1. Uvod u poliimid
Poliimid (PI) je molekularna struktura koja sadrži karike lanca aromatskih heterocikličkih polimernih spojeva na bazi imida, trenutno je jedna od najboljih varijanti inženjerske plastike otporne na toplinu, naširoko se koristi u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, mikroelektronici, nano, tekućim kristalima, laserima i drugim poljima.
Nedavno su sve zemlje uključile istraživanje, razvoj i korištenje PI u 21. stoljeću kao jedan od fokusa razvoja novih kemijskih materijala. Poliimid, zbog svojih izvanrednih svojstava u izvedbi i sintezi, ima velike izglede za primjenu, bilo kao strukturni materijal ili kao funkcionalni materijal.
Poliimid je poznat kao vrh piramide polimernih materijala, poznat i kao "rješavač problema", a čak i neki poznavatelji industrije vjeruju da "nijedan poliimid neće imati današnju tehnologiju mikroelektronike.
.
Piramida polimernih materijala
2. klasifikacija i primjena poliimida
Poliimid se može koristiti u raznim poljima zbog svojih izvrsnih performansi, a također se može podijeliti u različite vrste, uključujući inženjersku plastiku, vlakna, fotoosjetljivi poliimid, pjene, premaze, ljepila, filmove, aerogelove, kompozite i tako dalje.
Poliimid ima široku primjenu
Među mnogim polimerima, poliimid je jedini koji ima širok raspon primjena i pokazuje izvanredne performanse u svakoj od njih. U nastavku ću vas provesti kroz glavne namjene svake vrste poliimida.
(1).Inženjerska plastika
Poliimidna tehnološka plastika može se podijeliti na termoreaktivnu i termoplastičnu, može se podijeliti na poli(tetrametilen tetraimid) (PMMI), polieterimid (PEI), poliamid i imid (PAI), itd., ima vlastitu upotrebu u različitim područjima.
PMMI pri opterećenju od 1,8 MPa, temperatura toplinske distorzije od 360 stupnjeva, izvrsna električna svojstva, može se koristiti za posebne uvjete preciznih dijelova, visokotemperaturnih samo-podmazujućih ležajeva, brtvila, rotora puhala itd., također se može koristiti u kontaktu s dijelovima ventila za tekući amonijak, dijelovima sustava za dovod goriva mlaznog motora.
PEI ima izvrsna mehanička svojstva, električna izolacijska svojstva, otpornost na zračenje, visoku temperaturu i otpornost na habanje, dobru fluidnost taline, skupljanje kod kalupljenja od 0,5% do 0,7%, dostupan za injekcijsko i ekstruzijsko prešanje, post-obrada je lakša, također se može koristiti za metode zavarivanja i druge materijale kombinirane u elektronici i električnim uređajima, zrakoplovnoj industriji, automobilskoj industriji, medicinskoj opremi i drugim industrijama. naširoko korišten.
Čvrstoća PAI-a najveća je među trenutnom nearmiranom plastikom, vlačna čvrstoća je 190 MPa, čvrstoća na savijanje je 250 MPa, a temperatura toplinske distorzije je čak 274 stupnja pod opterećenjem od 1,8 MPa. PAI ima dobru otpornost na ablaciju i elektromagnetizam pri visokoj temperaturi i visokoj frekvenciji, i ima dobra svojstva prianjanja na metale i druge materijale, uglavnom se koristi za zupčanike, ležajeve i rastavne kandže fotokopirnih strojeva, itd., i može se koristiti za materijale za ablaciju zrakoplova, materijale za prijenos i druge materijale, te se može koristiti u proizvodnji elektroničkih uređaja. Uglavnom se koristi za zupčanike, ležajeve i separatorske kandže kopirnih strojeva, itd. Također se može koristiti za ablativne materijale, magnetski propusne materijale i konstrukcijske materijale zrakoplova.
Poliimid za dijelove visokih performansi
(2). Poliimidno vlakno
Poliimidno vlakno važno je vlakno visokih-učinkovitosti, njegovo visokotemperaturno poliimidno vlakno trenutno je jedno od najviših temperatura organskih sintetičkih vlakana, može se koristiti na 250 ~ 350 stupnjeva, u otpornosti na svjetlo, upijanju vode, otpornosti na toplinu i drugim aspektima aramidnih i polifenilen-sulfidnih vlakana u usporedbi s superiornošću poliimidnih vlakana visokih{3}}učinkovitosti nego je čvrstoća aramida otprilike jedanput veća od trenutne mehaničke izvedbe najboljih organskih To je jedno od najboljih organskih sintetičkih vlakana u pogledu mehaničkih svojstava.
S kontinuiranim razvojem visoko{0}}tehnoloških polja, njegova fizikalna i kemijska svojstva PI proizvoda sve su zahtjevnija, tradicionalni PI materijali u mehanici, toplinskim i optičkim, električnim, magnetskim i drugim aspektima izvedbe nisu bili u mogućnosti zadovoljiti suvremena znanstvena i tehnološka polja posebnih zahtjeva materijala, PI vlakna visokih-učinkovitosti sa svojim superiornim mehaničkim svojstvima, toplinskom stabilnošću, zračenjem i drugim karakteristikama sljedećeg generacija vlakana visokih-učinkovitosti postat će tipičan predstavnik vlakana.
Trenutno je domaća industrija PI vlakana uglavnom angažirana u Jiangsu Aoshen, Changchun Gaoqi, Kejiu New Material, Jiangsu Xiannuo i tako dalje. Među njima, Changchun Gaoqi postao je važna baza za istraživanje, razvoj i proizvodnju poliimida u Kini, a visoko{1}}organsko vlakno s potpuno neovisnim pravima intelektualnog vlasništva Jiangsu ceno prošlo je ocjenu znanstvenih i tehnoloških dostignuća 2016., a također je preuzelo vodstvo 2020. za dovršetak razvoja nacionalnih standarda "visoke-čvrstoće i poliimidna nit visokog-modula".
Poliimidno vlakno
(3). Fotoosjetljivi poliimid (PSPI)
Fotoosjetljivi poliimid (PSPI) je klasa polimernog lanca i imidnog prstena kao i fotoosjetljivih gena, skupa izvrsne toplinske stabilnosti, dobrih mehaničkih svojstava, kemijskih i fotografskih svojstava organskih materijala.
Fotoosjetljivi poliimid u području elektronike, uglavnom fotorezist i elektroničko pakiranje dvije glavne uloge, u fotoosjetljivom poliimidu koji se dodaje senzibilizatoru, stabilizatoru itd. može se dobiti "poliimidni fotorezist". U usporedbi s tradicionalnim fotorezistima, sam poliimid ima dobra dielektrična svojstva, tako da nije potrebno premazivati radni medij kada se koristi uloga svjetlosne barijere, što može znatno skratiti proces i poboljšati učinkovitost proizvodnje.
Tehnologiju proizvodnje fotoosjetljivog poliimida (PSPI) uglavnom kontroliraju američke i japanske tvrtke, od kojih je Toray jedno od najuspješnijih poduzeća na svijetu na tržištu pozitivnih PSPI proizvoda, a njegovi pozitivni proizvodi koriste se u pakiranju mikroelektronike, optoelektroničkoj enkapsulaciji i drugim poljima.
Ograničena zaostalošću proizvodne tehnologije, kineska industrija poliimida još uvijek je stabilna za filmove i druge-proizvode niže krajnje vrijednosti, proizvodnja fotoosjetljivog poliimida je manja, potražnja na tržištu ovisi o uvozu. U potpori politike "Made in China 2025", kineska industrijska, mehanička, elektronička i druga polja ulaze u domaću fazu zamjene, domaća poduzeća za PSPI nastavljaju se produbljivati, neke tvrtke su ovladale tehnologijom proizvodnje.
Trenutno, izgled PSPI R & D, proizvodnja lokalnih poduzeća su Rui Huatai, Ming Shi novi materijali, nacionalna industrija vjetra plastike, Dinglong tehnologija, itd., budućnost polja domaće zamjene prostora.
Poliimid za fotorezist
(4). Poliimidna pjena
Poliimidna pjena vrsta je poliimidnog materijala, koju je 1970-ih prvi put razvio NASA Langley Research Center u suradnji s Unitikom America, koristi se u svemirskom šatlu, sada se naširoko koristi u zrakoplovima, brodovima, vlakovima, automobilima i drugim poljima, s prirodom usporavanja plamena, otpornosti na toplinu, lagane i ekološki prihvatljive, ne-toksične, može trajati dugo vremena Ultra-visoka temperatura, ultra-niska temperatura, visoka količina soli, jaka buka, jaka korozija, jako zračenje i drugi ekstremni uvjeti rada.
Poliimidnu pjenu možemo podijeliti u tri kategorije:
(a) Isto kao i opći poliimid, imid kao glavni lanac pjenastog materijala, upotreba temperature doseže više od 300 stupnjeva (PI pjena)
(b) Pjenasti materijali u kojima imidni prsten postoji kao bočna skupina (PMI pjena)
(c) Nano-pjenasti materijali dobiveni uvođenjem termički nestabilnih segmenata masnog lanca u poliimid i njihovim pucanjem na visokim temperaturama.
Materijali od poliimidne pjene pripadaju naprednim funkcionalnim materijalima, sve se više koriste u zrakoplovstvu, oceanskom prijevozu, nacionalnoj obrani i mikroelektronici te drugim područjima visoke -tehnologije kao što su toplinska izolacija, smanjenje vibracija i buke te izolacija i drugi ključni materijali.
PI pjena trenutno je najvažnija primjena za brodove s materijalima za toplinsku izolaciju i smanjenje buke, kineska mornarica trenutno je u trećem vrhuncu brodogradnje, PI pjena kao nova vrsta ratnih brodova u prvom izboru materijala za toplinsku izolaciju i smanjenje buke, potražnja brzo raste.
Poli(metakrilimidna) pjena (skraćeno PMI) nova je vrsta pjenastog materijala visoke molekularne strukture s optimalnim sveobuhvatnim učinkom, koji je kompozitni pjenasti jezgreni materijal visokih-učinkovitosti s visokom specifičnom čvrstoćom, visokim specifičnim modulom, visokom stopom zatvaranja i visokom otpornošću na toplinu, a karakterizira ga mala težina, visoka čvrstoća i otpornost na visoke/niske temperature, itd. Osim toga, PMI pjena, kao najizvrsniji materijal za toplinsku izolaciju i smanjenje buke za brodova, ima brzo rastuću potražnju. Osim toga, PMI pjena kao najizvrsniji strukturni materijal jezgre od pjene, naširoko korišten u lopaticama ventilatora, lopaticama helikoptera, zrakoplovstvu i drugim poljima, njen trend zamjene za PET pjenu je jasan, tržišni prostor je golem.
PI pjena je -otporna na toplinu, -usporava plamen, ne proizvodi štetne plinove, jednostavna je za ugradnju, naširoko se koristi u materijalima za toplinsku izolaciju i smanjenje buke. Trenutačno, američka mornarica koristi PI pjenu kao materijal za toplinsku i zvučnu izolaciju za sve površinske brodove i podmornice, a pjena SOLIMIDE koju proizvodi INSPEC koristi se u više od 15 zemalja za razvoj sustava toplinske i akustične izolacije za mornarička plovila. Osim toga, PI pjena također se široko koristi u civilnim brodovima, kao što su luksuzni brodovi za krstarenje, gliseri i brodovi na ukapljeni prirodni plin.
Poliimidna pjena
Slično PI pjeni, primjena PMI pjene također je vrlo široka. Tipične primjene PMI pjene uključuju:
(a) Materijal jezgre od strukturne pjene: izvrsna otpornost na visoko{0}}temperaturnu kompresiju, tako da se široko koristi kao materijal jezgre za lopatice ventilatora, zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, brodove, sportsku opremu, medicinsku opremu i druga područja;
(b) Transparentni-materijali širokopojasnih valova: niska dielektrična konstanta i gubitak čine ga širokom uporabom u radarima, antenama i drugim područjima;
(c) materijali za toplinsku i zvučnu izolaciju:-brze lokomotive, gume, audio i tako dalje.
Od 21. stoljeća, broj jedinica uključenih u istraživanje poliimidne pjene u Kini značajno je porastao, a industrija je napravila značajne tehnološke pomake, a trenutačno su glavni domaći proizvođači poliimidne pjene Qingdao Ocean, Kanda New Material i Tiansheng New Material, Zigong Zhongtiansheng, Qingdao Ocean New Material i tako dalje. Među njima, Ningbo Institut za materijale, Kineska akademija znanosti izgradila je pilotsku opremu za čestice poliimidne mikropjene, Qingdao Ocean i Kangda New Material poliimidni proizvodi prošli su vojni test.
(5). Poliimidne prevlake
Poliimid za pripremu premaza je jedna od njegovih najranijih primjena, tvari u premazu se uglavnom koriste kao emajlirani izolacijski premaz za žice. Izolacijski premaz emajlirane žice uglavnom je -obložena okrugla žica, ravna žica i druge vrste žica promjera gole bakrene žice, žice od legure i staklene žice, vanjski sloj žice omotane, poboljšava i stabilizira vanjski sloj emajlirane žice.
Jedan od važnih pokazatelja izolacijskih premaza je stupanj otpornosti na toplinu, prema Međunarodnom elektrotehničkom udruženju ICE-85 iz 1954. za motore i električne izolacijske materijale u korištenju standarda ocjenjivanja toplinske stabilnosti, izolacijski materijali podijeljeni su u sedam stupnjeva otpornosti na toplinu.
Kako bi se zadovoljili zahtjevi industrijske tehnologije, razvoj izolacijskih materijala karakterizira izolacijski sustav koji bi trebao moći podnijeti 180-200 stupnjeva na više temperature pod dugotrajnim-radom, ali bez značajnog gubitka težine i smanjenja električne čvrstoće, te održavati dobru elastičnost, vlagu, ozon, otpornost na luk i druga svojstva. Poliimidni materijali mogu biti vrlo dobri za ispunjavanje zahtjeva ove upotrebe, za pripremu izolacijskog premaza klase F-i iznad-otpornog na toplinu, poliimid se može koristiti kao izolacijski lak za elektromagnetsku žicu ili kao premaz za visoke temperature.
Nastavit će se
Izvor "Službena web stranica kineskog udruženja industrije kompozitnih materijala".