聚酰亚胺课件PPT课件
合集下载
聚酰亚胺课件
聚酰亚胺
聚酰亚胺材料的特性：
聚酰亚胺材料具有独特的化学、物理、力学和电学性能,包括:优异的耐热性能,可 在300 ～ 400℃的高温下使用。优良的力学性能,薄膜的拉伸强度和弯曲强度超 过100MPa ,伸长率超过10 %；耐辐射性能优良,在100rad 的射线或快速中子的 作用下,电性能和力学性能的变化都很小;耐低温性能好,在液氮甚至液氦温度下材 料的主要性能都无明显的劣化;化学稳定性好,抗有机溶剂和潮气的侵蚀;优良的电 绝缘性;优良的介电性能,介电常数:2. 8 —3. 5 ；介质损耗因数:0.01—0.002；纯 度高,钠离子含量可低于2 一3ppm ,氯离子含量低于3ppm ；对常用无机材料、金 属和介电材料的粘接性优良;可形成薄膜,也可形成厚膜；成型工艺简单、易行。 采用阶梯升温法,一次成型。 聚酰亚胺薄膜如下的性能特点： ①优良的电性能； ②较好的耐湿性； ③耐高温性； ④较好的尺寸稳定性； ⑤优良的耐化学性；
为了克服热塑性聚酰亚胺材料不易加工成型的缺点,研制开发成功了加工性 能优良的热固性聚酰亚胺材料,它不但具有热塑性材料所具有的各种优异性能, 而且克服了热塑性材料不易加工成型的缺点,融优良的加工成型性能和高性能 于一体,作为轻质、耐高温的结构材料和优良的绝缘介电材料在航天航空、电
子电力等领域得到了广泛运用；这种聚酰亚胺树脂为不透明固体，是不溶，亚胺和芳香族聚酰亚胺。因为脂肪族聚酰亚胺实 用性差,因此通常所说的聚酰亚胺一般指芳香族聚酰亚胺按热稳定性可分为: 1.热塑性聚酰亚胺：
热塑性聚酰亚胺的主链上含有亚胺环和芳香环具有阶梯型的结构。这类聚 合物具有优异的耐热性和抗热氧性能，在- 200- 260℃范围内具有优异的机械 性能、介电和绝缘性能以及耐辐射性能。 2.热固性聚酰亚胺：
缩聚型聚酰亚胺： 按所用有机芳香族四酸二酐单体结构的不同，聚酰亚胺又可 分为均苯酐型、醚酐型、酮酐型和氟酐型聚酰亚胺等。
聚酰亚胺材料的特性：
聚酰亚胺材料具有独特的化学、物理、力学和电学性能,包括:优异的耐热性能,可 在300 ～ 400℃的高温下使用。优良的力学性能,薄膜的拉伸强度和弯曲强度超 过100MPa ,伸长率超过10 %；耐辐射性能优良,在100rad 的射线或快速中子的 作用下,电性能和力学性能的变化都很小;耐低温性能好,在液氮甚至液氦温度下材 料的主要性能都无明显的劣化;化学稳定性好,抗有机溶剂和潮气的侵蚀;优良的电 绝缘性;优良的介电性能,介电常数:2. 8 —3. 5 ；介质损耗因数:0.01—0.002；纯 度高,钠离子含量可低于2 一3ppm ,氯离子含量低于3ppm ；对常用无机材料、金 属和介电材料的粘接性优良;可形成薄膜,也可形成厚膜；成型工艺简单、易行。 采用阶梯升温法,一次成型。 聚酰亚胺薄膜如下的性能特点： ①优良的电性能； ②较好的耐湿性； ③耐高温性； ④较好的尺寸稳定性； ⑤优良的耐化学性；
为了克服热塑性聚酰亚胺材料不易加工成型的缺点,研制开发成功了加工性 能优良的热固性聚酰亚胺材料,它不但具有热塑性材料所具有的各种优异性能, 而且克服了热塑性材料不易加工成型的缺点,融优良的加工成型性能和高性能 于一体,作为轻质、耐高温的结构材料和优良的绝缘介电材料在航天航空、电
子电力等领域得到了广泛运用；这种聚酰亚胺树脂为不透明固体，是不溶，亚胺和芳香族聚酰亚胺。因为脂肪族聚酰亚胺实 用性差,因此通常所说的聚酰亚胺一般指芳香族聚酰亚胺按热稳定性可分为: 1.热塑性聚酰亚胺：
热塑性聚酰亚胺的主链上含有亚胺环和芳香环具有阶梯型的结构。这类聚 合物具有优异的耐热性和抗热氧性能，在- 200- 260℃范围内具有优异的机械 性能、介电和绝缘性能以及耐辐射性能。 2.热固性聚酰亚胺：
缩聚型聚酰亚胺： 按所用有机芳香族四酸二酐单体结构的不同，聚酰亚胺又可 分为均苯酐型、醚酐型、酮酐型和氟酐型聚酰亚胺等。
聚酰亚胺课件
性 能 （综述）
缺点：熔点太高，
不溶于大多数有机溶 剂，加工流动性不佳， 易水解、吸水性较高 及膨胀系数大等。
a.力学性能： 拉伸、弯曲、压缩 强度较高； 突出的抗蠕变性， 尺寸稳定性。
b.热性能： 主链键能大， 不易断裂分解。 耐低温性好， 很低的 热膨胀系数
c.电性能： 优良的电绝缘性能 偶极损耗小， 耐电弧晕性突出， 介电强度高， 随频率变化小
聚酰亚胺结构与性能
1
大量含氮 五元杂环及芳环 2. 芳杂环的 共轭效应
分子链刚性大
分子间作用力强
高耐热性 和热稳定性
高力学性能
（高温下保持率很高）
聚酰亚胺结构与性能
1、 全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在 500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解 温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
聚酰亚胺结构与性能
7、 聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右， 引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常 数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为 100300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电 阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围 内仍能保持在较高的水平。 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经 得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相 容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞 毒性实验为无毒。
到目前为止 ,聚酰亚胺已有 20 多个大品种 ,随着其应用范围的扩大 ,有关聚酰 亚胺的品种将会越来越多。国外生产厂家主要集中在美国和日本 ,如美国的通 用电气公司、杜邦公司 ,日本的宇部兴产公司、三井东压化学公司;国内生产 厂家主要是上海合成树脂研究所和长春应用化学研究所。
聚酰亚胺PPT.
参考文献
• [1] 吴国光.聚酰亚胺及其薄膜的制造与应用[J]. 信息记录材料， 2010,11(5):47-53. • [2] 李敏,张佐光,仲伟虹,等.聚酰亚胺树脂研究与应用进展[J]. 复合 材料学报，2000,17(4),47-53. • [3] 李玉芳.聚酰亚胺树脂的生产和应用进展[J]. 化工文摘， 2009(4),17-21. • [4] Yin D X，Li Y F，Shao Y，et al. Synthesis and characteriza-tion of soluble polyimides based on trifluoromethylatedaromatic dianhydride and substitutional diaminetriphenyl-methanes[J].Journal of Fluorine Chemistry，2005，126（5）：819-823. • [5] Tsai M H，Whang W T. Low dielectric polyimide/poly（silsesquioxane）-like nanocomposite material[J]. Polymer，2001，42（9）： 4 197-4 207. • [6] 赵祎程， 姚军燕， 付建勇,等。聚酰亚胺树脂改性研究进展[J]. 中国粘胶剂，2011,20(8),52-56.
张朋朋 153112124
目录
概况 发展简史 分子结构与性能 合成与应用
聚酰亚胺
研究进展
聚酰亚胺
聚酰亚胺（PI） 是一族聚合物的总称 , 理论上 它们可 以由任何一种二酐和二胺 ,在一种适宜的溶剂里合成； 分子特征为主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以 含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
聚酰亚胺树脂复合材料(共32张PPT)
BTDE：MDA：NE=2.087：3.087：2，所得到的预聚 体相对分子量为1500。改变单体摩尔比可获得其
他不同预聚体相对分子质量的PMR聚酰亚胺。
PMR-15型聚酰亚胺预浸料制备的具体操 作
1）分别将BTDA、MDA、NA三种单体加入到 甲醇或乙醇溶剂中加热回流几个小时，形 成三种单体的溶液。
体积电阻率为1017Ωmm。
7）阻燃性 聚酰亚胺为自熄性聚合物，发 烟率低。
聚酰亚胺的这些性能特点，以及
可以根据性能要求选择不同的合成 途径，使其获得了广泛的应用，而 且在每一个应用方面聚酰亚胺都显 示了极为突出的性能，成为很有发 展前途的高分子材料。
PMR聚酰亚胺树脂及其复合材料
热固性聚酰亚胺 依据其活性封端基的 不同主要分为三种类
PMR-15型聚酰亚胺的特点
PMR-15聚酰亚胺性能优良，容易加 工，且原料便宜，但贮藏时间短，使用 了有致癌作用的MDA，尚不能满足更高的 耐热氧化要求，从而限制了PMR-15聚酰 亚胺更广泛的应用。
第二代PMR聚酰亚胺/PMR-Ⅱ
PMR-Ⅱ聚酰亚胺是美国NASA研制的第二代PMR聚酰 亚胺树脂，它是以4，4ˊ-六氟代异丙撑二邻苯基二甲 酯（6FDE）、对苯二胺（p-PDA）和NE为原料制得。与 PMR-15相比，该法提高了PMR型聚酰亚胺的抗热氧化稳 定性，将使用温度提高到了317℃。在PMR-Ⅱ聚酰亚胺体 系中提高n值可以增加预聚物的相对分子量，从而改 善交联树脂的热稳定性，但预聚体相对分子质量的 选择还必须考虑复合材料的可加工性，当时，预聚 物的相对分子质量达5000，即通常使用的所谓PMRⅡ-50，其Tg可达371~385℃。
聚酰亚胺（PI/Polyimide）
聚酰亚胺是主链中含有酰亚胺基团的杂环 聚合物的总称,包括体型的热固性聚酰亚胺和
他不同预聚体相对分子质量的PMR聚酰亚胺。
PMR-15型聚酰亚胺预浸料制备的具体操 作
1）分别将BTDA、MDA、NA三种单体加入到 甲醇或乙醇溶剂中加热回流几个小时，形 成三种单体的溶液。
体积电阻率为1017Ωmm。
7）阻燃性 聚酰亚胺为自熄性聚合物，发 烟率低。
聚酰亚胺的这些性能特点，以及
可以根据性能要求选择不同的合成 途径，使其获得了广泛的应用，而 且在每一个应用方面聚酰亚胺都显 示了极为突出的性能，成为很有发 展前途的高分子材料。
PMR聚酰亚胺树脂及其复合材料
热固性聚酰亚胺 依据其活性封端基的 不同主要分为三种类
PMR-15型聚酰亚胺的特点
PMR-15聚酰亚胺性能优良，容易加 工，且原料便宜，但贮藏时间短，使用 了有致癌作用的MDA，尚不能满足更高的 耐热氧化要求，从而限制了PMR-15聚酰 亚胺更广泛的应用。
第二代PMR聚酰亚胺/PMR-Ⅱ
PMR-Ⅱ聚酰亚胺是美国NASA研制的第二代PMR聚酰 亚胺树脂，它是以4，4ˊ-六氟代异丙撑二邻苯基二甲 酯（6FDE）、对苯二胺（p-PDA）和NE为原料制得。与 PMR-15相比，该法提高了PMR型聚酰亚胺的抗热氧化稳 定性，将使用温度提高到了317℃。在PMR-Ⅱ聚酰亚胺体 系中提高n值可以增加预聚物的相对分子量，从而改 善交联树脂的热稳定性，但预聚体相对分子质量的 选择还必须考虑复合材料的可加工性，当时，预聚 物的相对分子质量达5000，即通常使用的所谓PMRⅡ-50，其Tg可达371~385℃。
聚酰亚胺（PI/Polyimide）
聚酰亚胺是主链中含有酰亚胺基团的杂环 聚合物的总称,包括体型的热固性聚酰亚胺和
聚酰亚胺吴恒明课件
聚酰亚胺的成本问题
1 2
材料成本高
聚酰亚胺是一种高分子材料，其原料成本较高， 导致整体成本增加。
生产成本高
由于聚酰亚胺的加工难度大、时间长，因此生产 成本也相对较高。
3
应用成本高
聚酰亚胺在某些领域的应用成本较高，例如航空 航天、电子信息等高端领域。
聚酰亚胺的环境问题
不易降解
聚酰亚胺是一种不易降解的高分子材料，对环境造成一定的污染。
生产过程中的环境影响
聚酰亚胺的生产过程中会产生一定的废气、废水和固废等污染物， 对环境造成一定的影响。
使用过程中的环境影响
聚酰亚胺在某些领域的应用过程中可能会产生一定的环境问题，例 如电子信息领域中的废弃物处理问题。
06 吴恒明的聚酰亚胺研究进展
吴恒明在聚酰亚胺合成方面的研究
聚酰亚胺合成方法
吴恒明研究了多种聚酰亚胺合成方法 ，包括热缩聚法、氧化偶联法、气相 沉积法等，并比较了各种方法的优缺 点。
热压法
将聚酰亚胺粉末加热加压后成型，制备成所需形 状和尺寸的制品。
化学气相沉积法
通过化学反应将气态单体转化为固态聚酰亚胺薄 膜。
聚酰亚胺的原料与成本
原料
聚酰亚胺的合成需要二酐、二胺 等原料，这些原料的价格直接影 响聚酰亚胺的成本。
成本
聚酰亚胺的生产成本包括原料成 本、工艺成本、设备成本以及生 产过程中的能耗和人工成本等。
。
聚酰亚胺的技术前沿
新合成方法研究
探索更高效、环保的聚酰亚胺合成方法是当前技术前沿之一，有 望降低生产成本，提高产品质量。
高性能聚酰亚胺的研发
针对特定应用领域，研发具有优异性能的新型聚酰亚胺材料，以满 足不断增长的市场需求。
聚酰亚胺纳米材料研究
聚酰亚胺简介演示
聚酰亚胺简介演示
汇报人： 日期:
目录
• 聚酰亚胺概述 • 聚酰亚胺的性能特点 • 聚酰亚胺的制备工艺 • 聚酰亚胺的应用案例与市场前景 • 聚酰亚胺的环保与可持续发展
01 聚酰亚胺概述
聚酰亚胺的定义
高性能聚合物
聚酰亚胺是一类具有优异热稳定性、机械性能、电气绝缘性能的高性能聚合物 材料。
分子结构特点
耐酸碱
聚酰亚胺对强酸、强碱等化学物 质具有良好的稳定性，不易发生
化学降解。
耐有机溶剂
该材料在多种有机溶剂中表现出 良好的稳定性，不易溶解或变形
。
抗氧化性
聚酰亚胺对氧化剂具有较好的抗 性，能够在氧化环境中保持稳定
性。
03 聚酰亚胺的制备工艺
原料准备
二酐和二胺的选择
根据所需的聚酰亚胺性能要求，选择合适的二酐和二胺原料。这些原料应具有高 的纯度和反应活性。
电气系统
聚酰亚胺材料可用于汽车电气系统中，如电线绝缘、连接器壳体等。它能够提供良好的电气绝缘和耐 高温性能，确保汽车电气系统的安全和可靠运行。
市场前景分析
增长趋势
随着电子电器、航空航天和汽车工业的 发展，对高性能材料的需求不断增加。 聚酰亚胺作为一种综合性能优异的材料 ，将在这些领域发挥重要作用，市场前 景广阔。
聚酰亚胺的分子主链由酰亚胺环构成，这种特殊的结构赋予了其卓越的性能。
聚酰亚胺的历史发展
早期研究
聚酰亚胺的研究始于20世纪中期 ，当时主要关注其合成方法和基
本性能。
发展历程
随着研究的深入，聚酰亚胺的合成 技术不断改进，分子量得到提高， 应用领域也逐渐拓展。
近年来的进展
近年来，随着高科技领域的快速发 展，对高性能材料的需求不断增加 ，聚酰亚胺作为一种优异的工程塑 料，受到了广泛关注。
汇报人： 日期:
目录
• 聚酰亚胺概述 • 聚酰亚胺的性能特点 • 聚酰亚胺的制备工艺 • 聚酰亚胺的应用案例与市场前景 • 聚酰亚胺的环保与可持续发展
01 聚酰亚胺概述
聚酰亚胺的定义
高性能聚合物
聚酰亚胺是一类具有优异热稳定性、机械性能、电气绝缘性能的高性能聚合物 材料。
分子结构特点
耐酸碱
聚酰亚胺对强酸、强碱等化学物 质具有良好的稳定性，不易发生
化学降解。
耐有机溶剂
该材料在多种有机溶剂中表现出 良好的稳定性，不易溶解或变形
。
抗氧化性
聚酰亚胺对氧化剂具有较好的抗 性，能够在氧化环境中保持稳定
性。
03 聚酰亚胺的制备工艺
原料准备
二酐和二胺的选择
根据所需的聚酰亚胺性能要求，选择合适的二酐和二胺原料。这些原料应具有高 的纯度和反应活性。
电气系统
聚酰亚胺材料可用于汽车电气系统中，如电线绝缘、连接器壳体等。它能够提供良好的电气绝缘和耐 高温性能，确保汽车电气系统的安全和可靠运行。
市场前景分析
增长趋势
随着电子电器、航空航天和汽车工业的 发展，对高性能材料的需求不断增加。 聚酰亚胺作为一种综合性能优异的材料 ，将在这些领域发挥重要作用，市场前 景广阔。
聚酰亚胺的分子主链由酰亚胺环构成，这种特殊的结构赋予了其卓越的性能。
聚酰亚胺的历史发展
早期研究
聚酰亚胺的研究始于20世纪中期 ，当时主要关注其合成方法和基
本性能。
发展历程
随着研究的深入，聚酰亚胺的合成 技术不断改进，分子量得到提高， 应用领域也逐渐拓展。
近年来的进展
近年来，随着高科技领域的快速发 展，对高性能材料的需求不断增加 ，聚酰亚胺作为一种优异的工程塑 料，受到了广泛关注。
复合材料聚酰亚胺树脂PPT课件
第8章 聚酰亚胺树脂
22
❖ 8.3.1 BMI 树脂
具有良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、模量高、吸 湿率低和热膨胀系数小等优良特性。
O
O
N
R'
N
O R'= CH2
，O
O ， SO4或其他基团
第8章 聚酰亚胺树脂
23
制备：以马来酸酐和二元胺为主要原料，经缩聚反应得到：
O O +H 2NRN H 2
O
第8章聚酰亚胺树脂49未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力ohochn1chpmr树脂第8章聚酰亚胺树脂50未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力pmr15第8章聚酰亚胺树脂51未来的组织要解决总部业务能力逐渐弱化的问题要逐步整合各项目的能力形成总部的能力提高集团公司的核心竞争力2pmr的性能物理性能通过调节预聚物的分子量改变其玻璃化转变温度力学性能热氧化稳定性以及加工性能等
第8章 聚酰亚胺树脂
8
（2）由四元酸和二元胺反应生成PI
C O O H + H 2N
C O O H
O N
O
在高沸点溶剂中进行，先由四酸和二胺形成盐， 高温下脱水形成聚酰亚胺，也可以是四酸在高温下， 如150℃以上脱水成酐，再与二胺反应。
芳香四酸通常在100℃以上就会脱水成酐，所以 当以四酸为原料时，应保证四酸中没有二酐，也没 有水分，否则会由于四酸和二胺达不到等摩尔比而 得不到高分子量的聚合物。
（8）自熄性聚合物，发烟率低。 （9）极高的真空下放气量很少。 （10）无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消
酸碱处理聚酰亚胺新课件.ppt
NaOH-30
NaOH处理60分钟时碳 纤维严重断裂，部分 从基体脱落，表面留 下大量凹槽， 材料表 面粗糙，存在裸露纤 维，较硬的碳纤维在 摩擦过程中通过微观 切削使材料摩擦表面 产生犁沟，所以摩擦 系数和磨损率都较大。
酸碱处理聚酰亚胺新
NaOH-60
NaOH-90
NaOH处理90分钟时，由于基体的水解大部分的碳纤维已经
（1）经盐酸处理后，CF改性TPI复合材料的摩擦 系数呈现出明显下降趋势，盐酸处理样品10分钟 时摩擦系数最低较未处理的样品下降了32.6%。 不同处理时间对摩擦系数影响不大，而磨损率却 随着处理时间的增大呈酸碱现处理稍聚酰微亚胺增新 大趋势。
（2） 碱处理对材料的摩擦系数影响不大，而磨损率 急剧增大。氢氧化钠处理30分钟的材料的磨损率比 未处理的材料提高了58%。分析认为聚酰亚胺复合 材料用10%的NaOH溶液处理过后发生开环反应， 基体变得疏松造成材料内部缺陷，摩擦过程中CF易 从基体脱落，富集在摩擦表面，导致严重的磨粒磨 损，表现为材料的磨损率急剧增大。
• 还要感谢我的家人，正是他们这些年来对我生 活上无微不至的关怀和精神上的鼎立支持，才使 得我在人生道路上不断取得进步。
• 最后，向给予作者关心和爱护而未能在此一一 提及的亲人、老师、同学和朋友致以衷心的谢意。 我会用以后在人生路酸碱上处理的聚酰步亚胺步新 前进来作为回报。
谢谢
酸碱处理聚酰亚胺新
酸碱处理聚酰亚胺新
HCl-30
随着盐酸处理时间的进一步 增大，盐酸的腐蚀作用增强， 碳纤维被刻蚀，自身强度下 降，因此易于断裂。大量的 碳纤维从基体脱落，导致严 重的磨粒磨损，磨损表面出 现由于碳纤维剥落后留下的 凹坑。
HCl-60
酸碱处理聚酰亚胺新
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 2、聚酰亚胺可耐极低温，如在-269℃的液态氦中不会脆裂。
❖ 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度 都在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为 170MPa以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400MPa。 作为工程塑料，弹性膜量通常为3-4GPa，纤维可达到200Gpa， 据理论计算，均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500GPa， 仅次于碳纤维。
及膨胀系数大等。
a.力学性能： 拉伸、弯曲、压缩
强度较高； 突出的抗蠕变性，
尺寸稳定性。
b.热性能： 主链键能大， 不易断裂分解。 耐低温性好，
很低的 热膨胀系数
c.电性能： 优良的电绝缘性能
偶极损耗小， 耐电弧晕性突出，
介电强度高， 随频率变化小
d.耐化学药品性： 耐油、有机溶剂、 酸强氧化剂作用下
聚酰亚胺的发展简史
聚1. 酰亚2.
1908年，PI聚合物开始出现报道，但本质未被认识，因此不 受重视。
40年代中期出现一些专利。50年代末制得高分子量的芳族聚 酰亚胺，标志其真正作为一种高分子材料来发展
胺3. 60—80年代，由美杜邦公司、Amoco公司、通用电气公司及
的 发
法罗纳-普朗克公司为代表先后开发出一系列的模制材料和 聚合体，如聚醚酰亚胺(PEI) ,并于1982 年正加成型聚酰亚胺、 热塑性聚酰胺。缩合型聚酰亚胺式以Ultem商品名在国际市
聚酰亚胺结构与性能
❖ 4、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5，广成热塑性聚酰 亚胺3×10-5，联苯型可达10-6℃，个别品种可达10-7。
❖ 5、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸 稳定，一般 的品种不大耐水解，这个看似缺点的 性能却使聚酰亚胺有别 于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解 回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达 80％－90％。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得 起120℃，500 小时水煮。
展 场上销售。
简4. 1997年日本三井东压化学公司报道了全新的热塑性聚酰亚胺 史 (Aurum)注塑和挤出成型用的粒料。
到目前为止 ,聚酰亚胺已有 20 多个大品种 ,随着其应用范围的扩大 ,有关聚酰
亚胺的品种将会越来越多。国外生产厂家主要集中在美国兴产公司、三井东压化学公司;国内生产 厂家主要是上海合成树脂研究所和长春应用化学研究所。
(2) 只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格，不论采用何种缩聚方法，都很 容易获得足够高的分子量，加入单元酐或单元胺还可以很容易地对分子量 进行调控。
(3) 以二酐(或四酸)和二胺缩聚，只要达到等摩尔比，在真空中热处理，可 以将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度提高，从而给加工和成粉带来 方便。
❖ 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 ❖ 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。
❖ 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经 得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相 容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞
毒性实验为无毒。
性 能 （综述）
缺点：熔点太高，
不溶于大多数有机溶 剂，加工流动性不佳， 易水解、吸水性较高
聚酰亚胺结构与性能
1
大量含氮 五元杂环及芳环
2. 芳杂环的 共轭效应
分子链刚性大 分子间作用力强
高耐热性 和热稳定性
高力学性能
（高温下保持率很高）
聚酰亚胺结构与性能
❖ 1、 全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在 500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解 温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
❖ 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在 5×109rad快电 子辐照后强度保持率为90％。
聚酰亚胺结构与性能
❖ 7、 聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右， 引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常 数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为 100300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电 阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围 内仍能保持在较高的水平。
发生氧化降解， 不耐碱。
碱和过热水蒸气 作用下， 发生水解
e.耐辐射性： 经射线照射后， 强度下降很小。 自熄性聚合物，
发烟率低
聚酰亚胺的合成特点
(1) 聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成，这两种单体与众多其它杂环聚 合物，如聚苯并咪唑、聚苯并恶唑、聚苯并噻唑、聚喹恶啉及聚喹啉 等的单体比较，原料来源广，合成也较容易。二酐、二胺品种繁多， 不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺
LOGO
聚酰亚胺课件
聚酰亚胺概述
聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分 子化合物，英文名Polyimide(简称PI) ，是目前工程塑料 中耐热性最好的品种之一。
O
O
O R'' O
N
N
R C N C R'
O
O
聚酰亚胺概述
PI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PI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"。
美国专利分配
欧洲专利分配
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
四种已经产业化的耐热聚合物的专利分配
日本专利分配
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
近30 年来 ,聚酰亚胺的发展较快 ,尤其近 10年来更是有了飞速的发展。1977 年～1979 年在美国化学文摘中登载了1000 多条有关聚酰亚胺的文摘 ,100 多篇 聚酰亚胺文献向美国国家技术服务局登记。1982年～1985 年有聚均苯四甲酰 亚胺申请专利54 件 ,聚酰胺亚胺申请专利 30 件 ,聚醚酰亚胺申请专利 23 件 ,由 此可见聚酰亚胺聚合物的发展速度。
❖ 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度 都在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为 170MPa以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400MPa。 作为工程塑料，弹性膜量通常为3-4GPa，纤维可达到200Gpa， 据理论计算，均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500GPa， 仅次于碳纤维。
及膨胀系数大等。
a.力学性能： 拉伸、弯曲、压缩
强度较高； 突出的抗蠕变性，
尺寸稳定性。
b.热性能： 主链键能大， 不易断裂分解。 耐低温性好，
很低的 热膨胀系数
c.电性能： 优良的电绝缘性能
偶极损耗小， 耐电弧晕性突出，
介电强度高， 随频率变化小
d.耐化学药品性： 耐油、有机溶剂、 酸强氧化剂作用下
聚酰亚胺的发展简史
聚1. 酰亚2.
1908年，PI聚合物开始出现报道，但本质未被认识，因此不 受重视。
40年代中期出现一些专利。50年代末制得高分子量的芳族聚 酰亚胺，标志其真正作为一种高分子材料来发展
胺3. 60—80年代，由美杜邦公司、Amoco公司、通用电气公司及
的 发
法罗纳-普朗克公司为代表先后开发出一系列的模制材料和 聚合体，如聚醚酰亚胺(PEI) ,并于1982 年正加成型聚酰亚胺、 热塑性聚酰胺。缩合型聚酰亚胺式以Ultem商品名在国际市
聚酰亚胺结构与性能
❖ 4、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5，广成热塑性聚酰 亚胺3×10-5，联苯型可达10-6℃，个别品种可达10-7。
❖ 5、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸 稳定，一般 的品种不大耐水解，这个看似缺点的 性能却使聚酰亚胺有别 于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解 回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达 80％－90％。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得 起120℃，500 小时水煮。
展 场上销售。
简4. 1997年日本三井东压化学公司报道了全新的热塑性聚酰亚胺 史 (Aurum)注塑和挤出成型用的粒料。
到目前为止 ,聚酰亚胺已有 20 多个大品种 ,随着其应用范围的扩大 ,有关聚酰
亚胺的品种将会越来越多。国外生产厂家主要集中在美国兴产公司、三井东压化学公司;国内生产 厂家主要是上海合成树脂研究所和长春应用化学研究所。
(2) 只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格，不论采用何种缩聚方法，都很 容易获得足够高的分子量，加入单元酐或单元胺还可以很容易地对分子量 进行调控。
(3) 以二酐(或四酸)和二胺缩聚，只要达到等摩尔比，在真空中热处理，可 以将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度提高，从而给加工和成粉带来 方便。
❖ 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 ❖ 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。
❖ 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经 得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相 容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞
毒性实验为无毒。
性 能 （综述）
缺点：熔点太高，
不溶于大多数有机溶 剂，加工流动性不佳， 易水解、吸水性较高
聚酰亚胺结构与性能
1
大量含氮 五元杂环及芳环
2. 芳杂环的 共轭效应
分子链刚性大 分子间作用力强
高耐热性 和热稳定性
高力学性能
（高温下保持率很高）
聚酰亚胺结构与性能
❖ 1、 全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在 500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解 温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
❖ 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在 5×109rad快电 子辐照后强度保持率为90％。
聚酰亚胺结构与性能
❖ 7、 聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右， 引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常 数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为 100300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电 阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围 内仍能保持在较高的水平。
发生氧化降解， 不耐碱。
碱和过热水蒸气 作用下， 发生水解
e.耐辐射性： 经射线照射后， 强度下降很小。 自熄性聚合物，
发烟率低
聚酰亚胺的合成特点
(1) 聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成，这两种单体与众多其它杂环聚 合物，如聚苯并咪唑、聚苯并恶唑、聚苯并噻唑、聚喹恶啉及聚喹啉 等的单体比较，原料来源广，合成也较容易。二酐、二胺品种繁多， 不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺
LOGO
聚酰亚胺课件
聚酰亚胺概述
聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分 子化合物，英文名Polyimide(简称PI) ，是目前工程塑料 中耐热性最好的品种之一。
O
O
O R'' O
N
N
R C N C R'
O
O
聚酰亚胺概述
PI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PI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"。
美国专利分配
欧洲专利分配
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
四种已经产业化的耐热聚合物的专利分配
日本专利分配
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
聚酰亚胺 聚苯硫醚 聚醚砜类 聚醚酮类
近30 年来 ,聚酰亚胺的发展较快 ,尤其近 10年来更是有了飞速的发展。1977 年～1979 年在美国化学文摘中登载了1000 多条有关聚酰亚胺的文摘 ,100 多篇 聚酰亚胺文献向美国国家技术服务局登记。1982年～1985 年有聚均苯四甲酰 亚胺申请专利54 件 ,聚酰胺亚胺申请专利 30 件 ,聚醚酰亚胺申请专利 23 件 ,由 此可见聚酰亚胺聚合物的发展速度。