聚酰亚胺的现状和发展动向47页PPT
聚酰亚胺-2014 -
聚酰亚胺的合成特点
（5）多种多样的合成方法
O COHN O ＋ H2N COOH O 聚酰胺酸 O 聚酰亚胺 加热 或 脱水剂 O N
O O O 或 COOH COOH ＋ H2N O 加热 溶剂 O N
聚酰亚胺的合成特点
（5）多种多样的合成方法
O COOR ＋ H2N COOH O
N COHN COOH 三氟乙酐 叔胺 O 异酰亚胺 O 加热 O N O
性能pi纤维kevlar模量1400gd1000gd热氧化稳定性300空气中强度保持90300空气中强度保持60吸水性065456在200的水蒸汽中12小时强度保持608小时强度保持35聚酰亚胺纤维与kevlar纤维的比较在85250小时强度保持9340小时强度保持60851小时强度下降4050小时强度下降5080100紫外光辐照24小时强度保持908小时强度保持20纺丝液的处理聚合溶液可以直接纺丝聚合后要经过充分洗涤再制成纺丝液泡沫塑料
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高性能热塑性复合材料与制备技术
聚酰亚胺
目 录
一. 聚酰亚胺的概述
二. 聚酰亚胺的发展简史
三. 聚酰亚胺的分子结构与性能
四. 聚酰亚胺的合成 五. 聚酰亚胺的应用
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。
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 发生氧化降解， 不耐碱。 碱和过热水蒸气 作用下， 发生水解
聚酰亚胺
聚酰亚胺在微电子技术中的应用
• 光刻胶：介电层，缓冲层，α-粒子屏敝 层，平坦化。型胶，负型胶。
• 挠性印刷电路用覆铜板：有粘结剂，无 粘结剂。
• 液晶取向剂：TN－LCD，STN－LCD， TFT－LCD。
• 封装材料。
柔性印刷电路板
对聚酰亚胺光刻胶的要求
• 负性光刻胶。 • 正性光刻胶。 • 以水为显影液。 • 高感光性。 • 高分辨率：亚微米级；直墙深刻。 • 低离子含量：ppb级。
O N
O
O N
O
(3) 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。
(4) 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。
分离膜和膜分离
• 微滤膜、超滤膜、纳滤膜。 • 反渗透膜 • 渗透蒸发膜 • 膜蒸馏 • 气体分离膜
(9) 光刻胶：有负性胶和正性胶，分辨 率可达亚微米级。与颜料或染料配合可 用于彩色滤光膜，可大大简化加工工序。
(10) 在微电子器件中的应用：用作介 电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减 少应力，提高成品率。作为保护层可以 减少环境对器件的影响，还可以对-粒 子起屏蔽作用，减少或消除器件的软误 差(soft error)。
光辐照
持90%
20%
纺丝液的处理 聚合溶液可以 聚合后要经过
直接纺丝
充分洗涤，再
制成纺丝液
(5) 泡沫塑料：用作耐高温隔热材料。
(6) 工程塑料：有热固性也有热塑性， 可以模压成型也可用注射成型或传递 模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘 及结构材料。
聚酰胺发展现状及未来趋势分析
聚酰胺发展现状及未来趋势分析聚酰胺是一种热塑性高分子材料，具有重要的应用价值。
它由二元酸和二元胺的缩合反应制成，具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等特点。
聚酰胺在汽车、航空航天、电子电气、医疗卫生等领域有着广泛的应用。
本文将对聚酰胺的发展现状及未来趋势进行分析。
当前的聚酰胺市场发展较快，主要原因有以下几点：首先，聚酰胺具有优异的物化性能，在众多领域中有广泛的应用。
例如，聚酰胺可以用于制备高温工程塑料，以满足汽车、航空航天等领域对耐高温性能的需求；聚酰胺也可以作为涂料、胶粘剂和封装材料，用于电子电气行业的封装和表面涂层等；此外，聚酰胺还可以制备成纤维材料，应用于纺织业以及防弹装置的生产等。
由于聚酰胺具有广泛应用的特点，其市场需求量持续增长，推动了聚酰胺产业的发展。
其次，聚酰胺具有良好的可加工性和成型性能。
聚酰胺具有较低的粘度，易于加工成各种形状和尺寸。
因此，聚酰胺可以通过注射成型、压缩成型、挤出成型等多种方式加工，适应了各种生产工艺的需求。
聚酰胺的可加工性和成型性能使得其在制造业中的应用更加广泛，也为聚酰胺产业的发展奠定了基础。
再次，聚酰胺在环保领域具有巨大的潜力。
由于聚酰胺具有较高的热稳定性和化学稳定性，可以在高温和恶劣环境条件下使用。
这使得聚酰胺可以替代一些具有污染性的材料，减少环境污染。
例如，将聚酰胺用于制备环保型塑料材料，可以减少对传统塑料的使用，降低塑料垃圾的产生。
此外，聚酰胺还可以在电池、电容器等领域中替代有毒材料，减少对环境和人体的危害。
环保领域对于替代和研发环保材料的需求越来越高，这为聚酰胺的发展提供了机遇。
未来，聚酰胺行业将面临一些挑战和机遇。
首先，全球范围内对环保、可持续发展的要求越来越高。
聚酰胺作为一种高分子材料，其生产和使用过程中可能产生废弃物和排放物，对环境造成一定的负面影响。
因此，聚酰胺行业需要加大对环境友好型、可降解的产品的研发和应用，以满足新的环保需求。
其次，聚酰胺行业面临着原材料成本上升的压力。
聚酰亚胺概况
聚酰亚胺100吨/年聚酰亚胺2004年5月20日聚酰亚胺(Polyimides简称PI)是一大类主链上含有酞酰亚胺或丁二酰亚胺环的耐高温聚合物，通常由二酐和二胺合成。
是目前已经工业化的聚合物中使用温度最高的材料，其分解温度达到550~600℃，长期使用温度可达200~380℃，短期在400℃以上。
此外还具有优良的尺寸和氧化稳定性、耐辐照性能，绝缘性能、耐化学腐蚀、耐磨损、强度高等特点。
广泛应用于航空/航天、电子/电气、机车/汽车、精密机械、仪表、石油化工、计量和自动办公机械等领域，已成为世界火箭、宇航等尖端科技领域不可缺少的材料之一。
国内外市场情况：到目前为止，世界PI树脂已有20多个大品种，世界生产厂家在50家以上。
2001年世界PI树脂总生产能力约4.5万吨/年，产量约2.5万吨，PI生产主要集中在美国、西欧和日本。
Du Pont公司是美国PI树脂最大的生产商，AMOCO和Kanefuchi依次紧随其后。
随着航空航天、汽车，特别是电子工业的持续快速的发展，迫切要求电子设备小型化、轻量化、高功能和高可靠性。
性能优异的聚酰亚胺在这些领域中将大有作为，目前的增长速度一直保持在10%左右，具有很好的发展前景。
目前全球聚酰亚胺消费量约2.5万吨，消费主要集中在美国、西欧和日本国家和地区，其中美国约1.43万吨，西欧约0.36万吨、日本约0.378万吨。
预计世界对聚酰亚胺的需求将以7%/年均增长速度递增，到2006年总需求量将达3.5万吨。
目前我国聚酰亚胺开发的品种很多，已基本形成开发研究格局，涉及均酐型、偏酐型、联苯二酐型、双酚Ａ二酐型、醚酐和酮酐型等。
但与国外发达国家相比，我国目前的聚酰亚胺树脂及薄膜的生产规模较小，价格和成本较高，产品的质量也有一定差距。
2002年国内聚酰亚胺生产能力已超过800吨/年，其中PI薄膜生产能力已达750吨/年，薄膜产量450吨。
随着我国航空、航天、电器、电子工业和汽车工业的发展，聚酰亚胺行业也会有大的发展。
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。
聚酰亚胺简介演示
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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。
聚酰亚胺PI
9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 放气量很少 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医 、聚酰亚胺无毒， 无毒 用器具，并经得起数千次消毒。 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， 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， 在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞 毒性实验为无毒。 毒性实验为无毒。
聚酰亚胺的热膨胀系数在2 10104、 聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×105℃，广成热塑性聚酰亚胺3 10-5℃， 5℃，广成热塑性聚酰亚胺3×10-5℃，联苯型可 10-6℃，个别品种可达10 7℃。 10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 、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂， 稳定，一般的品种不大耐水解， 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 个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原料二 薄膜， 酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可 薄膜 酐和二胺，例如对于 ％－90％。 达80％－ ％。改变结构也可以得到相当耐水解 ％－ ％。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。 小时水煮。 的品种，如经得起 ℃ 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在 、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能， 耐辐照性能 5×109rad快电子辐照后强度保持率为 ％。 快电子辐照后强度保持率为90％。 × 快电子辐照后强度保持率为
聚酰亚胺及高性能 聚合物
一.聚酰亚胺的概述 聚酰亚胺的概述 二.聚酰亚胺的发展简史 聚酰亚胺的发展简史 三.聚酰亚胺的分子结构与性能 聚酰亚胺的分子结构与性能 四.聚酰亚胺的合成 聚酰亚胺的合成 五.聚酰亚胺的应用 聚酰亚胺的应用 六.聚苯并咪唑 聚苯并咪唑 七.梯形聚合物 梯形聚合物
聚酰亚胺
聚酰亚胺性能
• 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。由联苯四甲酸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。
• 2、 聚酰亚胺可耐极低温，如在－269℃的液态氦中不会脆裂。 • 3、聚Байду номын сангаас亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在
• 12. 电-光材料：用作无源或有源波导材料光学开关材料等，含氟的聚酰亚胺在通讯波 长范围内为透明，以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。
• 综上所述，不难看出聚酰亚胺之所以可以从60年代、70年代出现的众多的芳杂环聚合 物脱颖而出，最终成为一类重要的高分子材料的原因。
• 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)，可分为均苯型PI，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。
• 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。
• 聚酰亚胺品种繁多、形式多样，在合成上 具有多种途径，因此可以根据各种应用目 的进行选择，这种合成上的易变通性也是 其他高分子所难以具备的。
• 8. 分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/ 氮或甲烷等的分离，从空气烃类原料气及醇类中脱除水分。 也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。由于聚酰亚胺耐热和耐有 机溶剂性能，在对有机气体和液体的分离上具有特别重要 的意义。
• 9. 光刻胶：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色 滤光膜，可大大简化加工工序。