Polyimide, công cụ toàn diện trong vật liệu polymer, đã thu hút sự quan tâm của nhiều viện nghiên cứu ở Trung Quốc và một số doanh nghiệp cũng đã bắt đầu sản xuất – vật liệu polyimide của riêng chúng tôi.
I. Tổng quan
Là một vật liệu kỹ thuật đặc biệt, polyimide đã được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, vũ trụ, vi điện tử, nanomet, tinh thể lỏng, màng tách, laser và các lĩnh vực khác.Gần đây, các quốc gia đang liệt kê việc nghiên cứu, phát triển và sử dụngpolyimidelà một trong những loại nhựa kỹ thuật hứa hẹn nhất trong thế kỷ 21.Polyimide, do các đặc tính nổi bật của nó về hiệu suất và tổng hợp, cho dù nó được sử dụng làm vật liệu kết cấu hay vật liệu chức năng, triển vọng ứng dụng to lớn của nó đã được công nhận đầy đủ và nó được biết đến như một “chuyên gia giải quyết vấn đề” ( bộ giải protion ), và tin rằng “không có polyimide thì không có công nghệ vi điện tử ngày nay”.
Thứ hai, hiệu suất của polyimide
1. Theo phân tích nhiệt trọng lượng của polyimide thơm hoàn toàn, nhiệt độ phân hủy của nó thường vào khoảng 500°C.Polyimide được tổng hợp từ biphenyl dianhydride và p-phenylenediamine có nhiệt độ phân hủy nhiệt là 600°C và là một trong những polyme ổn định nhiệt nhất cho đến nay.
2. Polyimide có thể chịu được nhiệt độ cực thấp, chẳng hạn như trong helium lỏng ở -269°C, nó sẽ không bị giòn.
3. Polyimidecó tính chất cơ học tuyệt vời.Độ bền kéo của nhựa không nung là trên 100Mpa, màng (Kapton) của homophenylene polyimide là trên 170Mpa và polyimide loại biphenyl (UpilexS) lên tới 400Mpa.Là một loại nhựa kỹ thuật, lượng màng đàn hồi thường là 3-4Gpa và sợi có thể đạt tới 200Gpa.Theo tính toán lý thuyết, sợi được tổng hợp bởi phthalic anhydride và p-phenylenediamine có thể đạt tới 500Gpa, chỉ đứng sau sợi carbon.
4. Một số loại polyimide không hòa tan trong dung môi hữu cơ và ổn định với axit loãng.Các giống nói chung không có khả năng chống thủy phân.Sự thiếu sót dường như này làm cho polyimide khác với các polyme hiệu suất cao khác.Đặc điểm là dianhydride và diamine nguyên liệu thô có thể được thu hồi bằng quá trình thủy phân kiềm.Ví dụ, đối với phim Kapton, tỷ lệ thu hồi có thể đạt 80% -90%.Thay đổi cấu trúc cũng có thể thu được các giống kháng thủy phân khá tốt, chẳng hạn như chịu được nhiệt độ 120 ° C, đun sôi 500 giờ.
5. Hệ số giãn nở nhiệt của polyimide là 2×10-5－3×10-5℃, polyimide nhiệt dẻo Quảng Thành là 3×10-5℃, loại biphenyl có thể đạt tới 10-6℃, các loại riêng lẻ có thể lên tới 10- 7°C.
6. Polyimide có khả năng chống bức xạ cao và màng của nó có tỷ lệ duy trì cường độ là 90% sau khi chiếu xạ điện tử nhanh 5 × 109rad.
7. Polyimidecó tính chất điện môi tốt, với hằng số điện môi khoảng 3,4.Bằng cách đưa flo hoặc phân tán nanomet không khí vào polyimide, hằng số điện môi có thể giảm xuống khoảng 2,5.Tổn thất điện môi là 10-3, cường độ điện môi là 100-300KV/mm, polyimide nhiệt dẻo Quảng Thành là 300KV/mm, điện trở âm lượng là 1017Ω/cm.Các đặc tính này duy trì ở mức cao trong phạm vi nhiệt độ và dải tần số rộng.
8. Polyimide là một loại polymer tự dập lửa với tỷ lệ khói thấp.
9. Polyimide có rất ít thoát khí trong điều kiện chân không cực cao.
10. Polyimide không độc hại, có thể được sử dụng để làm bộ đồ ăn và dụng cụ y tế, có thể chịu được hàng nghìn lần khử trùng.Một số polyimide cũng có khả năng tương thích sinh học tốt, ví dụ, chúng không gây tán huyết trong thử nghiệm tương thích máu và không độc hại trong thử nghiệm độc tính tế bào trong ống nghiệm.
3. Nhiều cách tổng hợp:
Có nhiều loại và dạng polyimide, và có nhiều cách để tổng hợp nó, vì vậy nó có thể được lựa chọn theo các mục đích ứng dụng khác nhau.Loại linh hoạt này trong quá trình tổng hợp cũng khó có được đối với các polyme khác.
1. Polyimidechủ yếu được tổng hợp từ anhydrit dibasic và diamine.Hai monome này được kết hợp với nhiều polyme dị vòng khác, chẳng hạn như polybenzimidazole, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polyquinone So với các monome như phenoline và polyquinoline, nguồn nguyên liệu rộng và quá trình tổng hợp cũng tương đối dễ dàng.Có nhiều loại dianhydrit và diamine, và polyimide với các tính chất khác nhau có thể thu được bằng các kết hợp khác nhau.
2. Polyimide có thể được polycondensed ở nhiệt độ thấp bằng dianhydride và diamine trong dung môi phân cực, chẳng hạn như dung môi hỗn hợp DMF, DMAC, NMP hoặc THE/methanol, để thu được axit polyamic hòa tan, sau khi tạo màng hoặc kéo sợi Gia nhiệt đến khoảng 300°C cho khử nước và tuần hoàn thành polyimide;anhydrit axetic và các chất xúc tác amin bậc ba cũng có thể được thêm vào axit polyamic để khử nước và tuần hoàn hóa học để thu được dung dịch và bột polyimide.Diamine và dianhydride cũng có thể được đun nóng và polycondensed trong dung môi có điểm sôi cao, chẳng hạn như dung môi phenolic, để thu được polyimide trong một bước.Ngoài ra, polyimide cũng có thể thu được từ phản ứng của este axit dibasic và diamine;nó cũng có thể được chuyển đổi từ axit polyamic thành polyisoimide trước, sau đó thành polyimide.Các phương pháp này đều mang đến sự tiện lợi khi chế biến.Phương pháp trước được gọi là phương pháp PMR, có thể thu được độ nhớt thấp, dung dịch rắn cao và có cửa sổ có độ nhớt nóng chảy thấp trong quá trình xử lý, đặc biệt thích hợp để sản xuất vật liệu composite;cái sau tăng lên Để cải thiện độ hòa tan, không có hợp chất phân tử thấp nào được giải phóng trong quá trình chuyển đổi.
3. Miễn là độ tinh khiết của dianhydride (hoặc tetraacid) và diamine là đủ tiêu chuẩn, bất kể phương pháp polycondensation nào được sử dụng, đều dễ dàng thu được khối lượng phân tử đủ cao và khối lượng phân tử có thể dễ dàng điều chỉnh bằng cách thêm anhydride đơn vị hoặc amin đơn chức.
4. Polycondensation dianhydride (hoặc tetraacid) và diamine, miễn là tỷ lệ mol đạt tỷ lệ mol cân bằng, xử lý nhiệt trong chân không có thể làm tăng đáng kể trọng lượng phân tử của chất chuẩn bị rắn có trọng lượng phân tử thấp, do đó cải thiện quá trình xử lý và tạo thành bột.Hãy đến một cách thuận tiện.
5. Dễ dàng đưa các nhóm phản ứng vào cuối chuỗi hoặc chuỗi để tạo thành các oligome hoạt động, do đó thu được polyimide nhiệt rắn.
6. Sử dụng nhóm cacboxyl trong polyimide để thực hiện quá trình este hóa hoặc tạo muối, đồng thời đưa vào các nhóm cảm quang hoặc nhóm alkyl chuỗi dài để thu được các polyme lưỡng tính, có thể được sử dụng để thu được chất cản quang hoặc được sử dụng để điều chế màng LB.
7. Quá trình tổng hợp polyimide nói chung không tạo ra muối vô cơ, điều này đặc biệt có lợi cho việc điều chế vật liệu cách điện.
8. Dianhydride và diamine dưới dạng monome dễ thăng hoa trong điều kiện chân không cao nên dễ hình thànhpolyimidemàng trên phôi, đặc biệt là các thiết bị có bề mặt không bằng phẳng, bằng cách lắng đọng hơi.
Thời gian đăng bài: Feb-06-2023