PEI聚醚酰亚胺物理性能分析
增韧聚醚酰亚胺(PEI)复合材料的制备及性能研究
增韧聚醚酰亚胺(PEI)复合材料的制备及性能研究
曾瞬钦;许斌;李永奇;刘光龙;舒友;罗琼林
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】采用三元乙丙橡胶(EPDM)、自主创新研发的聚苯乙烯基炭化微球、聚醚酰亚胺为原料,通过挤出熔融共混法制得增韧聚醚酰亚胺复合材料。
实验结果表明,当加入三元乙丙橡胶用量为15份时,其冲击强度、断后伸长率与纯料进行对比,分别提高了200.0%、272.7%,达到了提高聚醚酰亚胺抗冲性能的目的;DSC测试结果表明,在聚苯乙烯基炭化微球作用下,三元乙丙橡胶与聚醚酰亚胺具有一定的相容性;TGA测试结果表明,聚醚酰亚胺复合材料加工温度在430℃范围内热稳定性良好;SEM冲击断面表明,EPDM/聚苯乙烯基炭化微球母粒料的加入对聚醚酰亚胺具有增韧效果,且粒子分布均匀。
【总页数】3页(P168-170)
【作者】曾瞬钦;许斌;李永奇;刘光龙;舒友;罗琼林
【作者单位】怀化学院新材料制备及应用中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ
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PEI材料简介
PEI材料简介1、材料综述聚醚酰亚胺材料（PEI）是一种非结晶的高性能聚合物，具有出色的耐热性、良好的耐化学腐蚀性、固有的阻燃性和极佳的尺寸稳定性。
PEI原树脂呈透明的琥珀色，是通过缩聚合成的，分子结构为：PEI原树脂的主要性能特征为：·很高的长期耐热能力，玻璃态转变温度（Tg）为217℃，HDT/Ae为190℃，长期使用温度（RTI）可以达到170℃。
·固有的阻燃性、氧指数为47%，并且发烟量低，符合ABD、FAR和NBS要求。
·极佳的尺寸稳定性（蠕变敏感度低，热膨胀系数小且均匀）·高温下具有极高的强度和模量。
·对多种化学物质具有很好的耐腐蚀性，如汽油流体、全卤化碳氢合物、酒精和水溶液。
·在较宽范围的温度和频率条件下具有稳定的介电常数和损耗因子。
·对可见光、红外光和微波辐射是透明、不吸收的。
·符合欧盟和美国关于食品接触类的FDA和USP VI类要求。
·在传统的成型设备上加工性能杰出。
2、应用介绍2.1、餐饮行业PEI由于具有高性能而且产品设计灵活，可以广泛应用于各种高质量、高重复使用的食品服务行业，PEI 生产的产品可以回收重复利用。
典型的应用案例如：餐盘、汤碗、蒸盘、钟形罩、微波碗、烤箱器具、烹饪用具和可以重复使用的飞机餐具等。
餐饮行业中使用PEI材料可以满足以下功能：·干燥烘箱中可以承受200℃温度·出色的红外和微波透过性，可以快速加热食品·在组合蒸锅和热接触器中再加热·经过1000个使用周期（使用清洁剂在洗碗机中清洗），其性能保持不变·非常出色的抗着色性能，即使是染色能力最强的东西也不能将其染色（如调味番茄酱、烤肉调味酱等）。
·符合FDA、欧盟和美国等国家地区的食物接触规定·耐大多数烹饪油和油脂·长时间、高温条件下保持水解稳定性·不烫手，加热结束后可以轻松拿起PEI加热盘2.2、医疗器械PEI树脂可以用于生产需要重复使用的医疗设备，如消毒盒、活栓、牙科设备、吸液管等。
聚醚酰亚胺的单体单元-概述说明以及解释
聚醚酰亚胺的单体单元-概述说明以及解释1.引言1.1 概述聚醚酰亚胺是一类具有特殊结构和性能的聚合物材料，其分子中含有醚酰亚胺基团。
这种聚合物在高温、高强度和耐化学腐蚀等方面表现出色，因此在航空航天、电子、医学等领域有广泛的应用。
本文将对聚醚酰亚胺的单体单元进行深入探讨，并分析其制备方法及在材料领域的潜在应用价值。
通过对聚醚酰亚胺的相关研究进行综述，旨在为该类材料的进一步研究和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括以下内容：1. 引言：介绍文章的背景和意义，引出聚醚酰亚胺的研究对象。
2. 正文：- 聚醚酰亚胺的定义与特性：介绍聚醚酰亚胺的化学结构、性质和特点。
- 聚醚酰亚胺的制备方法：详细介绍制备聚醚酰亚胺的几种主要方法和工艺。
- 聚醚酰亚胺在材料领域的应用：探讨聚醚酰亚胺在材料研究和工程领域的广泛应用和前景。
3. 结论：总结文章的主要观点和内容，展望聚醚酰亚胺未来的发展方向，并给出结论和建议。
1.3 目的本文旨在系统性地介绍聚醚酰亚胺的单体单元，包括其定义、特性、制备方法以及在材料领域的应用。
通过对聚醚酰亚胺单体单元的深入了解，有助于读者对该材料的性质和应用有更全面的认识，进一步推动聚醚酰亚胺在科学研究和工程应用中的发展。
同时，本文也旨在激发读者对聚醚酰亚胺的兴趣，促进相关领域的学术交流和合作。
2.正文2.1 聚醚酰亚胺的定义与特性聚醚酰亚胺是一种高性能的聚合物材料，具有优异的热稳定性、机械性能和化学稳定性。
它由含有醚酰亚胺基团（etherimide）的单体聚合而成，因此得名。
聚醚酰亚胺具有高温耐久性，能够在较高温度下长期保持稳定性，因此被广泛应用于高温环境下的材料领域。
具体来说，聚醚酰亚胺具有以下特性：1. 高温稳定性：聚醚酰亚胺的玻璃转变温度通常在200以上，甚至可以达到300。
这使得聚醚酰亚胺在高温环境下仍能保持其机械性能和化学稳定性。
2. 优异的机械性能：聚醚酰亚胺具有较高的强度和刚度，同时具有良好的耐疲劳性和抗冲击性，使其在工程领域中得到广泛应用。
PEI的特性应用及加工工艺
PEI的特性、应用及加工工艺
聚乙醚的型应用范围:汽车工业发动机配件如温度传感器、燃料和空气处理器等;电器及电子设备电气联结器、印刷电路板、芯片外壳、防爆盒等;产品包装;飞机内部设备;医药行业外科器械、工具壳体、非植入器械..
注塑模工艺条件:干燥处理：PEI具有吸湿特性并可导致材料降解..要求湿度值应小于0.02%..建议干燥条件为150℃、4小时的干燥处理..熔化温度：普通类型材料为340~400℃；增强类型材料为340~415℃..模具温度：107~175℃;建议模具温度为140℃..注射压力：700~1500bar..注射速度：使用
尽可能高的注射速度..
化学和物理特性: PEI具有很强的高温稳定性;既使是非增强型的PEI;仍具有很好的韧性和强度..因此利用PEI优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件..PEI还有良好的阻燃性、抗化学反应以及电绝缘特性..玻璃化转化温度很高;达2 15℃..PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性..。
探析聚乙烯亚胺微球(PEI)制备的影响因素
探析聚乙烯亚胺微球（PEI）制备的影响因素聚乙烯亚胺微球（PEI）是一种常用的高分子材料，其物化性质良好，有着较高的热稳定性和电性能，广泛应用于生物、医药、化工等领域。
PEI的制备方法主要包括溶剂反相乳化、水相反相乳化、溶剂扩散等多种方法。
PEI微球的制备过程中受到许多影响因素的影响，这些因素可能影响到PEI微球的粒径、分散性、形貌等物理性质，进而影响材料功能和应用效果。
下面我们将从溶剂、表面活性剂、PH值、温度等方面探析PEI制备的影响因素。
（一）溶剂溶剂是影响PEI微球制备的关键因素之一。
PEI的溶剂主要包括水、丙酮、二氯甲烷、甲醇等。
研究发现，PEI微球的制备中选择不同的溶剂，影响微球的粒径、形貌、分散性。
水相反相乳化法制备PEI微球时，水相中PEI的浓度越高，PEI微球的粒径越大，而乳液的稳定性也越好。
丙酮、甲醇等有机溶剂中PEI单体的溶解度较低，可用作PEI微球的沉淀剂，通过控制混合溶液的pH值和PEI浓度，可以调控PEI微球的大小和形貌。
（二）表面活性剂表面活性剂主要作用是降低溶剂的表面张力和界面能，形成乳化剂或分散剂，促进乳胶稳定性增加PEI微球制备的成功率。
同时，表面活性剂的种类和用量也会影响PEI微球的粒径和形貌。
不同种类的表面活性剂对PEI微球制备具有不同的影响。
如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等阴离子表面活性剂会使PEI微球粒径增大；非离子表面活性剂如辛基乙氧基醇等，由于分子结构中包含一个不规则的尾状部分，使得其分子形态各异，产生剪切力和抗拉力，从而减小PEI微球的粒径。
（三）PH值PH值是影响 PEI微球制备的另一个关键因素。
调节反应体系的pH值，可以控制PEI微球的形成和形貌。
通常在PEI微球的制备过程中， pH值是通过加入酸碱调节剂来调节的。
实验表明，PH值对PEI微球的制备有一定的影响。
在保持表面活性剂浓度和混合溶液的温度不变的条件下，当调整pH值时， PEI微球粒径呈现先增大后减小的趋势，其最佳值通常在 2.6~4.5范围之间。
特种工程塑料PEEK、PEI、LCP
1、聚醚酮类与聚醚醚酮（PEEK）聚醚酮类是大分子主链的一个链节中同时含有醚基和酮基的一类高聚物的总称。
按命名习惯，当链节中含有一个醚基和一个酮基时，称为聚醚酮（英文缩写为PEK），当链节中含有一个醚基和二个酮基时，称为聚醚酮酮（英文缩写为PEKK），当链节中含有二个醚基和一个酮基时，称为聚醚醚酮（英文缩写为PEEK）。
它们的构造式如下：聚醚醚酮一直是聚醚酮类中最主要的品种。
它是由4．4–二氟苯酮、对苯二酚和碳酸钠或碳酸钾为原料，以苯砜为溶剂制得。
聚醚醚酮是一种具有热固性树脂使用特性的热塑性树脂，它是一种结晶性聚合物，熔点334℃，分解温度在500℃以上，其制品具有良好的机械性能和耐热性。
可在220℃连续使用，最高使用温度为240℃。
加入30％玻璃纤维后，可在310℃连续使用。
聚醚醚酮有优良的耐辐射性和耐化学药品性，除浓硫酸外，可耐所有的化学试剂。
聚醚醚酮即使在260℃的热水中也不会发生水解。
此外具有优异的电绝缘性能，良好的韧性，在高温下仍保持优良的耐磨性。
聚醚醚酮在火焰中燃烧性低，且只发出低量的烟气，其燃烧性属于UL94V－0级。
由于聚醚醚酮熔点高，因此注塑加工温度高。
通常设定值为360－390℃。
熔融后的聚醚醚酮，有良好的加工流动性。
2、聚酰胺–酰亚胺（PAI）聚酰胺–酰亚胺是大分子主链的一个链节中同时含有酰胺基和酰亚胺的一类高聚物的总称，其英文缩写为PAI。
聚酰胺–酰亚胺通常是由偏苯三酸酐与芳香族二胺缩聚而得,其典型分子构造式如下：聚酰胺–酰亚胺是一种新型的耐高温、耐辐射绝缘材料和结构材料，不仅室温机械性能突出，并且中高温下也有优良的机械性能，如Amoco公司产品Torlon 4203,在175℃时的拉伸强度仍在110Mpa以上，弯曲强度在150Mpa以上。
聚酰胺–酰亚胺的很高的热变形温度，大约为275℃左右，经玻璃纤维增强后，热变形温度在300℃以上。
聚酰胺–酰亚胺UL连续使用温度为220℃，在220℃经1500小时热老化后，拉伸强度仍保持在80％以上。
聚醚酰亚胺
聚醚酰亚胺综述在塑料工业发展的现阶段, 结构用材料的研制和生产受到高度重视。
聚醚酞亚胺属于耐高温结构热塑性塑料。
它们是具有杂环结构的缩聚物, 由有规则的交替重复排列的醚和酞亚胺环构成, 其通式如下一、合成这类材料的合成包括芳族亲核硝基取代反应和环化反应。
基于这两反应过程先后次序的不同, 有两种制造的方法。
第一种方法是首先进行环化反应, 生成酞亚胺环, 然后进行芳族亲核硝基取代反应, 形成柔性醚“ 铰链” , 这种方法称为多硝基取代反应法。
第二种方法是先进行芳族亲核硝基取代反应, 然后进行环化反应。
这是另一种合成的方法, 其中聚合物的生成工序是多环缩聚过程。
利用多硝基取代反应制取分子量能保证所需使用性能的的方法存在很多问题。
按传统制备聚酞亚胺的路线即用二胺和含醚键的芳族四梭酸二醉合成这类聚合物的方法最有前途。
直到最近, 制备这样的含醚键二醉还存在严重困难。
合成这类可用以制得含醚芳族双邻苯二甲酸醉的化合物的新途径在于利用活化硝基被酚盐阴离子取代的反应。
特别值得提到的是, 在环酞亚胺中所含的、两梭基以及次氨基氮川对硝基的活化极为有效。
借助这种活化可以按如下路线合成含醚键的多种芳族四梭酸二酐；应当指出, 含醚“ 铰链”的双邻苯二甲酸酐的性质与最常见的双邻苯二甲酸酐即苯均四酸二酐,3 ,3 … ,4 ,4 …一联苯四梭酸二酐和二苯甲酮, 3 ,3 … ,4 ,4 …一四梭酸二配有重大差别。
醚“ 桥”的电子施与特性决定了这类化合物的低亲电子性, 这表现在其对水解的稳定性和同二胺反应活性不高。
与这类最常见的单体不同, 按上法合成的双邻苯二甲酸醉易溶于普通有机溶剂, 这与聚酞亚胺在有机溶剂中的溶解度相关。
因此, 不仅可用传统的两步法, 而且可用非传统的方法, 即在非极性有机溶剂和酚型溶剂（表1和表2）中高温均相缩聚合成PEI的反应式如下某些PEI可用熔融缩聚法制备。
这一方法从经济、生态和技术的观点来看都是最有发展前途的。
PEI材料性能
PEI原料的性能：1）：PEI是一种稳定性能级佳的热塑性工程树脂2 ）：PEI树脂的一个突出性能是能够经受长时间的高温考验。
此耐高热性能，加上出色的可燃性和UL实验室的认证，使PEI树脂符合了高温应用的苛刻要求。
3 ）：（延展性）PEI树脂不但无伦比地兼有高强度与高模量的特性，它还具备突出的延展性。
其屈服拉伸延伸得它能够自由结合各种便于装配的搭扣配合设计。
甚至在只加入了10%玻纤增强的情况下，PEI 2100树脂也可在零度以下至200℃温度范围内保持延展性。
4 ）：（冲击强度）PEI 1000树脂具有出色的实际抗冲击性能。
鉴于PEI 树脂显示缺口灵敏度，建议遵守标准设计原则。
应最大限度地减少注塑部件中的应用力集中点（如尖角），以提供最大有冲击强度。
PEI AT*100树脂专用于需要高冲击性能的应用。
此系列的缺口Izod冲击可达15km/mз。
5 ）：（耐疲劳性）对于循环装填或摆动部件，疲劳是一生要的设计考虑因素。
6 ）：（蠕变行为）在考虑任何热塑性塑料的机械性能时，设计师必须认识到温度，应力水平和负荷持续时间对材料性能的影响。
机使在无法使用许多其他热塑性塑料的温度和应力水平下，PEI 树脂也显示了极好的抗蠕变性能。
7）：PEI 树脂具有出色的电性能，在广泛的环境条件下都能保持稳定。
再加上热性能和机械性能，使PEI 树脂成为要求极高的电子和电气应用的理想选择。
8）（相对介电常数）虽然应用可能需要或高或低的相对介电常数绝对值，但更生要的是这些值整个使用温度和/或频率范围内保持稳定。
9）：（耗散因数）PEI 1000树脂在很大的频率范围内都具有极低的耗散因数，尤其是在千赫（10*3-Hz）和千兆赫（10*9-Hz）的范围内。
10）：（介电强度）一种优良的绝缘体，PEI 树脂厚度为1.6mm时介电强度为25KV/mm（在油中），厚度对介电强度成正比的。
11):（耐化学腐蚀性）与其他无定形树脂不同。
PEI 聚醚酰亚胺树脂表现出了对各种化学制品不同常的顽强耐受力。
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PEI聚醚酰亚胺物理性能分析
1、收缩性0.006in(0.6%),加30%玻纤可减少0.2%~0.4%。
2、底色为橙/褐/琥珀色，遇火燃烧发出黄色火焰，离火后自动熄灭。
3、模温65~175℃，140℃为最佳，室温下24小时内吸水0.25%(饱和吸水量约为1.25%)。
4、焗料：150℃/3~5小时，如橡胶有泡沫或制品有银色的条纹，物料必须有较长的烘干时间。
用原料啤塑烘干3小时，当加入水口料或天气潮湿2~5月份时焗料5小时。
5、机筒不佳，制品就会有黑点，最好用短咀，由于高温可能导致降质，故射胶量必须与机器的炮筒互相配合。
6、熔胶温度：340~425℃，约380℃最佳。
7、若温度360℃，停留不能超过10分钟，400℃时不能停留超过6分钟。
8、射速适中至高速，回胶转速配合周期，背压随意，洗机可用HDPE、GFPC、PMMA(PMMA 只在低温下使用)，以加工温度开始清理，改温度降至260℃，直到将PEI完全清理，继续操作10分钟，然后重新清理，澈底清除为止。
9、把PEI浸入苯酒精中就可以发现应力的痕迹，2500PSI以上的应力，在浸入苯酒清15~20秒后即可现形，二氧化钾烷的威力更甚，只须30秒/1000PSI以上的应力即可现形。