Mataas na Pagganap ng Materyal - Polyimide (1)

Ang Polyimide, ang All - Rounder sa mga materyales na polimer, ay napukaw ang interes ng maraming mga institusyon ng pananaliksik sa China, at ang ilang mga negosyo ay nagsimula ring gumawa - ang aming sariling materyal na polyimide.
I. Pangkalahatang -ideya
Bilang isang espesyal na materyal sa engineering, ang polyimide ay malawakang ginagamit sa aviation, aerospace, microelectronics, nanometer, likidong kristal, paghihiwalay ng lamad, laser at iba pang mga patlang. Kamakailan lamang, ang mga bansa ay naglilista ng pananaliksik, pag -unlad at paggamit ngPolyimidebilang isa sa mga pinaka -promising na plastik ng engineering sa ika -21 siglo. Ang Polyimide, dahil sa mga natitirang katangian nito sa pagganap at synthesis, kung ito ay ginagamit bilang isang istrukturang materyal o bilang isang pagganap na materyal, ang napakalaking aplikasyon ng mga prospect ay ganap na kinikilala, at ito ay kilala bilang isang "problema - paglutas ng dalubhasa" (Protion Solver), at naniniwala na "walang polyimide, walang teknolohiyang microelectronics ngayon".

Pangalawa, ang pagganap ng polyimide
1. Ayon sa thermogravimetric na pagsusuri ng ganap na aromatic polyimide, ang temperatura ng agnas nito sa pangkalahatan ay nasa paligid ng 500 ° C. Ang polyimide synthesized mula sa biphenyl dianhydride at p - phenylenediamine ay may temperatura ng thermal decomposition na 600 ° C at isa sa mga pinaka thermally stabil polymers hanggang ngayon.
2. Ang polyimide ay maaaring makatiis ng sobrang mababang temperatura, tulad ng sa likidong helium sa - 269 ° C, hindi ito magiging malutong.
3.Polyimideay may mahusay na mga mekanikal na katangian. Ang makunat na lakas ng hindi natapos na plastik ay higit sa 100MPa, ang pelikula (Kapton) ng homophenylene polyimide ay nasa itaas ng 170MPa, at ang uri ng biphenyl polyimide (UPILEX) hanggang sa 400MPa. Bilang isang plastik ng engineering, ang halaga ng nababanat na pelikula ay karaniwang 3 - 4GPA, at ang hibla ay maaaring umabot sa 200GPA. Ayon sa mga kalkulasyon ng teoretikal, ang hibla na synthesized ng phthalic anhydride at p - phenylenediamine ay maaaring umabot sa 500gpa, pangalawa lamang sa carbon fiber.
4. Ang ilang mga polyimide varieties ay hindi matutunaw sa mga organikong solvent at matatag upang matunaw ang mga acid. Ang mga pangkalahatang uri ay hindi lumalaban sa hydrolysis. Ang tila pagkukulang na ito ay ginagawang naiiba ang polyimide mula sa iba pang mataas na pagganap ng polimer. Ang katangian ay ang hilaw na materyal na dianhydride at diamine ay maaaring mabawi ng alkalina hydrolysis. Halimbawa, para sa pelikula ng Kapton, ang rate ng pagbawi ay maaaring umabot sa 80%- 90%. Ang pagbabago ng istraktura ay maaari ring makakuha ng medyo hydrolysis - mga lumalaban na uri, tulad ng pag -iwas sa 120 ° C, 500 na oras ng kumukulo.
5. Ang koepisyent ng thermal expansion ng polyimide ay 2 × 10 - 5－3 × 10 - 5 ℃, ang Guangcheng thermoplastic polyimide ay 3 × 10 - 5 ℃, ang uri ng biphenyl ay maaaring umabot ng 10 - 6 ℃, ang mga indibidwal na uri ay maaaring hanggang sa 10 - 7 ° C.
6. Ang Polyimide ay may mataas na paglaban sa radiation, at ang pelikula nito ay may rate ng pagpapanatili ng lakas na 90% pagkatapos ng 5 × 109RAD mabilis na pag -iilaw ng elektron.
7.Polyimideay may mahusay na mga katangian ng dielectric, na may isang dielectric na pare -pareho ng mga 3.4. Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng fluorine o pagpapakalat ng mga air nanometer sa polyimide, ang dielectric na pare -pareho ay maaaring mabawasan sa halos 2.5. Ang pagkawala ng dielectric ay 10 - 3, ang dielectric na lakas ay 100 - 300kV/mm, ang Guangcheng thermoplastic polyimide ay 300kV/mm, ang paglaban ng dami ay 1017Ω/cm. Ang mga pag -aari na ito ay nananatili sa isang mataas na antas sa isang malawak na saklaw ng temperatura at saklaw ng dalas.
8. Ang Polyimide ay isang sarili - Ang pagpapatay ng polimer na may mababang rate ng usok.
9. Ang Polyimide ay may napakaliit na outgassing sa ilalim ng napakataas na vacuum.
10. Ang Polyimide ay hindi - nakakalason, maaaring magamit upang gumawa ng mga kagamitan sa table at medikal, at maaaring makatiis ng libu -libong mga pagdidisimpekta. Ang ilang mga polyimides ay mayroon ding mahusay na biocompatibility, halimbawa, ang mga ito ay hindi - hemolytic sa pagsubok ng pagiging tugma ng dugo at hindi nakakalason sa vitro cytotoxicity test.

3. Maramihang mga paraan ng synthesis:
Maraming mga uri at anyo ng polyimide, at maraming mga paraan upang synthesize ito, kaya maaari itong mapili ayon sa iba't ibang mga layunin ng aplikasyon. Ang ganitong uri ng kakayahang umangkop sa synthesis ay mahirap din para sa iba pang mga polimer.

1.Polyimideay pangunahing synthesized mula sa dibasic anhydrides at diamines. Ang dalawang monomer na ito ay pinagsama sa maraming iba pang mga heterocyclic polymers, tulad ng polybenzimidazole, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polyquinone kumpara sa monomer tulad ng phenoline at polyquinoline, ang mapagkukunan ng mga hilaw na materyales ay malawak, at ang synthesis ay medyo madali din. Maraming mga uri ng dianhydrides at diamines, at ang mga polyimides na may iba't ibang mga pag -aari ay maaaring makuha ng iba't ibang mga kumbinasyon.
2. Ang polyimide ay maaaring polycondensed sa mababang temperatura ng dianhydride at diamine sa isang polar solvent, tulad ng DMF, DMAC, NMP o ang/methanol na pinaghalong solvent, upang makakuha ng natutunaw na polyamic acid, pagkatapos ng pagbuo ng pelikula o pag -ikot ng pag -init sa halos 300 ° C para sa pag -aalis ng tubig at pag -ikot sa polyimide; Ang acetic anhydride at tertiary amine catalysts ay maaari ring maidagdag sa polyamic acid para sa pag -aalis ng kemikal at pag -ikot upang makakuha ng solusyon sa polyimide at pulbos. Ang Diamine at Dianhydride ay maaari ring pinainit at polycondensed sa isang mataas na solvent point solvent, tulad ng isang phenolic solvent, upang makakuha ng polyimide sa isang hakbang. Bilang karagdagan, ang polyimide ay maaari ring makuha mula sa reaksyon ng dibasic acid ester at diamine; Maaari rin itong ma -convert mula sa polyamic acid hanggang polyisoimide muna, at pagkatapos ay sa polyimide. Ang mga pamamaraang ito ay nagdadala ng kaginhawaan sa pagproseso. Ang dating ay tinatawag na PMR na pamamaraan, na maaaring makakuha ng mababang lagkit, mataas na solidong solusyon, at may isang window na may mababang lagkit na lagkit sa panahon ng pagproseso, na lalo na angkop para sa paggawa ng mga pinagsama -samang materyales; Ang huli ay nagdaragdag upang mapagbuti ang solubility, walang mababang - molekular na mga compound ay pinakawalan sa panahon ng proseso ng conversion.
3. Hangga't ang kadalisayan ng dianhydride (o tetraacid) at diamine ay kwalipikado, kahit na ano ang paraan ng polycondensation na paraan, madaling makakuha ng isang sapat na mataas na timbang na molekular, at ang timbang ng molekular ay madaling maiakma sa pamamagitan ng pagdaragdag ng yunit ng anhydride o yunit ng yunit.
4. Polycondensation ng dianhydride (o tetraacid) at diamine, hangga't ang molar ratio ay umabot sa isang equimolar ratio, ang paggamot ng init sa vacuum ay maaaring madagdagan ang molekular na bigat ng solidong mababang molekular na timbang prepolymer, sa gayon pagpapabuti ng pagproseso at powder na bumubuo. Maginhawa.
5. Madaling ipakilala ang mga reaktibo na grupo sa dulo ng chain o chain upang makabuo ng mga aktibong oligomer, sa gayon nakakakuha ng thermosetting polyimide.
6. Gamitin ang pangkat ng carboxyl sa polyimide upang maisagawa ang esterification o pagbuo ng asin, at ipakilala ang mga photosensitive groups o mahaba - chain alkyl groups upang makakuha ng mga amphiphilic polymers, na maaaring magamit upang makakuha ng mga photoresists o magamit sa paghahanda ng mga pelikulang LB.
7. Ang pangkalahatang proseso ng synthesizing polyimide ay hindi gumagawa ng mga inorganic na asing -gamot, na lalo na kapaki -pakinabang para sa paghahanda ng mga insulating material.
8. Ang Dianhydride at Damine bilang monomer ay madaling masugid sa ilalim ng mataas na vacuum, kaya madali itong mabuoPolyimidePelikula sa mga workpieces, lalo na ang mga aparato na may hindi pantay na ibabaw, sa pamamagitan ng pag -aalis ng singaw.