥170MPa3.密度 1.38～1.43g/cm34.冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m25.拉伸强度≥100 MPa6.维卡软化点 >270℃7.吸水性(25℃，24h)8.伸长率 >120%钛酸钡分子式:BaTiO3 分子量:233.1922性状白色粉末熔点1625℃相对密度 6.017溶解性：溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸，不溶于热的稀硝酸、水和碱。
熔点:1625℃钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。
在此温度以下，1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。
此时，六方晶系是稳定的。
在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央，Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中（见右图）。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无铁电性，也无压电性。
随着温度下降，晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130~5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm点群，具有显著地铁电性，其自发极化强度沿c轴方向，即[001]方向。
钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时，结构变化较小。
从晶胞来看，只是晶胞沿原立方晶系的一轴（c轴）拉长，而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下，在5~-90℃温区内，钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。
聚酰亚胺
一、聚酰亚胺材料及其应用（一）、聚酰亚胺材料概述聚酰亚胺是指分子主链中含有酰亚胺环的一类聚合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能，使他具有了很好的耐热性及优异的力学、电学等性能，且耐辐照、耐溶剂。
在高温下具备的卓越性能够与某些金属相媲美。
此外，它还具有优良的化学稳定性、坚韧性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性以及其他机械性能。
（二、）聚酰亚胺材料的重要性聚酰亚胺（简称PI）是综合性能最佳的有机高分子材料之一，已被广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
今年来，各国都将聚酰亚胺列为21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺，因其在合成和性能方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到了充分的认可，并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。
（三）、聚酰亚胺材料的性能简介（1）、对于全芳聚酰亚胺，其分解温度一般都在500℃左右。
由联苯二酐和对笨二胺合成的聚酰亚胺，其热分解度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
（2）、聚酰亚胺可耐极低温，如在—269℃液态氮中仍不会脆裂。
（3）、聚酰亚胺还具有很好的机械性能，抗张度均在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺薄膜的抗张力强度为170MPa，而联苯型聚酰亚胺薄膜的抗张力度达到400MPa。
作为工程塑料，其弹性模量通常为3~4GMPa，而纤维的可达200GMPa。
（4）、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对烯酸稳定，一般的品种也不大耐水解，但可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺。
（5）、聚酰亚胺的热膨胀系数非常高。
（6）、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能。
（7）、聚酰亚胺具有很好的介电性能。
（8）、聚酰亚胺为自熄性聚合物，发烟率低。
（9）、聚酰亚胺无毒。
一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。
二、聚酰亚胺纤维芳香族聚酰亚胺（PI）纤维主要指由聚酰胺酸（PAA）或PI溶液纺制而成的高性能纤维。
PI纤维与PPTA纤维相比有更高的热稳定性、更高的弹性模量、低的吸水性、耐低温性能和辐射性能等。
聚酰亚胺是什么材料
聚酰亚胺是什么材料
聚酰亚胺是一种高性能工程塑料，具有优异的物理和化学性能，被广泛应用于
航空航天、汽车、电子、化工等领域。
聚酰亚胺具有高温稳定性、耐腐蚀性、机械强度高等特点，因此备受工程师和设计师的青睐。
首先，聚酰亚胺的化学结构决定了其优异的性能。
聚酰亚胺分子中含有酰亚胺
基团，这种特殊的结构使得聚酰亚胺具有优异的热稳定性和耐化学腐蚀性。
在高温下，聚酰亚胺仍然能够保持其原有的性能，不会发生软化或变形，因此被广泛应用于高温环境下的零部件制造。
此外，聚酰亚胺还具有优异的电性能，因此在电子领域也有着重要的应用价值。
其次，聚酰亚胺的机械性能也非常优异。
聚酰亚胺具有高强度和刚性，同时又
具有较高的韧性和抗疲劳性，因此在航空航天和汽车领域被广泛应用于制造结构件和功能件。
与此同时，聚酰亚胺还具有较低的摩擦系数和良好的自润滑性能，使得其在摩擦磨损领域也有着重要的应用。
此外，聚酰亚胺还具有良好的耐化学腐蚀性和耐老化性。
在化工领域，聚酰亚
胺被广泛应用于制造耐腐蚀设备和管道，能够有效地抵抗酸碱等腐蚀介质的侵蚀，保证设备的长期稳定运行。
同时，聚酰亚胺还具有良好的耐紫外线性能和耐气候老化性能，能够在恶劣的户外环境下长期使用。
总的来说，聚酰亚胺作为一种高性能工程塑料，具有优异的物理和化学性能，
被广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。
其优异的热稳定性、机械性能、耐化学腐蚀性和耐老化性能，使得其在各个领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步，相信聚酰亚胺在更多领域将会有着更广泛的应用。
聚酰亚胺
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聚酰亚胺+定义
聚酰亚胺+定义摘要：I.聚酰亚胺简介- 聚酰亚胺的定义- 聚酰亚胺的特点- 聚酰亚胺的分类II.聚酰亚胺的应用领域- 电子行业- 航空航天领域- 汽车工业- 医疗领域III.聚酰亚胺的发展趋势- 聚酰亚胺研究的进展- 聚酰亚胺市场前景- 聚酰亚胺的可持续发展IV.聚酰亚胺的制备方法- 聚酰亚胺的合成方法- 聚酰亚胺的生产工艺- 聚酰亚胺的改性方法V.聚酰亚胺的性能测试- 聚酰亚胺的物理性能测试- 聚酰亚胺的化学性能测试- 聚酰亚胺的力学性能测试正文：聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）是一种具有优异性能的有机高分子材料，其主链上含有酰亚胺基团（-CO-N-CO-）的一类聚合物。
聚酰亚胺具有高强度、高模量、耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐辐射、低介电常数、低吸水性、高抗氧化性等优异性能，被广泛应用于各个领域。
一、聚酰亚胺简介1.定义聚酰亚胺是一类具有特殊结构的高分子材料，其主链上含有酰亚胺基团（-CO-N-CO-），是通过酰亚胺化反应合成的。
2.特点聚酰亚胺具有以下特点：高强度、高模量、耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐辐射、低介电常数、低吸水性、高抗氧化性等。
3.分类聚酰亚胺可以根据其分子结构、原料类型和应用领域进行分类。
根据分子结构，聚酰亚胺可分为脂肪族聚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺和杂环聚酰亚胺等；根据原料类型，聚酰亚胺可分为二元酐型聚酰亚胺、二元酸型聚酰亚胺和混合型聚酰亚胺等；根据应用领域，聚酰亚胺可分为电子聚酰亚胺、航空航天聚酰亚胺、汽车工业聚酰亚胺和医疗聚酰亚胺等。
二、聚酰亚胺的应用领域1.电子行业聚酰亚胺在电子行业中具有广泛的应用，如用于制造柔性电路板、柔性显示器、绝缘材料、封装材料等。
2.航空航天领域聚酰亚胺在航空航天领域中具有重要的应用，如用于制造飞机、火箭、卫星等部件，以及航空发动机、导弹等。
3.汽车工业聚酰亚胺在汽车工业中具有广泛的应用，如用于制造汽车发动机、制动系统、传动系统等部件。
4.医疗领域聚酰亚胺在医疗领域中具有重要的应用，如用于制造医疗器械、人工器官等。
聚酰亚胺 PI MSDS
聚酰亚胺 PI MSDS聚酰亚胺 (PI) MSDS1. 概述聚酰亚胺（Polyimide，简称PI）是一种高分子聚合物，具有优异的耐热性、耐化学性、机械性能和电绝缘性能。
本材料安全数据表（MSDS）提供了关于聚酰亚胺的安全信息和处理指南。
2. 成分/化学名聚酰亚胺（PI）的化学组成可能因生产工艺和具体品种而异。
一般而言，聚酰亚胺由二元酸和二元胺或其衍生物通过缩聚反应制得。
3. 物理/化学性质聚酰亚胺具有以下物理/化学性质：- 高热稳定性：聚酰亚胺能够在高温环境下保持稳定，其玻璃化转变温度（Tg）通常在200°C以上。
- 良好的化学稳定性：聚酰亚胺对大多数溶剂和化学品具有很好的抵抗力。
- 优秀的机械性能：聚酰亚胺具有较高的强度和模量，同时具有优异的柔韧性和耐磨性。
- 良好的电绝缘性能：聚酰亚胺具有极低的介电常数和介电损耗，适用于电子电气领域。
4. 健康风险聚酰亚胺本身通常不被认为是危险物质。
然而，在加工过程中，可能会产生有害物质，如单体、溶剂和副产物。
操作人员应采取适当的安全措施，以防止吸入、接触或摄入这些物质。
5. 安全措施在使用聚酰亚胺时，应遵循以下安全措施：- 避免吸入：操作时佩戴防尘口罩或空气呼吸器。
- 防止接触皮肤和眼睛：佩戴防护眼镜和手套。
- 避免摄入：工作期间勿进食、喝水或吸烟。
- 确保良好的通风：在封闭空间内操作时，确保空气流通。
6. 处理和存储聚酰亚胺粉末或颗粒应在干燥、通风的环境中储存，避免潮湿和高温。
在加工过程中，应确保充分通风，以防止吸入有害物质。
7. 应急处理如接触聚酰亚胺或其加工过程中产生的有害物质，请立即用大量清水冲洗受影响区域，并寻求医疗建议。
8. 法规遵从性本MSDS符合中华人民共和国相关法律法规要求。
9. 制造商信息制造商名称：[制造商名称]地址：[制造商地址]联系电话：[制造商联系电话]---以上为关于聚酰亚胺（PI）的MSDS文档，供您参考。
如需进一步修改或补充，请告知。
聚亚酰胺
聚亚酰胺聚酰亚胺聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料概述聚酰亚胺：英文名Polyimide (简称PI)聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。
分类聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种。
（1）缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。
由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。
因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。
（2）加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。
目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。
通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。
①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。
它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。
聚酰亚胺制备_实验报告
一、实验目的1. 了解聚酰亚胺的制备原理及工艺流程。
2. 掌握聚酰亚胺的合成方法，并学会操作相关实验设备。
3. 分析聚酰亚胺的性能，验证实验结果。
二、实验原理聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一种具有优异性能的有机高分子材料，具有高力学强度、低介电常数、耐高温、耐腐蚀、耐磨、耐辐射等特性。
其分子结构中含有酰亚胺环，通过酰亚胺环的共轭作用，使其具有独特的性能。
聚酰亚胺的制备方法主要有以下几种：1. 预聚法：先将二酐与二胺在强极性溶剂中预聚，形成聚酰胺酸，再通过加热或催化剂的作用，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
2. 缩聚法：直接将二酐与二胺在无溶剂或弱溶剂中进行缩聚反应，生成聚酰亚胺。
3. 分子内脱水闭环法：在聚酰胺酸分子链上引入具有反应活性的基团，如羧基、亚胺基等，通过加热或催化剂的作用，使分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
本实验采用预聚法进行聚酰亚胺的制备。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：反应釜、磁力搅拌器、温度计、过滤器、烘箱、电子天平、取样器等。
2. 试剂：均苯四甲酸酐（PMDA）、对苯二胺（ODA）、N'N-二甲基甲酰胺（DMF）、催化剂、去离子水等。
四、实验步骤1. 准备反应釜，加入一定量的DMF作为溶剂。
2. 称取一定量的PMDA和ODA，分别加入反应釜中。
3. 开启磁力搅拌器，在室温下搅拌一定时间，使PMDA和ODA充分混合。
4. 将反应釜加热至一定温度，保持搅拌，使PMDA和ODA发生预聚反应，形成聚酰胺酸。
5. 加入催化剂，继续搅拌，使聚酰胺酸分子内脱水闭环，形成聚酰亚胺。
6. 将反应液过滤，除去未反应的PMDA和ODA。
7. 将聚酰亚胺溶液在烘箱中干燥，得到聚酰亚胺薄膜。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，成功制备出聚酰亚胺薄膜。
2. 性能分析：（1）力学性能：聚酰亚胺薄膜具有优异的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度等。
（2）介电性能：聚酰亚胺薄膜具有低介电常数和介电损耗，适用于高频、高压等场合。
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（
（
n
n
(SO3H)x
(O
O C
O
ClSO3H
(O
O C
O
y(HO3S)
When x is less than 1，y=0. When x=1，y=0 ~0.5.
O
O O C SO3Na F + n F O C
m+n N N O O N NH
+ m
F NaO3S
F
H
DMSO O O
K2CO3 O H+ O
Journal of Membrane Science 298 (2007) 48–55
Materials Science and Engineering B 157 (2009) 1–5
O F C M1 F
CH3
CH3 OH
+ HO
C CH3 M2
+
HO
C CH3 M3
OH
DMAc, Toluene, K2CO3 140 o C, 3h 165 o C, 10h O C O CH3 C CH3 O
甲酚中，形成速度大于苯酰亚胺。
4）使用两种二酐或二胺的共聚反应
目的：破坏聚酰亚胺的分子结构对称性和重复 规整度，降低链间作用力和结晶度
聚酰亚胺合成研究新进展
1）苯边四酸型聚酰亚胺-含弯曲单元
2）氨基酐化合物--AB型聚酰亚胺
手性二酐和二胺
Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry 2007：3748
O O O O O O
O O O O O O
3，3’，4，4’-联苯四酸酐 2，2’，3，3’ 联苯四酸酐
R H2N R NH2
增大两个芳香环的二面角能够改善聚酰亚胺 的溶解性。 扭曲二胺：2，2’-双三氟甲基-4，4’ –联苯二胺，
2，2’-二甲基-4，4’ –联苯二胺， 2，2’-二苯基-4，4’ –联苯二胺， 2，2’-双（4-三氟甲基苯基）-4，4’ –联苯二胺 联苯的2，2’位引入取代基，在空间上迫使两个 苯环取二面角较大的非平面构象。
不溶
溶于DMF
NH2
NH2
溶于DMF、DMAc、DMSO、NMP
均苯四酸酐（PMDA）是最小且刚性最大的二酐
O O O
R
O
用均苯四酸酐（R为H）、 聚合物只溶于 H2SO4或甲 磺酸
O
R，R’：苯基、三氟 甲基、三氟甲氧基、
R'
O
3-三氟甲基苯基、 4三氟甲基苯基
3）引入扭曲和非平面结构
扭曲和非平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌，从 而降低了分子间作用力，提高溶解性
O O O O R O R O
同时含扭曲二酐和扭曲二胺的聚酰亚胺极易 溶于丙酮和四氢呋喃中
与苯酐不同的是，这种萘酐对空气中水分呈惰性。
在少量异喹啉存在下，BNDA与多芳香二胺在间甲 酚 中于200℃，经一步法聚合可得到一系列聚酰 亚胺，除了与对苯二胺的聚合产物是部分溶解外， 其余所有聚酰亚胺地聚合过程中是完全溶解在间
存在的问题: 加工性较差
分子水平上聚酰亚胺的结构改性
1）引入柔性结构单元
2）引入大的侧基 3）引入扭曲和非共平面结构 4) 通过共聚破坏分子对称性和 重复规整度
1）引入柔性结构单元
在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提 高聚酰亚胺分子链的流动性
二酐或二胺单体中连接位置对聚酰亚胺的溶解性 有显著影响：要邻位连接，聚酰亚胺溶解性好； 间位次之；对位最差。
N N O
N N O HO S 3
O C
SO3H x
N N O O
N N
O C
y
HO (m+ n)
OH O C SO3Na F + n F O C F
+ m F
NaO3S K2CO3
DMSO
175 ° C NaO3S O O O C
20 h
x
\ O
O
O C
y
SO3Na
H+ HO3S O O O C
第一章 缩聚型聚酰亚胺的分 子设计与合成
聚酰亚胺（PI）是航空、航天工业发展的必需材 料。1961年由美国DuPont 公司首先推出。
热塑性：聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺
非热塑性：全芳香聚酰亚胺
芳香型聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物，通 常分为两种：加聚型聚酰亚胺和缩聚型聚酰亚胺
加聚型聚酰亚胺：双马来型、降冰片烯封端的聚酰亚 胺低聚物（如美国宇航局的PMR-15）以及炔封端 的聚酰亚胺低聚物（如美国Thermid系列产品）。 这类聚酰亚胺较脆，但其固化后树脂作复合材料的 基材，应用在电路印刷板、飞机、汽车、火车和近 海采油平台。
缩聚型聚酰亚胺：芳香二酐与芳香二胺或脂肪二胺缩 聚而得（均苯四酸二酐与4，4’-二氨基二苯醚缩 合），单体选择范围广，可根据需要合成一些具有 特定物理性质（如Tg 、Tm、韧性、模量及热膨胀 系数等）的聚合物。用途：胶粘剂、纤维、分离膜
性能特点：
1.
薄膜：（1）机械性能
温度 拉伸强度 2.45MPa 3.92 断裂伸长 130% 常温
UPILEX-R UPILEX-S
300℃
常温
250%
(相当软钢的强度)
300℃
2.18
-269℃ 仍具有很好的韧性，在广泛的温度范围内 都具有优异的机械性能
聚酰亚胺具有十分诱人的性能： 高拉伸强度（172.4MPa） 高拉伸模量(2.96GPa) 极好的热稳定性(空气中300℃加热500h失重仅 4.4%)
Journal of The Electrochemical Society, 156 5 B628-B633 2009
聚苯并咪唑
N N H H N N n
N N n HO3S PBI-PS HO3S N N N N n
N N
SO3H PBI-BS
SO3H
聚砜
CH2OR O O O S O n
n
O C O
CH3 C CH3 O
n
2）引入大的侧基
引入一个庞大的侧基可有效降低分子链作用力， 但不破坏分子链的刚性，因而可提高聚酰亚胺 的溶解性并同时保持了耐高温性质。
NH2 NH C=O
H2N
O O O
Ph Ph
O O O
Ph
苯代二酐
在聚酰亚胺分子中引入极性取代基亦可改善基溶 解性
NH2
(CH3)2CH
NH2
NH2
NH2
x
\ O
O
O C
y
SO3H
Journal of Power Sources 170 (2007) 20–27
100
Weight remaining, %
90
4a
80
4b 4c 4d
70
4e
60
200
300
400
500
600
o Temperature, C
Highly sulfonated poly(aryl ether ketone) block coplymers having a cross-linking structure
R:
H2 C H2 C
O S O O S O
PSF-VB
PSF-BZ
C C
O
O Ar n
O
O
C C
PrNHCOO-Ar-OOCNHPr + HOCH2(CF2)3CH2OH F5 F5
NaH DMAc 160oC
OArO p F4 F4
OCH2(CF2)3CH2O F4 Ⅲ F41.ClSO3H 2.KOHaq. 3.conc. HCl SO3H
b
Ⅲa
O
O
p
OCH2(CF2)3CH2O F4 F4
q
HO3S
SO3H
HO
OH + F
Ar
F
K2CO3 DMAC 170oC
O
O
Ar n
SO3H
Ar=
O C O C O C O C O C
ClSO3H
O
O
Ar n
SO3H