聚酰亚胺的(简介,优点和局限性,合成)
Release Time:2021-06-02聚酰亚胺的简介
聚酰亚胺作为一种极具吸引力的介电材料,已广泛应用于电子、航空航天和汽车等领域,满足了人们对能在高温等恶劣条件下良好工作的材料日益增长的需求。聚酰亚胺是一类重要的阶梯生长聚合物,因其高温稳定性、机械性能和优越的耐化学性。聚酰亚胺(PI)是由两个酰基(C=O)与氮(N)结合而成的高性能聚酰亚胺单体聚合物。这些聚合物以其在400-500℃范围内的高温性能和耐化学性能而闻名。在许多工业应用中,它们被用来取代玻璃、金属甚至钢铁的传统用途。聚酰亚胺具有优良的机械性能,因此在需要坚固有机材料的应用中得到应用。
※高温燃料电池
※平板显示器
※航空航天应用
※化学及环保工业
※以及各种军事应用
聚酰亚胺的优点和局限性
※高机械性能
※优越的温度适应性
※优异的拉伸和压缩强度
※出色的耐化学性
※许多微波应用的透明度
※抗辐射能力
※卓越的轴承和耐磨性能
但是,这些聚合物存在某些限制:
※制造成本高
※加工中的高温要求
※指定的操作过程,例如在指定温度下的退火操作
※对碱和酸侵蚀敏感
聚酰亚胺的合成
聚酰亚胺是通过将高度稳定和刚性的杂环系统引入聚合物链来制备的。因此,惰性酰亚胺环的存在和高链间相互作用,即聚合物链之间的高内聚力赋予聚合物高热稳定性。聚酰亚胺合成的经典方法是通过二酐和二胺的反应。1908 年首次报道了芳族聚酰亚胺的合成。然而,由于缺乏通过熔融聚合的加工性,聚酰亚胺合成和加工方面的重大进展并未实现。1960 年代初,杜邦是第一家商业化生产聚酰亚胺的公司。它基于均苯四酸二酐和 4,4' 二氨基二苯醚。这种类型的反应由两个步骤组成
1.芳香族二胺与二酐溶液缩聚形成聚酰胺酸
2.聚(酰胺酸)可以加工成有用的形状,然后酰胺酸环化脱水形成聚酰亚胺
大多数聚酰亚胺由于其平面芳族和杂芳族结构是不熔和不溶的,因此通常需要从溶剂途径进行加工。这种方法提供了第一个这样的基于溶剂的途径来处理这些聚酰亚胺。通过在主链和/或侧基上引入芳环,可以进一步提高聚合物的热稳定性。