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聚酰亚胺的（介绍，分类，制备，应用）
Release Time：2021-06-02聚酰亚胺的介绍
聚酰亚胺是酰亚胺单体的聚合物，有时缩写为PI。由于其独特的物理机械和化学性能，它被认为是一种有益的工程塑料。这些特性使其适用于从航空航天到运输行业的各种应用。1908年，美国化学家、IUPAC前主席Marston Bogert成功制备出第一类聚酰亚胺（芳香族聚酰亚胺）。他的实验只有在4-氨基邻苯二甲酸酐缩聚后才成功。即使在聚酰亚胺在20月初首次合成个世纪，只有少数人所设想的广泛使用当今的材料。1955 年通过焦金属二酐与二胺的两阶段缩聚开始生产。从那时起，聚酰亚胺的年产量急剧增加，研究人员的兴趣呈指数增长。
聚酰亚胺的分类
聚酰亚胺含有两个与氮键合的酰基。它们可以根据以下分类：
1.根据主链组成分类
聚酰亚胺可分为脂肪族、半芳香族或芳香族。脂肪族聚酰亚胺是由脂肪族二酐和二胺结合得到的，而芳香族聚酰亚胺是由芳香族二酐和二胺得到的。当二酐或二胺为芳香族而另一部分为脂肪族时，聚酰亚胺也可归为半芳香族。
2.基于主链交互的分类
无需深入研究有机化学的复杂性，值得注意的是，聚酰亚胺通常分为热固性或热塑性。聚酰亚胺通常是热固性聚合物，然而，热塑性聚酰亚胺可以通过在聚合物链中引入大的环状侧基来获得。聚醚酰亚胺 (PEI)、聚酰胺酰亚胺 (PAI)和聚苯并咪唑 (PBI)是热塑性塑料，因为它们含有酰亚胺基团而被归类为聚酰亚胺。例如，PEI 是由主链中的聚酰亚胺和聚醚单元组成的聚合物的组合。因为 PEI 和 PAI 是由芳族二胺和酸酐生产的，所以它们被归入芳族聚酰亚胺类。PBI 由芳香四胺和芳香二羧酸或其衍生物制备。因此，它们被归类为芳香族。
聚酰亚胺的制备
聚酰亚胺的加工非常具有挑战性，因为它们在普通溶剂中的溶解度低且软化温度高。即使研究提出了一种新工艺来解决这些缺陷，但通常成本太高而无法在商业上可行。然而，聚酰亚胺通常是由二酐和二胺在两阶段过程中的缩合反应生成的。第一阶段包括芳族二酐与二胺在极性溶剂中在低温下缩聚反应生成聚酰胺酸（一种可溶性中间体溶液）。在第二阶段，聚酰胺酸被加工成聚酰亚胺。从这个阶段可以获得不同的产品，如纤维和薄膜。因此，此阶段的活动对于实现所需的最终产品至关重要。加热作用或使用脱水剂对于将聚酰胺酸转化为完全环化的聚酰亚胺至关重要。
聚酰亚胺的应用
与其他聚合物相比，聚酰亚胺具有更高的机械强度、热稳定性和更好的绝缘性能。这些特性使它们适用于航空航天和运输行业的电子应用。这些行业对材料有严格的热和机械要求。由于聚酰亚胺的热稳定性和柔韧性，它常被用于柔性太阳能电池中作为介电基板。其中一些特性也有助于其在医疗设备中的广泛应用，例如心血管导管、推环和神经设备。
