聚酰亚胺的研究概况

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聚酰亚胺材料的制备及其在复合材料中的应用研究

聚酰亚胺材料的制备及其在复合材料中的应用研究

聚酰亚胺材料的制备及其在复合材料中的应用研究随着科技的发展,聚酰亚胺材料的应用越来越广泛。

聚酰亚胺材料是一种高性能的聚合物材料,具有很好的耐高温、高强度、抗腐蚀、绝缘等性能。

在航空、汽车、船舶、电子和光学等领域中得到了广泛的应用。

本文将主要探讨聚酰亚胺材料的制备方法以及其在复合材料中的应用。

一、聚酰亚胺材料的制备方法聚酰亚胺材料可以通过多种途径制备,包括熔融聚合法、溶液聚合法、原位聚合法和热压成型法等。

其中,熔融聚合法和溶液聚合法是最为常用的制备方法。

(一)熔融聚合法熔融聚合法是将聚合物单体或预聚物直接在高温下熔融,经反应生成聚酰亚胺聚合物。

通常使用的聚合物单体包括亚苯基异氰酸酯、二酸二酐和二胺等。

熔融聚合法具有反应时间短、操作简便、不需要溶剂等优点,但聚酰亚胺材料的分子量和物理性能相对较低。

(二)溶液聚合法溶液聚合法是将聚合物单体或预聚物溶于合适的溶剂中,在适当的条件下反应生成聚酰亚胺聚合物。

溶液聚合法具有产物纯度高、对单体选择性好、分子量可调、成品物理性能好等优点。

常用的溶剂包括二甲亚醇、N,N-二甲基乙酰胺等。

二、聚酰亚胺材料在复合材料中的应用聚酰亚胺材料因其优异的物理性能,成为制备复合材料的重要基体材料。

本节将主要介绍聚酰亚胺材料在碳纤维增强复合材料和环氧树脂复合材料中的应用。

(一)碳纤维增强聚酰亚胺复合材料碳纤维增强聚酰亚胺复合材料具有很高的力学强度和刚度,广泛应用于航空、航天和汽车等领域。

在制备碳纤维增强复合材料时,通常采用浸涂法或预浸法将聚酰亚胺材料浸入碳纤维增强材料的预制体中,然后在高温下固化。

聚酰亚胺材料具有高温稳定性,与碳纤维具有良好的界面结合,可以使复合材料在高温和高压环境下具有较好的力学性能和稳定性。

(二)环氧树脂聚酰亚胺复合材料环氧树脂复合材料是一种广泛应用的结构材料,其中加入聚酰亚胺可以提高材料的热稳定性和机械性能。

在制备环氧树脂聚酰亚胺复合材料时,可以先预制聚酰亚胺单体的预聚物,再将其与环氧树脂混合制备成复合材料。

聚酰亚胺的现状及未来五至十年发展前景

聚酰亚胺的现状及未来五至十年发展前景

聚酰亚胺的现状及未来五至十年发展前景聚酰亚胺是一种高性能聚合物材料,其独特的化学结构和物理性质使其在各个领域具有广泛的应用前景。

本文将对聚酰亚胺产业的现状进行概述,并展望未来五至十年的发展前景。

首先,我们来看一下聚酰亚胺产业的现状。

聚酰亚胺具有优异的耐高温性能、优良的电绝缘性能以及优秀的耐化学腐蚀性能,因此在航空航天、汽车、电子、电气以及化工等领域有着广泛的应用。

目前,聚酰亚胺材料已经成为新一代高性能电子产品、航空航天器材、汽车部件等的重要组成部分。

同时,聚酰亚胺也具有良好的可加工性,可以通过模压、注塑等工艺制备出各种形状的制品,满足不同领域的需求。

在电子领域,随着电子产品的不断进步和智能化程度的提高,对高性能材料的需求也越来越高。

聚酰亚胺作为一种理想的电子封装材料,具有优异的电绝缘性能和耐高温性能,能够有效保护电子元器件免受外界环境的影响。

预计未来五至十年,随着电子产品市场的持续扩大,聚酰亚胺在电子领域的应用将会进一步增加。

在航空航天领域,聚酰亚胺的高温稳定性和耐化学腐蚀性能使其成为理想的航空航天材料。

聚酰亚胺制备的复合材料可以用于制造航空航天器材,如航空发动机叶片、燃气轮机叶片等,能够提高航空航天器材的性能和可靠性。

预计未来五至十年,随着航空航天事业的快速发展,聚酰亚胺在航空航天领域的应用前景将会更加广阔。

此外,在汽车领域,聚酰亚胺材料也有着重要的应用。

聚酰亚胺制备的复合材料可以用于汽车部件的制造,如发动机罩、座椅骨架等,能够提高汽车部件的强度和耐磨性,同时降低汽车的整体重量,提高燃油效率。

随着汽车行业的快速发展和环保意识的增强,预计未来五至十年,聚酰亚胺在汽车领域的应用将会得到进一步推广。

总结起来,聚酰亚胺产业目前处于快速发展阶段,并且具有广阔的应用前景。

未来五至十年,随着各个领域对高性能材料的需求不断增加,聚酰亚胺的市场规模将会进一步扩大。

同时,随着科技水平的提高和制备技术的改进,聚酰亚胺材料的性能也将得到进一步提升,为更多领域的应用提供更好的解决方案。

聚酰亚胺的市场及技术分析

聚酰亚胺的市场及技术分析

聚酰亚胺的市场及技术分析引言概述:聚酰亚胺是一种高性能聚合物材料,具有优异的热稳定性、机械性能和电绝缘性能,在电子、航空航天、汽车等领域有广泛的应用。

本文将从市场需求、技术特点和应用领域等方面对聚酰亚胺进行分析。

一、市场需求1.1 电子行业的需求随着电子产品的不断发展,对高性能材料的需求也越来越大。

聚酰亚胺具有优异的电绝缘性能和耐高温性能,广泛应用于印制电路板、电子元器件封装等领域。

1.2 航空航天行业的需求航空航天行业对材料的要求极高,聚酰亚胺因其出色的热稳定性和机械性能成为理想的选择。

在航空航天器的结构件、导热材料、电气绝缘材料等方面有着广泛的应用。

1.3 汽车行业的需求汽车行业对材料的要求也越来越高,聚酰亚胺因其优异的耐高温性能和机械性能成为汽车零部件的理想材料。

在发动机舱、排气系统、制动系统等关键部件中得到广泛应用。

二、技术特点2.1 热稳定性聚酰亚胺具有极高的热稳定性,可以在高温环境下长期工作而不发生明显的性能衰退。

这使得聚酰亚胺在高温环境下的应用有着独特的优势。

2.2 机械性能聚酰亚胺具有出色的机械性能,具有较高的强度和刚度,同时还具有良好的耐磨性和耐冲击性。

这使得聚酰亚胺在各个领域中可以承担重要的结构功能。

2.3 电绝缘性能聚酰亚胺具有优异的电绝缘性能,可以有效隔离电流,保证电子元器件的正常工作。

这使得聚酰亚胺在电子领域中得到广泛应用,如印制电路板的基板材料。

三、应用领域3.1 电子领域聚酰亚胺在电子领域中有着广泛的应用,如印制电路板、电子元器件封装、电子绝缘材料等。

其优异的电绝缘性能和耐高温性能使其成为电子行业中不可或者缺的材料。

3.2 航空航天领域聚酰亚胺在航空航天领域中的应用也非常广泛,如航空航天器的结构件、导热材料、电气绝缘材料等。

其热稳定性和机械性能使其能够满足航空航天行业对材料的高要求。

3.3 汽车领域聚酰亚胺在汽车领域中的应用也在不断扩大,如发动机舱、排气系统、制动系统等关键部件。

聚酰亚胺的市场及技术分析

聚酰亚胺的市场及技术分析

聚酰亚胺的市场及技术分析一、市场分析聚酰亚胺是一种高性能的高分子材料,具有优异的物理和化学性质,广泛应用于电子、航空航天、汽车、建筑等领域。

以下是对聚酰亚胺市场的详细分析:1. 市场规模及增长趋势根据市场调研数据显示,聚酰亚胺市场规模在过去几年里持续增长。

这主要得益于聚酰亚胺在高温、高强度、耐腐蚀等方面的出色性能,以及其在新兴领域的应用不断扩大。

2. 应用领域聚酰亚胺广泛应用于电子行业,如半导体封装、电路板、电子元件等。

此外,航空航天领域也是聚酰亚胺的重要应用领域,例如飞机结构件、航天器部件等。

汽车行业对聚酰亚胺的需求也在不断增长,例如发动机零部件、车身结构件等。

此外,建筑领域中的高温耐火材料也是聚酰亚胺的应用领域之一。

3. 地区分布聚酰亚胺市场的地区分布较为广泛,主要集中在北美、欧洲和亚太地区。

北美地区的市场规模较大,主要由美国的航空航天和电子行业的需求推动。

欧洲地区的市场规模也较为可观,主要由德国、法国等国家的工业需求推动。

亚太地区的市场增长较快,主要由中国、日本、韩国等国家的电子和汽车行业的需求推动。

4. 竞争态势聚酰亚胺市场存在一定的竞争,主要来自国内外的制造商。

国外制造商在技术和品质方面具有一定的优势,但国内制造商在成本和供应链方面具有竞争优势。

随着技术的不断进步和市场需求的增长,竞争将进一步加剧。

二、技术分析聚酰亚胺的技术分析主要包括原料、生产工艺和产品性能等方面的内容。

1. 原料聚酰亚胺的主要原料是酰亚胺单体,通常由二酰氯和二胺反应制得。

常用的酰亚胺单体有苯酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺等。

二胺的选择也会对聚酰亚胺的性能产生影响,常用的二胺有对苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚等。

2. 生产工艺聚酰亚胺的生产工艺一般包括聚合反应、溶解和加工等环节。

聚合反应通常采用溶液聚合或熔融聚合的方式进行。

溶解和加工环节包括溶解聚酰亚胺树脂、模塑、热固化等步骤。

不同的生产工艺会对最终产品的性能和成本产生影响。

聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究

聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究

聚酰亚胺薄膜材料的制备与应用研究聚酰亚胺薄膜是一种高性能的高分子材料,具有优异的机械、热学、光学和化学稳定性,广泛应用于电子、光学、化学、生物医学等领域。

本文将介绍聚酰亚胺薄膜的制备方法和应用研究情况。

一、聚酰亚胺薄膜的制备聚酰亚胺薄膜的制备方法主要有溶液浇铸、真空挥发、浸涂法、界面聚合法等。

其中,溶液浇铸法是最常用的一种方法。

1. 溶液浇铸法首先,将聚酰亚胺原料按一定比例溶解在有机溶剂中,并加入助剂如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚乙二醇(PEG)等,对溶液进行混合搅拌使其均匀分散。

然后,把混合好的溶液倒入玻璃基板或金属基板上,在加热的条件下使其干燥成薄膜。

溶液浇铸法对于薄膜品质和制备成本的影响比较大,因此需要在制备过程中仔细控制溶剂挥发速率、温度、浇铸速度等参数,以获得高质量的聚酰亚胺薄膜。

2. 真空挥发法真空挥发法利用真空中高温下的聚酰亚胺原料在物质的表面形成很薄的聚酰亚胺膜。

通常,将聚酰亚胺原料放入真空釜中,在真空状态下进行加热,使挥发出来的材料在基板表面形成一层均匀分布的薄膜。

真空挥发法较为简单且成本较低,但是挥发原料的过程对于真空釜的材料和加热部分的耐受能力有较高的要求。

同时该方法制备出的聚酰亚胺薄膜质量无法得到有效控制。

二、聚酰亚胺薄膜的应用研究1. 电子领域(1)聚酰亚胺薄膜在电子领域的应用主要体现在电容器、电磁波屏蔽和光滤波器等方面。

其中,利用聚酰亚胺薄膜的优异介电性能制备超高电容器,能够在电容大小相同情况下,大幅度减小器件的尺寸。

同时,聚酰亚胺薄膜能很好地吸收电磁波,降低信号干扰,并在通讯领域有着广泛的应用。

(2)聚酰亚胺薄膜还应用于薄膜太阳能电池和有机发光二极管等新能源器件。

利用其高透光性质和优良的导电性,可增强太阳能电池和发光二极管的电学性能。

2. 光学领域聚酰亚胺薄膜在光学领域的应用主要体现在薄膜滤波器、极化器、透镜等方面。

利用其高透过率、低散射特性和优异的热稳定性,可以制备高性能光学元器件。

聚酰亚胺

聚酰亚胺

热固性聚酰亚胺研究进展摘要:热固性聚酰亚胺作为一类先进的基体树脂,在航空航天、印制电路板、高温绝缘材料等领域的应用不断扩大。

相对于热塑性聚酰亚胺来说,热固性聚酰亚胺具有更好的可加工性能。

而且,其加工窗口温度可通过变换不同反应性端基来实现。

若选用合适的反应性端基,其在固化时无小分子挥发物放出。

对热固性聚酰亚胺的研究现状分类作了综述,对降冰片烯、烯丙基降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苯并环丁烯等封端型热固性聚酰亚胺的研究进展进行了重点阐述。

【1】。

关键字:聚酰亚胺热固性封端剂发展概述当世界上对芳环和杂环结构的高温聚合物的研究仍然相当活跃,尤其在高技术材料领域离不开高温聚合物的开发,如聚苯硫醚、聚醚矾、聚苯并咪哇、聚苯并唾哇、聚苯并哇、聚唾握琳和聚酰亚胺等,其中最为成功的材料数聚酸亚胺。

聚酰亚胺原料易得价廉,机械性能、电学性能和摩擦性能等优异,被广泛应用于各个领域,其形式可以是纤维、薄膜和塑料等,其中用作复合材料的树脂基体成为重要的一部分。

聚酰亚胺的复合工艺通常是把聚酞胺酸溶于极性溶剂如N一甲基毗咯烷酮、二甲基甲酞胺,用其浸渍纤维,最后亚胺化并压制成品。

由于溶剂存在(亲和性好,极难除尽)会引起增塑,环化产生的水易导致形成多孔材料,影响最终材料的高温性能,因此,热固性聚酰亚胺引起研究者极大兴趣。

热固性聚酰亚胺是一种含有亚胺环和反应活性端基的低分子量物质或齐聚物,在热或光引发下发生交联而无小分子化合物放出。

按其结构可分为:降冰片烯封端的聚酰亚胺、乙炔封端的聚酰亚胺、苯并环丁烷封端的聚酰亚胺和马来酸醉封端的聚酸亚胺。

众所周知,环氧树脂加工性能优良,但温/湿性能差,而热固性聚酰亚胺兼有优异的耐热性能和加工性能,近几年来发展迅速。

人们预言热固性聚酰亚胺将替代环氧树脂,把材料的性能等级提高一步。

以下就热固性聚酰亚胺发展、应用和前景作些讨论【23】。

聚酰亚胺的研究进展含乙炔基封端的聚酰亚胺乙炔基封端的聚酰亚胺含乙炔基封端剂主要是含乙炔基的芳香单胺和单酐。

聚酰亚胺:高分子材料金字塔的顶端

聚酰亚胺:高分子材料金字塔的顶端

聚酰亚胺:高分子材料金字塔的顶端聚酰亚胺(PI)是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一,广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、激光等领域。

近来,各国都在将PI的研究、开发及利用列入21世纪化工新材料的发展重点之一。

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,都有着巨大的应用前景。

聚酰亚胺被誉为高分子材料金字塔的顶端材料,也被称为'解决问题的能手',甚至有业内人士认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。

高分子材料金字塔聚酰亚胺由于性能优异,可应用于多种领域,也可分为多种类型,包括工程塑料、纤维、光敏性聚酰亚胺、泡沫材料、涂料、胶粘剂、薄膜、气凝胶、复合材料等。

聚酰亚胺用途广泛在众多的聚合物中,聚酰亚胺是唯一具有广泛应用领域并且在每一个应用领域都显示出突出性能的聚合物。

下面,小编就带您了解一下聚酰亚胺各个品种的主要用途。

1.工程塑料聚酰亚胺工程塑料可分为既有热固性也有热塑性,可分为聚均苯四甲酰亚胺 (PMMI) 、聚醚酰亚胺 (PEI) 、聚酰胺一酰亚胺 (PAI)等,在不同领域有着各自的用途。

PMMI在1.8MPa的负荷下热变形温度达360℃,电性能优良,可用于特种条件下的精密零件,耐高温自润滑轴承、密封圈、鼓风机叶轮等,还可用于与液氨接触的阀门零件,喷气发动机燃料供应系统零件。

PEI具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高温和耐磨性能,熔融流动性好,成型收缩率为0.5%~0.7%,可用注射和挤出成型,后处理较容易,还可用焊接法与其他材料结合,在电子电器、航空、汽车、医疗器械等产业得到广泛应用。

PAI的强度是当前非增强塑料中最高的,拉伸强度为190MPa,弯曲强度为 250MPa,在1.8MPa负荷下热变形温度高达274℃。

PAI具有良好的耐烧蚀性和高温、高频下的电磁性,对金属和其他材料有很好的粘接性能,主要用于齿轮、轴承和复印机分离爪等,还可用于飞行器的烧蚀材料、透磁材料和结构材料。

聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究

聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究聚酰亚胺锂离子电池隔膜的制备及其性能研究随着电动汽车、可穿戴设备和手机等电子产品的迅速发展,对于高性能锂离子电池的需求也日益增长。

而作为锂离子电池的重要组成部分之一,隔膜在保证电池安全性和提高电池性能方面起着重要作用。

本文将探讨聚酰亚胺隔膜的制备方法以及其在锂离子电池中的应用性能。

首先,我们将介绍聚酰亚胺隔膜的制备方法。

聚酰亚胺是一种高分子材料,具有优异的热稳定性和化学稳定性,因此被广泛用于锂离子电池隔膜的制备。

其合成主要通过在反应体系中引入两种或多种含酰亚胺基团的化合物进行缩聚反应来实现。

一般常用的原料包括多酰氯、二胺和二酸等,反应条件包括溶剂、反应时间和温度等。

根据实际需要,可以通过改变原料种类、比例和反应条件等方式来调控聚酰亚胺的结构和性能。

接下来,我们将讨论聚酰亚胺隔膜在锂离子电池中的应用性能。

聚酰亚胺隔膜具有较高的热稳定性和较低的热收缩率,因此可以有效阻止电池发生热失控以及延缓电池退化。

同时,聚酰亚胺隔膜还具有较高的离子导电性和较好的机械性能,能够提高电池的功率密度和循环寿命。

此外,由于聚酰亚胺材料本身的化学稳定性较好,可以减少锂离子电池在高温、高压等极端环境下的安全风险。

在最后部分,我们将介绍目前聚酰亚胺隔膜在锂离子电池领域的发展和挑战。

虽然聚酰亚胺隔膜具有很多优异的性能,但仍然面临一些问题。

例如,制备成本较高、膜层厚度较大、对湿度敏感等。

因此,未来的研究需要关注如何降低制备成本、提高膜层的导电性和机械性能,以及增强材料对湿度等外界条件的适应性。

总而言之,聚酰亚胺隔膜作为一种高性能锂离子电池隔膜材料,其制备方法和性能研究具有重要的现实意义和研究价值。

未来的研究应该致力于解决聚酰亚胺隔膜在制备成本、性能改进和适应性方面的挑战,以进一步推动锂离子电池技术的发展综上所述,聚酰亚胺隔膜在锂离子电池中具有广阔的应用前景。

其具备热稳定性、热收缩率低、离子导电性和机械性能优异等特点,能够提高电池的安全性、功率密度和循环寿命。

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高分子材料学(论文)题目:聚酰亚胺的研究概况化工学院高分子材料科学与工程专业学号班级材料1102学生姓名指导教师二〇一四年五月聚酰亚胺的研究概况摘要:聚酰亚胺(PI)作为一种综合性能优异的材料,已被广泛的应用。

本文首先对聚酰亚胺的发展历程,国内目前聚酰亚胺的发展状况做了简单介绍。

其次介绍了聚酰亚胺目前比较重要的几种合成方法,着重介绍了聚酰亚胺的性能以及针对其优良的性能聚酰亚胺目前的应用领域。

最后,针对聚酰亚胺存在的缺点,根据国内外一些研究状况,列举了目前比较重要几种改性方向。

通过本文的介绍,可以对聚酰亚胺有一个系统的认识。

关键词:发展历程;合成;性能;应用;改性Abstract: As a comprehensive performance excellent material, polyimide (PI) has been widely used. Firstly,the paper makes a brief introduction about the development process of polyimide, and the current domestic developmentcondition. Secondly, it introduces several more important synthetic methods about the polyimide, and thenintroduces the properties of the polyimide and its e current applications. Finally, according to its shortcomings and some research at home and abroad, the paper cites several relatively important direction of the current modification. Through the introduction of this article, you can have a good systematic understanding of polyimide.Key Words:development process;synthetic; properties; applications; modification引言随着航空航天,电子信息工业,汽车工业与家用电器等工业的蓬勃发展,对材料的要求越来越高。

因此材料的研究不断朝着高性能化,多功能化,轻量化和低成本化等方面发展。

[1]聚酰亚胺(PI)就是综合性非常优异的材料。

聚酰亚胺是一类以酰亚胺环为特征结构的聚合物。

其中以苯环直接与酰亚胺环相连的聚合物最为重要。

其分子的通式如下:O OO聚酰亚胺具有高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温、防腐蚀等特殊性能,被广泛应用于电机电器、电子微电子工业、航空航天工业、汽车工业、机械化工、分离膜、胶黏剂等领域。

目前,聚酰亚胺是在已经工业化的工程塑料中耐热性能最好的品种之一。

[2-6]但普通的聚酰亚胺由于分子链规整性好、刚性大、链间相互作用力强等结构特点而难熔难溶,加工成型困难,应用受到限制。

因此,在保持聚酰亚胺优良综合性能的同时,改善其加工性能,已成为目前研究的热点之一。

[7,8]1 聚酰亚胺的发展历程早在上世纪九十年代,鲍格特(Bogert)和兰绍(Renshaw)在实验室中首次制备了聚酰亚胺,合成路线如下。

但那时聚酰亚胺的本质还未被深入认识,所以它没有受到应有的重视。

[3] O OOH 2NOO H 2NOCH 3OCH 3N O O n将聚酰亚胺作为一种高分子材料研究开始于上个世纪 50 年代,1955 年美国DuPont 公司的 Edwards 与 Robison 申请了世界上第一篇有关 PI 在材料应用方面的专利。

从此,具有高分子量聚酰亚胺材料的合成大量出现并迅速商品化。

1961年DuPont 开发出聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton),1964年开发生产聚均苯四甲酰亚胺膜塑料(Vespel),1965 年公开报道了该聚合物的薄膜和塑料,继后有关PI 的粘合剂、涂料、泡沫和纤维相继出现。

从此开始了聚酰亚胺(PI)蓬勃发展的时代。

[9, 10]我国对聚酰亚胺的研究开发始于 1962 年,1963 年漆包线问世,1966 年后薄膜、模塑料、粘合剂等相继问世。

[10]目前,聚酰亚胺主要的几个大品种如均苯型、联苯型、单醚酐型、酮酐型、BMI 型及PMR 型均已得到研究开发。

[9]在聚酰亚胺树脂及复合材料的研究领域,我国已经具备较高的水平,与发达国家在技术上差距并不大,但在知识产权以及产品的实际开发利用方向差距较大,尤其在新型单体的研制及开发利用方面,是较为薄弱的环节之一。

[1, 9]2 聚酰亚胺的合成[1, 3, 9-13]聚酰亚胺的合成通常是以二酐和二胺为单体,合成方法有熔融缩聚法,溶液缩聚法,界面缩聚法和气相沉积法等。

2.1 熔融缩聚法将单体、催化剂和分子量调节剂等投入反应器中,加热熔融并逐步形成高聚物的过程。

此法在应用上有一定的局限性。

所得聚酷亚胺的熔点必须低于反应温度,以便在缩聚过程中使反应混合物处于熔融状态`。

因此,只有含多个亚甲基脂肪族的二胺才适用于此方法。

2.2 溶液缩聚法溶液缩聚法可分为一步法和两步法两种。

一步法是二酐和二胺在高沸点溶剂中加热直接聚合成聚酰亚胺,而不经过中间产物聚酰胺酸。

两步法是二酐和二胺经两步反应形成。

两步法主要用于制备芳香族。

第一步先将二酐和二胺溶解在极性非质子溶剂中如DMF、二甲基乙酰胺等,在较低温度下先反应制得预聚体一PAA溶液,第二步再进行酰亚胺化。

O O O H2NOONHOH2.3 界面缩聚法指在两种互不相容、分别溶有两种单体溶液的界面附近进行缩聚反应。

要求单体活性高、反应速率快、分子质量高、反应温度低。

但由于要采用高反应性单体又要消耗大量溶剂,设备利用率低。

尽管界面缩聚法有许多优点,但工业上实际釆用较少。

2.4 气相沉淀法在高温下将二酐和二胺以气流的形式输送到混炼机内进行混炼,由单体直接制成薄膜。

因需要高温,控制有一定难度。

3 聚酰亚胺的性能与应用3.1 聚酰亚胺的性能[6, 9-11, 13, 14]由于聚酰亚胺结构中带有十分稳定的芳杂环,拥有许多优异的性能:(1)耐热性聚酰亚胺具有极强的耐热性,TGA 热重分析表示聚酰亚胺分解温度可达500℃—600℃,是现阶段最稳定的聚合物之一。

(2)耐低温聚酰亚胺材料具有耐超低温特性,即使在超低温的液氮中,不会脆裂,仍能保持一定的机械强度。

(3)良好的机械性能均苯型聚酰亚胺薄膜(Kapton) 的拉伸强度为170 MPa、拉伸模量为3.0 GPa,而联苯型聚酰亚胺(Upilex) 的拉伸强度达到400 MPa、拉伸模量为3 ~ 4 GPa,增强以后可大于200 GPa。

(4)良好的尺寸稳定性聚酰亚胺材料具有极低的热膨胀系数,热膨胀系数一般在2×105 ~ 3×10-5 /℃,联苯型聚酰亚胺的热膨胀系数在1×10-6/℃,个别产品热膨胀系数可1×10-7/℃,与金属的热膨胀系数接近。

正是这种低热膨胀系数的特性,PI可广泛应用于柔性印刷电路板的制造。

(5)良好的介电及绝缘性聚酰亚胺材料的介电常数一般在3.0 ~ 3.6之间,当引入氟原子或将纳米级的空气分散其中时,介电常数可降至2.5 ~ 2.7之间,甚至更低。

介电损耗在1×10-3左右,介电强度在100 ~ 300 Kv/mm、体积电阻为1×1017 Ω.cm。

这种低介电常数的聚酰亚胺在微电子行业作为封装材料、绝缘材料的应用提供了保障。

(6)良好的耐辐射性能聚酰亚胺材料在高温、高真空及辐照下稳定,挥发物少。

(7)良好的化学稳定性通常聚酰亚胺不溶于常用有机溶剂,常见的可溶性聚酰亚胺也只是溶解在一些特定的极性有机溶剂中,但聚酰亚胺与其它芳香聚合物一样,不耐浓硫酸、浓硝酸及卤素。

聚酰亚胺对稀酸有较强的耐水解性能,对氧化剂、还原剂的稳定性也较高,特别是在高温下,其稳定性尤为突出。

但一般的品种不耐水解,尤其是碱性水解。

(8)良好的阻燃性聚酰亚胺是自熄性聚合物,发烟率极低,高温燃烧后的残碳率常在50%以上,是一种良好的阻热剂及阻燃剂。

(9)无毒及生物相容性聚酰亚胺无毒,且一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。

聚酰亚胺可用来制造餐具及医疗器械,可经得起上千次的消毒。

(10)聚酰亚胺也有它的缺点:传统的聚酰亚胺不熔不溶,难以加工;制成薄膜硬、脆、强度不好;用于微电子工业时,其热膨胀系数不好;用于光通信工业,透明性差;同时,其粘接性也不是很好。

[8]3.2 聚酰亚胺的应用由于PI具有上述优良的性质,其被广泛的应用于众多领域。

(1)薄膜广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等电子领域,在电机领域应用于航天军工、机械、汽车等各产业绝缘材料。

主要产品有杜邦的Kapton、宇部兴产的Upilex系列和钟渊的Apical。

透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板;苹果(手机)的防水系统使用杜邦公司的Kapton 聚酰亚胺薄膜等。

[1, 4, 15](2)涂料聚酰亚胺可用作中小型电机和电器设备的漆包线漆、电机绕组浸渍漆等,还可用于高压大型电机的槽部端部防电晕漆。

[10]如牵引电机、氟里昂冷冻电机线圈的浸渍,以及避雷器元件、雷达仪器等的绝缘处理。

[11](3)纤维其弹性模量仅次于碳纤维,是先进复合材料的增强剂,可作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。

[9]如做防弹衣,消防服,降落伞及热物料的滤布等。

[6, 12, 13](4)泡沫塑料用作耐高温的隔热材料。

如飞机上保温防火材料、防辐射材料、高温能量吸收材料、电绝缘材料、耐磨材料和遮蔽材料等。

[3, 9](5)工程塑料聚酰亚胺可以分为热固性聚酰亚胺和热塑性聚酰亚胺两种。

具有高强度、高模量、尺寸稳定、轻质、耐磨、自润滑、密封性好等优良性质。

[9]主要品种有聚苯硫醚,聚醚矾等。

用于大型电机、核电站、纺织机械、高速包装设备、气体压缩机、轿车刹车片、齿轮轴承(或保护架)、复印机等[4](6)胶黏剂主要用于高温结构胶黏剂。

[9]主要特点是高强度、耐高温、抗腐蚀、密度小。

用于电子领域中的多片微型组件等[3, 4](7)复合材料聚酰亚胺复合材料主要包括热固性PMR型聚酰亚胺碳纤维增强复合材料和聚酰亚胺无机(纳米)杂化材料两种类型。

它们机械性能优良、热稳定性好,适合作耐磨及结构材料;同时可以控制无机物含量,便于加工,可用于制造交通工具、飞机部件等;其高阻隔性、各向异性,可用于制造各种容器;优异的光学性能,在光学尤其是非线性光学领域应用广泛。

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