聚酰亚胺
聚酰亚胺
聚酰亚胺( PI)聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H 级绝缘材料。
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
性能:1.外观淡黄色粉末2.弯曲强度(20℃) ≥170MPa3.密度 1.38~1.43g/cm34.冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m25.拉伸强度≥100 MPa6.维卡软化点 >270℃7.吸水性(25℃,24h)8.伸长率 >120%钛酸钡分子式:BaTiO3 分子量:233.1922性状白色粉末熔点1625℃相对密度 6.017溶解性:溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸,不溶于热的稀硝酸、水和碱。
熔点:1625℃钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。
在此温度以下,1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。
此时,六方晶系是稳定的。
在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央,Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中(见右图)。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,因此无偶极矩产生,晶体无铁电性,也无压电性。
随着温度下降,晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时,钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130~5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm点群,具有显著地铁电性,其自发极化强度沿c轴方向,即[001]方向。
钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时,结构变化较小。
从晶胞来看,只是晶胞沿原立方晶系的一轴(c轴)拉长,而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下,在5~-90℃温区内,钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群,此时晶体仍具有铁电性,其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。
聚酰亚胺分类
聚酰亚胺分类聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物材料,具有良好的热稳定性、机械性能和化学稳定性,在各个领域有着广泛的应用。
本文将从聚酰亚胺的合成方法、性质及应用等方面进行分类介绍。
一、聚酰亚胺的合成方法1. 酰亚胺化合物的聚合法:通过酰亚胺化合物的聚合反应制备聚酰亚胺。
该方法的优点是合成工艺简单,适用于大规模生产。
常见的酰亚胺化合物有苯酰亚胺、四氯苯酰亚胺等。
2. 聚酰胺酰亚胺化法:通过聚酰胺和酰亚胺化合物的反应合成聚酰亚胺。
该方法的优点是可以通过调整聚酰胺和酰亚胺化合物的配比来控制聚酰亚胺的性能。
3. 高温缩聚法:通过高温下将酰亚胺化合物进行缩聚反应制备聚酰亚胺。
该方法的优点是反应时间短,适用于制备高分子量的聚酰亚胺。
二、聚酰亚胺的性质1. 热稳定性:聚酰亚胺具有良好的热稳定性,可在高温下长时间使用。
其热分解温度通常在300℃以上,有些甚至可以达到500℃以上。
2. 机械性能:聚酰亚胺具有出色的机械性能,具有较高的强度和刚度。
其拉伸强度可达到100MPa以上,弹性模量可达到3-4GPa。
3. 化学稳定性:聚酰亚胺对酸、碱、溶剂等具有较好的化学稳定性。
在一定条件下,可以在酸性、碱性或有机溶剂中长时间使用而不发生明显的变化。
三、聚酰亚胺的应用1. 化工领域:聚酰亚胺具有良好的耐酸碱性和抗腐蚀性,可用于制造化工设备、管道、阀门等,承受酸碱介质的腐蚀。
2. 电子领域:聚酰亚胺具有良好的电绝缘性能和高温稳定性,可用于制造印刷电路板、绝缘材料、电子元件封装等。
3. 航空航天领域:聚酰亚胺具有较低的烟气生成量和毒性,被广泛应用于航空航天领域的烟雾抑制剂、阻燃剂和热隔热材料等。
4. 材料领域:聚酰亚胺具有良好的耐热性和机械性能,可用于制造高温结构材料、复合材料和纤维增强材料等。
聚酰亚胺是一类具有优异性能的高性能聚合物材料,其合成方法多样,性质稳定且应用广泛。
随着科技的不断进步,聚酰亚胺在各个领域的应用也将不断拓展和深入研究。
聚酰亚胺是什么材料
聚酰亚胺是什么材料
聚酰亚胺是一种高性能工程塑料,具有优异的物理和化学性能,被广泛应用于
航空航天、汽车、电子、化工等领域。
聚酰亚胺具有高温稳定性、耐腐蚀性、机械强度高等特点,因此备受工程师和设计师的青睐。
首先,聚酰亚胺的化学结构决定了其优异的性能。
聚酰亚胺分子中含有酰亚胺
基团,这种特殊的结构使得聚酰亚胺具有优异的热稳定性和耐化学腐蚀性。
在高温下,聚酰亚胺仍然能够保持其原有的性能,不会发生软化或变形,因此被广泛应用于高温环境下的零部件制造。
此外,聚酰亚胺还具有优异的电性能,因此在电子领域也有着重要的应用价值。
其次,聚酰亚胺的机械性能也非常优异。
聚酰亚胺具有高强度和刚性,同时又
具有较高的韧性和抗疲劳性,因此在航空航天和汽车领域被广泛应用于制造结构件和功能件。
与此同时,聚酰亚胺还具有较低的摩擦系数和良好的自润滑性能,使得其在摩擦磨损领域也有着重要的应用。
此外,聚酰亚胺还具有良好的耐化学腐蚀性和耐老化性。
在化工领域,聚酰亚
胺被广泛应用于制造耐腐蚀设备和管道,能够有效地抵抗酸碱等腐蚀介质的侵蚀,保证设备的长期稳定运行。
同时,聚酰亚胺还具有良好的耐紫外线性能和耐气候老化性能,能够在恶劣的户外环境下长期使用。
总的来说,聚酰亚胺作为一种高性能工程塑料,具有优异的物理和化学性能,
被广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。
其优异的热稳定性、机械性能、耐化学腐蚀性和耐老化性能,使得其在各个领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步,相信聚酰亚胺在更多领域将会有着更广泛的应用。
聚酰亚胺
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聚酰亚胺
一、聚酰亚胺材料及其应用(一)、聚酰亚胺材料概述聚酰亚胺是指分子主链中含有酰亚胺环的一类聚合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能,使他具有了很好的耐热性及优异的力学、电学等性能,且耐辐照、耐溶剂。
在高温下具备的卓越性能够与某些金属相媲美。
此外,它还具有优良的化学稳定性、坚韧性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性以及其他机械性能。
(二、)聚酰亚胺材料的重要性聚酰亚胺(简称PI)是综合性能最佳的有机高分子材料之一,已被广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
今年来,各国都将聚酰亚胺列为21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺,因其在合成和性能方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到了充分的认可,并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。
(三)、聚酰亚胺材料的性能简介(1)、对于全芳聚酰亚胺,其分解温度一般都在500℃左右。
由联苯二酐和对笨二胺合成的聚酰亚胺,其热分解度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
(2)、聚酰亚胺可耐极低温,如在—269℃液态氮中仍不会脆裂。
(3)、聚酰亚胺还具有很好的机械性能,抗张度均在100MPa以上,均苯型聚酰亚胺薄膜的抗张力强度为170MPa,而联苯型聚酰亚胺薄膜的抗张力度达到400MPa。
作为工程塑料,其弹性模量通常为3~4GMPa,而纤维的可达200GMPa。
(4)、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂,对烯酸稳定,一般的品种也不大耐水解,但可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺。
(5)、聚酰亚胺的热膨胀系数非常高。
(6)、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能。
(7)、聚酰亚胺具有很好的介电性能。
(8)、聚酰亚胺为自熄性聚合物,发烟率低。
(9)、聚酰亚胺无毒。
一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性。
二、聚酰亚胺纤维芳香族聚酰亚胺(PI)纤维主要指由聚酰胺酸(PAA)或PI溶液纺制而成的高性能纤维。
PI纤维与PPTA纤维相比有更高的热稳定性、更高的弹性模量、低的吸水性、耐低温性能和辐射性能等。
聚酰亚胺
聚酰亚胺( PI)聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达 400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数,介电损耗仅~,属F至H级绝缘材料。
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
性能:1.外观淡黄色粉末2.弯曲强度(20℃) ≥170MPa3.密度~cm34.冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m25.拉伸强度≥100 MPa6.维卡软化点 >270℃7.吸水性(25℃,24h)8.伸长率 >120%钛酸钡分子式:BaTiO3 分子量:性状白色粉末熔点1625℃相对密度溶解性:溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸,不溶于热的稀硝酸、水和碱。
熔点:1625℃钛酸钡是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。
在此温度以下,1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的6/mmm。
此时,六方晶系是稳定的。
在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中Ti4+(钛)居于O2-(氧离子)构成的氧中央,Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中(见右图)。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,因此无偶极矩产生,晶体无,也无。
随着温度下降,晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时,钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130~5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm,具有显着地铁电性,其沿c轴方向,即[001]方向。
钛酸钡从转变为四方晶系时,结构变化较小。
从来看,只是沿原的一轴(c 轴)拉长,而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下,在5~-90℃温区内,转变成mm2点群,此时晶体仍具有,其自发极化强度沿原立方的面对角线[011]方向。
为了方便起见,通常采用的参数来描述的。
这样处理的好处是使我们很容易地从中看出的情况。
钛酸钡从转变为正交晶系,其结构变化也不大。
从来看,相当于原的一根面对角线伸长了,另一根面对角线缩短了,c轴不变。
聚酰亚胺 PI MSDS
聚酰亚胺 PI MSDS聚酰亚胺 (PI) MSDS1. 概述聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)是一种高分子聚合物,具有优异的耐热性、耐化学性、机械性能和电绝缘性能。
本材料安全数据表(MSDS)提供了关于聚酰亚胺的安全信息和处理指南。
2. 成分/化学名聚酰亚胺(PI)的化学组成可能因生产工艺和具体品种而异。
一般而言,聚酰亚胺由二元酸和二元胺或其衍生物通过缩聚反应制得。
3. 物理/化学性质聚酰亚胺具有以下物理/化学性质:- 高热稳定性:聚酰亚胺能够在高温环境下保持稳定,其玻璃化转变温度(Tg)通常在200°C以上。
- 良好的化学稳定性:聚酰亚胺对大多数溶剂和化学品具有很好的抵抗力。
- 优秀的机械性能:聚酰亚胺具有较高的强度和模量,同时具有优异的柔韧性和耐磨性。
- 良好的电绝缘性能:聚酰亚胺具有极低的介电常数和介电损耗,适用于电子电气领域。
4. 健康风险聚酰亚胺本身通常不被认为是危险物质。
然而,在加工过程中,可能会产生有害物质,如单体、溶剂和副产物。
操作人员应采取适当的安全措施,以防止吸入、接触或摄入这些物质。
5. 安全措施在使用聚酰亚胺时,应遵循以下安全措施:- 避免吸入:操作时佩戴防尘口罩或空气呼吸器。
- 防止接触皮肤和眼睛:佩戴防护眼镜和手套。
- 避免摄入:工作期间勿进食、喝水或吸烟。
- 确保良好的通风:在封闭空间内操作时,确保空气流通。
6. 处理和存储聚酰亚胺粉末或颗粒应在干燥、通风的环境中储存,避免潮湿和高温。
在加工过程中,应确保充分通风,以防止吸入有害物质。
7. 应急处理如接触聚酰亚胺或其加工过程中产生的有害物质,请立即用大量清水冲洗受影响区域,并寻求医疗建议。
8. 法规遵从性本MSDS符合中华人民共和国相关法律法规要求。
9. 制造商信息制造商名称:[制造商名称]地址:[制造商地址]联系电话:[制造商联系电话]---以上为关于聚酰亚胺(PI)的MSDS文档,供您参考。
如需进一步修改或补充,请告知。
聚酰亚胺的制备方法
聚酰亚胺(Polyimide)是一种高性能的高分子材料, 常被用于航空航天、电子、汽车和其他工业应用。
最常用的制备聚酰亚胺的方法有两种:
1.合成法: 聚酰亚胺通常是通过采用合成法制备。
这种方法主要是通过将二苯酐二胺
和酸酐类高分子进行缩合反应来得到。
2.溶剂脱聚法: 溶剂脱聚法是通过在溶剂中溶解聚酰亚胺高分子,然后通过液-液分离
来提取聚酰亚胺。
除了以上两种常用的制备方法,还有其他的方法可以制备聚酰亚胺,如:
直接聚合法: 通过聚合前驱体或单体获得聚酰亚胺。
电解聚合法: 电解聚合法是一种直接聚合单体的方法,不需要预先合成前驱体。
聚合物缩聚法: 通过缩聚聚合物单体的方法得到聚酰亚胺。
在不同的条件下,会得到不同的聚酰亚胺,不同的聚酰亚胺有着不同的性质,应用不同,适用不同的领域.
需要注意的是,在制备聚酰亚胺时,需要控制反应条件,确保反应进行顺利。
聚酰亚胺制备需要高温高压条件,以及对氧气进行控制,还要注意选择足够纯度的原材料.
此外,在生产聚酰亚胺时,需要满足环保标准,避免使用有毒的物质,需要在过程中进行污染物的控制,保证工人的安全,并且不给环境带来负面影响。
总之,聚酰亚胺的制备方法有很多种, 不同的合成条件、高分子材料及不同的生产工艺会导致得到不同结构和性能的聚酰亚胺。
聚亚酰胺
聚亚酰胺聚酰亚胺聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H级绝缘材料概述聚酰亚胺:英文名Polyimide (简称PI)聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。
分类聚酰亚胺可分成缩聚型和加聚型两种。
(1)缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。
由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的,而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺,这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净,同时在聚酰胺酸环化(亚胺化)期间亦有挥发物放出,这就容易在复合材料制品中产生孔隙,难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。
因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂,主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。
(2)加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点,为克服这些缺点,相继开发出了加聚型聚酰亚胺。
目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。
通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺,应用时再通过不饱和端基进行聚合。
①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。
它与聚酰亚胺相比,性能不差上下,但合成工艺简单,后加工容易,成本低,可以方便地制成各种复合材料制品。
聚酰亚胺的概念
聚酰亚胺的概念聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)是一种具有优良综合性能和广泛应用前景的高性能聚合物材料。
它具有良好的高温稳定性、耐化学腐蚀性、良好的机械性能,是一种重要的高分子工程材料。
聚酰亚胺材料在化学结构上是以嵌段共聚物的形式存在,它由两种或多种不同的单体通过缩聚反应合成。
聚酰亚胺的主要链是由酰亚胺结构(Imide)组成的,这种结构具有高度的稳定性和热性能。
同时,聚酰亚胺的结构中还存在其他的官能团,如酰氨基(Amide)、酮基(Ketone)等,这些官能团赋予了聚酰亚胺良好的溶解性和加工性能。
由于聚酰亚胺材料具有出色的性能和广泛的应用前景,它已经被广泛应用于航空航天、电子、光学、生物医学、汽车等领域。
例如,在航空航天领域中,聚酰亚胺材料具有低比重、高机械强度、耐高温、耐腐蚀等特点,被广泛应用于飞机零件、导弹外壳、卫星结构等;在电子领域中,聚酰亚胺材料因具有优异的电气性能和低介电常数而被广泛应用于电子器件、印刷电路板等;在光学领域中,聚酰亚胺材料因具有低透射损失、低折射率等特点而被广泛应用于光学镜片、相机镜头等。
此外,聚酰亚胺材料还具有良好的耐化学腐蚀性和耐热性能,因此在化工设备、石油勘探等领域也有广泛应用。
聚酰亚胺材料的制备方法可以分为两种:一种是通过两种或多种不同的单体通过缩聚反应合成,这种方法适用于制备嵌段共聚物的聚酰亚胺材料;另一种是通过聚酰亚胺前驱体经热处理或化学改性等方法制备聚酰亚胺材料,这种方法适用于制备交联型聚酰亚胺材料。
两种方法各有优缺点,具体应根据需要选择合适的方法。
聚酰亚胺材料的性能受到多种因素的影响,如原料单体的选择、反应条件、聚合度等。
为了提高聚酰亚胺材料的性能,可以通过以下方法进行改性:一是通过引入不同的官能团对聚酰亚胺进行共聚或接枝改性;二是通过引入纳米颗粒等纳米填料对聚酰亚胺进行填充改性;三是通过交联等方法对聚酰亚胺进行固化改性。
这些方法可以改善聚酰亚胺材料的机械性能、热性能、耐化学腐蚀性等。
聚酰亚胺PEI详细介绍:
聚酰亚胺PEI详细介绍:聚酰亚胺情况介绍一、概述聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。
二、聚酰亚胺的性能1、全芳香聚酰亚胺按热重分析,其开始分解温度一般都在500℃左右。
由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
2、聚酰亚胺可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不会脆裂。
3、聚酰亚胺具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为170Mpa以上,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)达到400Mpa。
作为工程塑料,弹性膜量通常为3-4Gpa,纤维可达到200Gpa,据理论计算,均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达500Gpa,仅次于碳纤维。
4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点,即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达80%-90%。
改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃,500小时水煮。
5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5-3×10-5℃,广成热塑性聚酰亚胺3×10-5℃,联苯型可达10-6℃,个别品种可达10-7℃。
6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能,其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。
7、聚酰亚胺具有良好的介电性能,介电常数为3.4左右,引入氟,或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中,介电常数可以降到2.5左右。
聚酰亚胺
(2)醚酐型聚酰亚胺
醚酐型聚酰亚胺由二苯醚四羧酸二酐(OPDA)与有机芳香二胺反应得到。由 醚酐和二胺基二苯醚制备的聚酰亚胺在270℃软化, 在300-400℃范围内成为粘 流态,可以热模压成型。在390℃于模中保持1h,并不失去其工艺性,可以模塑 多次。薄膜材料在250℃空气中保持500h,其拉伸强度和伸长率的损失都不大 10%。在210℃的空气中恒温热处理300h 的重量损失低于0.05%; 在沸水中24h 煮沸后,吸水率仅为0. 5%~0. 8%。这类聚合物具有优异的介电性能,室温下 的介电常数为3. 1- 3. 5, 损耗因数为l×10- 3- 3×10- 3。体积电阻率为 1014-l015 欧姆·米;表面电阻为1015- 1016 欧姆,200℃的体积电阻率为 2×1012 欧姆·米,电气强度100- 200MV/ m。
双马来酰亚胺(BMI)
5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺
加聚型聚酰亚胺 双马来聚酰亚胺 BMI为例
由顺丁烯二酐与二元胺反应
O O CH 2 CH C O O HC HC C N C O R N C O CH O C CH C O + H 2N R NH2 HC C HC NH R NHC HOOC CH CH 2H 2O COOH O
BTDA结构式
加聚型聚酰亚胺(一般均为热固性聚合物) 加聚型聚酰亚胺: 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点, 为克服这些缺点,相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得 广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚 胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质 量聚酰亚胺,应用时再通过不饱和端基进行聚合 。
聚酰亚胺的发展史
追溯聚酰亚胺的发展史可以看到它是一类大有发展前途的高分子。早在 1908年,Bogert和Renshaw 就以4-氨基邻苯二甲酸酐或4-氨基邻苯二甲酸 二甲酯进行分子内缩聚反应制得了芳香族聚酰亚胺,但那时聚合物的本质 还未被充分认识,所以没有受到重视,直到20世纪40年代中期才有了一些 关于聚酰亚胺的专利出现。 20 世纪50 年代末期制得高分子量的芳族聚酰 亚胺。1961 年杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二配的缩合反应,用二步 法工艺合成了聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton),并于1961年正式实现了PI 的工业化。1964 年开发生产聚均苯四甲酰 亚胺模塑料(Vespel)。1965 年公开报道该聚合物的薄膜和塑料。继而,它 的粘合剂、涂料、泡沫和纤维相继出现。1964 年,Amoco 公司开发聚酰 胺-亚胺电器绝缘用清漆(AI) ,1972 年, 该公司开发了模制材料(Torlon), 1976 年Torlon 实现商品化。1969 年法国罗纳- 普朗克公司首先开发成功 双马来酰亚胺预聚体(Kerimid601),该聚合物在固化时不产生副产物气体, 容易成形加工,制品无气孔。
聚酰亚胺
聚酰亚胺( PI)聚酰亚胺就是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达 400℃以上 ,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4、0,介电损耗仅0、004~0、007,属F至H级绝缘材料。
聚酰亚胺就是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
性能:1.外观淡黄色粉末2.弯曲强度(20℃) ≥170MPa3.密度 1、38~1、43g/cm34.冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m25.拉伸强度≥100 MPa6.维卡软化点 >270℃7.吸水性(25℃,24h)8.伸长率 >120%钛酸钡分子式:BaTiO3 分子量:233、1922性状白色粉末熔点1625℃相对密度 6、017溶解性: 溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸,不溶于热的稀硝酸、水与碱。
熔点:1625℃钛酸钡就是一致性熔融化合物,其熔点为1618℃。
在此温度以下,1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的六方晶系6/mmm点群。
此时,六方晶系就是稳定的。
在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。
在此结构中Ti4+(钛离子)居于O2-(氧离子)构成的氧八面体中央,Ba2+(钡离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中(见右图)。
此时的钛酸钡晶体结构对称性极高,因此无偶极矩产生,晶体无铁电性,也无压电性。
随着温度下降,晶体的对称性下降。
当温度下降到130℃时,钛酸钡发生顺电-铁电相变。
在130~5℃的温区内,钛酸钡为四方晶系4mm 点群,具有显著地铁电性,其自发极化强度沿c轴方向,即[001]方向。
钛酸钡从立方晶系转变为四方晶系时,结构变化较小。
从晶胞来瞧,只就是晶胞沿原立方晶系的一轴(c轴)拉长,而沿另两轴缩短。
当温度下降到5℃以下,在5~-90℃温区内,钛酸钡晶体转变成正交晶系mm2点群,此时晶体仍具有铁电性,其自发极化强度沿原立方晶胞的面对角线[011]方向。
聚酰亚胺概述
聚酰亚胺概述聚酰亚胺(Polyimide,PI),是分子结构中含有酰亚胺环的一类高分子化合物,是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。
聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近年来各国都将聚酰亚胺作为最有希望的工程塑料之一进行研究、开发及利用。
聚酰亚胺最早出现是在1908年,Bogert和Renshaw以4-氨基邻苯二甲酸酐或4-氨基邻苯二甲酸二甲酯进行分子内缩聚反应制得了芳香族聚酰亚胺,但那时聚合物的本质还未被充分认识,所以没有受到重视,直到20世纪40年代中期才有了一些关于聚酰亚胺的专利出现。
20世纪50年代末期制得高分子量的芳族聚酰亚胺。
1955年,美国DuPont公司Edwards与Robison申请了世界上第一项有关聚酰亚胺在材料应用方面的专利。
1961年,DuPont公司采用芳香族二胺和芳香族二酐的缩合反应,用二步法工艺合成了聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton),并于1961年正式实现了聚酰亚胺的工业化。
1964年,开发生产聚均苯四甲酰亚胺模塑料(Vespel)。
1965年,公开报道该聚合物的薄膜和塑料。
继而,它的黏合剂、涂料、泡沫和纤维相继出现。
1969年,法国罗纳-普朗克公司(Rhone-Poulene)首先开发成功双马来酰亚胺预聚体(Kerimid 601),它是先进复合材料的理想基体树脂,该聚合物在固化时不产生副产物挥发性气体,容易成型加工,制品内部致密无气孔,但聚酰亚胺真正作为一种材料而实现商品化则是在20世纪60年代。
1.聚酰亚胺的分子结构与性能(1)聚酰亚胺的分子结构聚酰亚胺由含二胺和二酐的化合物经逐步聚合制备,二胺和二酐的结构不同,可制备一系列不同结构和性能的聚酰亚胺。
结构简式如下:聚酰亚胺的主链重复结构单元中含酰亚胺基团,芳环中的碳和氧以双键相连,芳杂环产生共轭效应,这些都增强了主键键能和分子间作用力。
聚酰亚胺分子由于具有十分稳定的芳杂环结构,分子规整、对称性强,有利于结晶,且分子堆积密度高,分子间距离小,分子链刚性大,因此体现出其他高分子材料所无法比拟的优异性能。
聚酰亚胺 PI MSDS
聚酰亚胺 PI MSDS聚酰亚胺 (PI) MSDS1. 概述聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)是一种高分子聚合物,主要由二酐和二胺通过缩合反应制得。
它具有优良的耐热性、耐化学性、机械性能和电绝缘性能,广泛应用于航空航天、电子电器、精密仪器、汽车制造等领域。
2. 理化性质- 外观:聚酰亚胺通常为固体,颜色为黄色或棕色。
- 熔点:聚酰亚胺的熔点较高,一般在300℃左右。
- 密度:约为1.4-1.6 g/cm³。
- 热稳定性:聚酰亚胺具有很好的热稳定性,耐高温,通常在空气中加热至400℃仍保持稳定。
- 电绝缘性:聚酰亚胺具有极佳的电绝缘性能,介电常数低,介电损耗小。
3. 安全数据表以下是聚酰亚胺的安全数据表:4. 危害识别聚酰亚胺在正常使用和加工条件下,不会对人体和环境造成危害。
但请注意以下事项:- 皮肤接触:若不慎接触皮肤,立即用清水冲洗,如有疼痛或过敏反应,请及时就医。
- 眼睛接触:若不慎接触到眼睛,立即用大量清水冲洗,如有疼痛或视力模糊,请及时就医。
- 吸入:避免吸入蒸汽或粉尘,长时间吸入可能对人体造成伤害。
- 摄入:避免误食,若不慎摄入,请立即就医。
5. 应急处理遇到紧急情况,请参照以下步骤进行处理:- 皮肤接触:立即用清水冲洗,如有疼痛或过敏反应,请及时就医。
- 眼睛接触:立即用大量清水冲洗,如有疼痛或视力模糊,请及时就医。
- 吸入:迅速离开现场,保持通风,如有呼吸困难,请及时就医。
- 摄入:立即催吐,并前往医院就医。
6. 存储和运输- 存储:存放在阴凉干燥处,避免阳光直射,注意防火。
- 运输:遵守相关法规,注意包装完好,避免与易燃、腐蚀性物质混装。
7. 法规信息请遵守当地法律法规,确保合法使用和处理聚酰亚胺。
8. 附加信息本MSDS旨在提供有关聚酰亚胺的安全信息,但并不代表使用过程中可能出现的所有风险。
在使用聚酰亚胺时,请务必遵守安全操作规程,确保人身和设备安全。
如有疑问,请咨询专业人士。
高分子化学-聚酰亚胺
性能
优点:聚酰亚胺树脂(PI)的综合性能非常优秀,它具 有抗腐蚀、抗疲劳、耐高温、耐磨损、耐冲击、密 度小、噪音低、使用寿命长等特点。 缺点:熔点太高,不溶于大多数有机溶剂,加工流 动性不佳,易水解、吸水性较高及膨胀系数大等。
合成
聚酰亚胺的聚合方法主要有三种,熔融聚合、溶液聚合和界面 聚合。
国内研究进展:
我国最早在1962 年开始进行聚酰亚胺的研究. 近年来,中 国科学院化学研究所是国内最先进行PMR 聚酰亚胺研究, 并且研制出短纤维和颗粒增强的聚酰亚胺复合材料。 目前,国内聚酰亚胺的研究机构达50 多家,从事生产的厂 家能达20 多家,全国生产能力有700t /a. 聚酰亚胺材料已 应广泛用于航空、航天、电工、电子、通讯、建筑和汽车等 尖端技术领域中。
该法主要用于制备芳香族 PI
应用
1.薄膜:用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。透明的聚酰 亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。 2.涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。
3、先进复合材料:用于航天、航空器及火箭部件。 4、纤维:弹性模量仅次于碳纤维,作为高 温介质及放射性 物质的过滤材料和防弹、防火织物。
此外,PI还可应用于光刻胶、胶粘剂、泡沫塑料、分离膜、 液晶材料、传感器用材料及微电子等众多领域。
研究发展
国外研究进展:
聚酰亚胺国外研究较早,1908 首先合成芳族聚酰亚胺。目前 为止,聚酰亚胺已有20多个大品种, 初步估计世界生产厂家在 50家以上。 随着航空航天、汽车,特别是电子工业的持续惊人发展,迫切 要求电子设备小型化、轻量化、高功能和高可靠性。聚酰亚 胺所具有的优异性能能充分满足上述要求。它的发展前途无 限光明
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展开12介绍3概述4分类. 1缩聚型聚酰亚胺4 . 2加聚型聚酰亚胺4 . 3子类5性能6质量指标合成途径8应用9展望1名词定义中文名称:聚酰亚胺英文名称:polyimide,PI定义:重复单元以酰亚胺基为结构特征基团的一类聚合物。
具有耐高温、耐腐蚀和优良的电性能。
应用学科:材料科学技术(一级学科);高分子材料(二级学科);塑料(二级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布2介绍聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一,耐高温达400℃以上,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅0.004~0.007,属F至H级绝缘材料。
英文名:Polyimide简称:PI聚酰亚胺聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。
聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。
近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手"(protion solver),并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。
4分类4.1缩聚型聚酰亚胺缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。
由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的,而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺,这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过聚酰亚胺程中很难挥发干净,同时在聚酰胺酸环化(亚胺化)期间亦有挥发物放出,这就容易在复合材料制品中产生孔隙,难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。
因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂,主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。
4.2加聚型聚酰亚胺由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点,为克服这些缺点,相继开发出了加聚型聚酰亚胺。
目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。
通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺,应用时再通过不饱和端基进行聚合。
①聚双马来酰亚胺聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。
它与聚酰亚胺相比,性能不差上下,但合成工艺简单,后加工容易,成本低,可以方便地制成各种复合材料制品。
但固化物较脆。
②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR(for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合)型聚酰亚胺树脂。
RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5 -降冰片烯-2,3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇(例如甲醇或乙醇)中,为种溶液可直接用于浸渍纤维。
4.3子类聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,英文名Polyimide(简称PI),可分为均苯型P I,可溶性PI,聚酰胺-酰亚胺(PAI)和聚醚亚胺(PEI)四类。
1、全芳香聚酰亚胺按热重分析,其开始分解温度一般都聚酰亚胺在500℃左右。
由联苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
2、聚酰亚胺可耐极低温,如在-269℃的液态氦中不会脆裂。
3、聚酰亚胺具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapt on)为170Mpa以上,杭州塑盟特热塑性聚酰亚胺(TPI)的冲击强度高达261KJ/m2。
而联苯型聚酰亚胺(Upil ex S)达到400Mpa。
作为工程塑料,弹性膜量通常为3-4Gpa,纤维可达到200Gpa,据理论计算,均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达500Gpa,仅次于碳纤维。
4、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂,对稀酸稳定,一般的品种不大耐水解,这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点,即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达80%-90%。
改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃,500 小时水煮。
5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5-3×10-5℃,南京岳子化工YZPI热塑性聚酰亚胺3×10-5℃,联苯型可达10-6℃,个别品种可达10-7℃。
6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能,其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90%。
7、聚酰亚胺具有良好的介电性能,介电常数为3.4左右,引入氟,或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中,介电常数可以降到2.5左右。
介电损耗为10-3,介电强度为100-300KV/mm,广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm,体积电阻为1017Ω·cm。
这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。
8、聚酰亚胺是自熄性聚合物,发烟率低。
9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。
10、聚酰亚胺无毒,可用来制造餐具和医用器具,并经得起数千次消毒。
有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性实验为非溶血性,体外细胞毒性实验为无毒。
6质量指标外观淡黄色粉末弯曲强度(20℃) ≥170MPa密度1.38~1.43g/cm3冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m2拉伸强度≥100 MPa维卡软化点>270℃吸水性(25℃,24h)伸长率>120%7合成途径聚酰亚胺品种繁多、形式多样,在合成上具有多种途径,因此可聚酰亚胺以根据各种应用目的进行选择,这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。
1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成,这两种单体与众多其他杂环聚合物,如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较,原料来源广,合成也较容易。
二酐、二胺品种繁多,不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。
2、聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂,如DMF,DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚,获得可溶的聚酰胺酸,成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺;也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类催化剂,进行化学脱水环化,得到聚酰亚胺溶液和粉末。
二胺和二酐还可以在高沸点溶剂,如酚类溶剂中加热缩聚,一步获得聚酰亚胺。
此外,还可以由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺;也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺,然后再转化为聚酰亚胺。
这些方法都为加工带来方便,前者称为PMR法,可以获得低粘度、高固量溶液,在加工时有一个具有低熔体粘度的窗口,特别适用于复合材料的制造;后者则增加了溶解性,在转化的过程中不放出低分子化合物。
3、只要二酐(或四酸)和二胺的纯度合格,不论采用何种缩聚方法,都很容易获得足够高的分子量,加入单元酐或单元胺还可以很容易的对分子量进行调控。
4、以二酐(或四酸)和二胺缩聚,只要达到一等摩尔比,在真空中热处理,可以将固态的低分子量预聚物的分子量大幅度的提高,从而给加工和成粉带来方便。
5、很容易在链端或链上引入反应基团形成活性低聚物,从而得到热固性聚酰亚胺。
6、利用聚酰亚胺中的羧基,进行酯化或成盐,引入光敏基团或长链烷基得到双亲聚合物,可以得到光刻胶或用于LB膜的制备。
7、一般的合成聚酰亚胺的过程不产生无机盐,对于绝缘材料的制备特别有利。
8、作为单体的二酐和二胺在高真空下容易升华,因此容易利用气相沉积法在工件,特别是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亚胺薄膜。
8应用由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点,在众多的聚合物中,聚酰亚胺很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面,而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。
1、薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。
主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。
透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板。
2. 涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用。
3.先进复合材料:用于航天、航空器及火箭部件。
是最耐高温的结构材料之一。
例如美国的超音速客机计划所设计的速度为2.4M,飞行时表面温度为177℃,要求使用寿命为60000h,据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料,每架飞机的用量约为30t。
4.纤维:弹性模量仅次于碳纤维,作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。
5.泡沫塑料:用作耐高温隔热材料。
6. 工程塑料:有热固性也有热塑型,热塑型可以模压成型也可以用注射成型或传递模塑。
主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。
广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。
7.胶粘剂:用作高温结构胶。
广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。
8.分离膜:用于各种气体对,如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离,从空气烃类原料气及醇类中脱除水分。
也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。
由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能,在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。
9.光刻胶:有负性胶和正性胶,分辨率可达亚微米级。
与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜,可大大简化加工工序。
10. 在微电子器件中的应用:用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。
作为保护层可以减少环境对器件的影响,还可以对a-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差(soft error)。
11. 液晶显示用的取向排列剂:聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。
12. 电-光材料:用作无源或有源波导材料光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明,以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。
13.湿敏材料:利用其吸湿线性膨胀的原理可以用来制作湿度传感器。
综上所述,不难看出聚酰亚胺之所以可以从60年代、70年代出现的众多的芳杂环聚合物脱颖而出,最终成为一类重要的高分子材料的原因。
9展望聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料已经得到充分的认识,在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。
在功能材料方面正崭露头角,其潜力仍在发掘中。
但是在发展了40年之后仍未成为更大的品种,其主要原因是,与其他聚合物比较,成本还是太高。
因此,今后聚酰亚胺研究的主要方向之一仍应是在单体合成及聚合方法上寻找降低成本的途径。
单体的合成聚酰亚胺的单体是二酐(四酸)和二胺。