聚酰亚胺ppt课件
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图 2 为 美国AEC-Able 公司研 制的20 m 太阳帆样机，由伸展 臂和 4 块薄膜构成。薄膜采用 LaＲC-CPI 热塑性聚酰亚胺复 合材料，厚 3． 5 μm。
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国内聚酰亚胺在航空航天中的应用现状
中国运载火箭技术研究院在长征三号甲运载火箭的气动机 叶片中采用了碳纤维增强的热塑性聚酰亚胺复合材料，该 材料在低温、高速、干摩擦和高磨损等恶劣工作条件下表 现优异，为长征三号甲运载火箭成功完成“嫦娥一号”探 测卫星的发射做出了重要贡献。图为长征三号甲运载火箭。
改变线膨胀系数
绝缘性能优良，可用于电子工业。日本宇部兴产公司先后发展了聚 联苯四甲酰亚胺Upilex R 和Upilexs，其薄膜制品的线涨系数，达 到接近单晶硅和金属铜的线涨系数，成为覆铜箔薄膜的最佳选材， 可广泛应用于柔性印刷线路版，是聚酰亚胺电子薄膜划时代的巨大 进步。
．．．．．．
.
2 聚酰亚胺的分子结构与合成
2013年3月7日，全球首家，也是唯一一家轶纶生产商 ——长春高琦聚酰亚胺材料有限公司在北京主办了一 场特殊的内部品鉴会，向国内主流户外媒体发布了 Orwonderils世界首款聚酰亚胺纤维套绒户外冲锋衣 。 特点：金黄色，纤维本身的颜色
保暖且火烧不着 防风、防水系数的都是目前市面上最高的 使用.透湿膜，使湿气迅速排出，不产生憋闷感
.
• 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
• 液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在TN-LCD、SHNLCD、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。
优良的电绝缘性能。 偶极损耗小，耐电弧晕性突出， 介电强度高，随频率变化小
耐油、有机溶剂酸 强氧化剂作用下，发生氧化降解， 不耐碱。 碱和过热水蒸气作用下，发生水解
经射线照射后，强度下降很小。 自熄性聚合物，发烟率低
.
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。
80年代以来 蓬勃发展阶段
.
1 聚酰亚胺的发展简史
提高耐热性
NASA研究出的苯并口恶唑酰亚胺薄膜材料热分解温度为600℃,在 460℃加热4 h,失重仅为1.878%,在航空航天领域有很大用途。
改善不熔性
美、日、法等国从 1965 年开始研究，聚可溶性聚酰亚胺的耐热性 一般，但是可以提高其溶解性，同时可熔融成型，有效降低了成本。
聚酰亚胺(Polyimide,PI)是指 高分子主链上含有亚胺环的 一类高聚物,由含二胺和二酐 的化合物经逐步聚合制备,结 构式如图所示 例如：当 R= R'= O
.
2 聚酰亚胺的分子结构与合成
聚酰亚胺（PI） 是一族聚合物的总称 , 理论上 它们可以由任何一种二酐和 二胺 ,在一种适宜的溶剂里合成；分子特征为主链上含有酰亚胺环的一类 聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。反应通式如下：
高耐热性、 热稳定性、
高力学性能
（高温下保持率很高）
含氮五元杂环和芳 杂环
分子链刚性大 分子间作用力强
4 聚酰亚胺的性能与应用 a.力学性能： b.热性能： c.电性能：
d.耐化学药品性： e.耐辐射性：
拉伸、弯曲、压缩强度较高； 突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。
主链键能大，不易断裂分解,耐高温。 耐低温性好，很低的热膨胀系数
.
2 聚酰亚胺的分子结构与合成
例如：当 R= R'= O
O C
nO C O
O
C
O+n2HN
O
C O
O
OH
HOC
CN
O
NC HO
O C N C O
CO H O
O C
N
O
C O
NH2
(PAA )
n
(PI)
n
.
3 聚酰亚胺的结构与性能
含氮五元杂环
芳杂环
O C
N C O
O C
N
C O
O
n
.
芳杂环的共轭效应
.
1 聚酰亚胺的发展简史
1908年 首次合成
Bogert和 IRenshaw 以 4- 氨基邻苯二甲酸酐或 4- 氨基邻苯二甲酸 二甲酯开展分子内缩聚反应，制得了芳香族聚酰亚胺。
40至50年代 开始推广应用
1955年美国DuPont公司Edwards与Robison申请了世界上第一篇有关聚 酰亚胺在材料应用方面的专利
聚酰亚胺在航空航天中的应用
热塑性聚酰亚胺复合材料在美国的超音速 飞机计划中也得到了应用。NASA 在 1994 年开始超音速飞机研究，飞行时表面温度 为 177 ℃，要求使用寿命为 60 000 h。现 有的高温树脂基复合材料无法满足超音速 飞机，已确定50 % 的结构材料为以热塑性 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 30 t。 下图为波音公司采用 IM7/PETI-5 材料制造 的机身夹芯板。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚酰亚胺
.
1 引言
目前工程塑料中耐热性最好的一种 聚酰亚胺是目前产量最大的一类耐热树脂。 被称为是"解决问题的能手" "没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术" 21世纪最有希望的工程塑料之一
.
C 目录 ONTENTS
1 聚酰亚胺的发展简史 2 聚酰亚胺的分子结构与合成 3 聚酰亚胺的结构与性能 4 聚酰亚胺的性能与应用 5 聚酰亚胺的研究进展
60至80年代 实现商品化
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。 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。 美国国家航空航天局(NASA)在70年代研制成功的PMR热固性聚酰亚胺树脂较 好地解决了材料难于加工的问题。
• 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。
.
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 太阳能电池底版。 涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高 温涂料使用
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国内聚酰亚胺在航空航天中的应用现状
中国运载火箭技术研究院在长征三号甲运载火箭的气动机 叶片中采用了碳纤维增强的热塑性聚酰亚胺复合材料，该 材料在低温、高速、干摩擦和高磨损等恶劣工作条件下表 现优异，为长征三号甲运载火箭成功完成“嫦娥一号”探 测卫星的发射做出了重要贡献。图为长征三号甲运载火箭。
改变线膨胀系数
绝缘性能优良，可用于电子工业。日本宇部兴产公司先后发展了聚 联苯四甲酰亚胺Upilex R 和Upilexs，其薄膜制品的线涨系数，达 到接近单晶硅和金属铜的线涨系数，成为覆铜箔薄膜的最佳选材， 可广泛应用于柔性印刷线路版，是聚酰亚胺电子薄膜划时代的巨大 进步。
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2 聚酰亚胺的分子结构与合成
2013年3月7日，全球首家，也是唯一一家轶纶生产商 ——长春高琦聚酰亚胺材料有限公司在北京主办了一 场特殊的内部品鉴会，向国内主流户外媒体发布了 Orwonderils世界首款聚酰亚胺纤维套绒户外冲锋衣 。 特点：金黄色，纤维本身的颜色
保暖且火烧不着 防风、防水系数的都是目前市面上最高的 使用.透湿膜，使湿气迅速排出，不产生憋闷感
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• 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
• 液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在TN-LCD、SHNLCD、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。
优良的电绝缘性能。 偶极损耗小，耐电弧晕性突出， 介电强度高，随频率变化小
耐油、有机溶剂酸 强氧化剂作用下，发生氧化降解， 不耐碱。 碱和过热水蒸气作用下，发生水解
经射线照射后，强度下降很小。 自熄性聚合物，发烟率低
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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。
80年代以来 蓬勃发展阶段
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1 聚酰亚胺的发展简史
提高耐热性
NASA研究出的苯并口恶唑酰亚胺薄膜材料热分解温度为600℃,在 460℃加热4 h,失重仅为1.878%,在航空航天领域有很大用途。
改善不熔性
美、日、法等国从 1965 年开始研究，聚可溶性聚酰亚胺的耐热性 一般，但是可以提高其溶解性，同时可熔融成型，有效降低了成本。
聚酰亚胺(Polyimide,PI)是指 高分子主链上含有亚胺环的 一类高聚物,由含二胺和二酐 的化合物经逐步聚合制备,结 构式如图所示 例如：当 R= R'= O
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2 聚酰亚胺的分子结构与合成
聚酰亚胺（PI） 是一族聚合物的总称 , 理论上 它们可以由任何一种二酐和 二胺 ,在一种适宜的溶剂里合成；分子特征为主链上含有酰亚胺环的一类 聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。反应通式如下：
高耐热性、 热稳定性、
高力学性能
（高温下保持率很高）
含氮五元杂环和芳 杂环
分子链刚性大 分子间作用力强
4 聚酰亚胺的性能与应用 a.力学性能： b.热性能： c.电性能：
d.耐化学药品性： e.耐辐射性：
拉伸、弯曲、压缩强度较高； 突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。
主链键能大，不易断裂分解,耐高温。 耐低温性好，很低的热膨胀系数
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2 聚酰亚胺的分子结构与合成
例如：当 R= R'= O
O C
nO C O
O
C
O+n2HN
O
C O
O
OH
HOC
CN
O
NC HO
O C N C O
CO H O
O C
N
O
C O
NH2
(PAA )
n
(PI)
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3 聚酰亚胺的结构与性能
含氮五元杂环
芳杂环
O C
N C O
O C
N
C O
O
n
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芳杂环的共轭效应
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1 聚酰亚胺的发展简史
1908年 首次合成
Bogert和 IRenshaw 以 4- 氨基邻苯二甲酸酐或 4- 氨基邻苯二甲酸 二甲酯开展分子内缩聚反应，制得了芳香族聚酰亚胺。
40至50年代 开始推广应用
1955年美国DuPont公司Edwards与Robison申请了世界上第一篇有关聚 酰亚胺在材料应用方面的专利
聚酰亚胺在航空航天中的应用
热塑性聚酰亚胺复合材料在美国的超音速 飞机计划中也得到了应用。NASA 在 1994 年开始超音速飞机研究，飞行时表面温度 为 177 ℃，要求使用寿命为 60 000 h。现 有的高温树脂基复合材料无法满足超音速 飞机，已确定50 % 的结构材料为以热塑性 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 30 t。 下图为波音公司采用 IM7/PETI-5 材料制造 的机身夹芯板。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚酰亚胺
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1 引言
目前工程塑料中耐热性最好的一种 聚酰亚胺是目前产量最大的一类耐热树脂。 被称为是"解决问题的能手" "没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术" 21世纪最有希望的工程塑料之一
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C 目录 ONTENTS
1 聚酰亚胺的发展简史 2 聚酰亚胺的分子结构与合成 3 聚酰亚胺的结构与性能 4 聚酰亚胺的性能与应用 5 聚酰亚胺的研究进展
60至80年代 实现商品化
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。 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。 美国国家航空航天局(NASA)在70年代研制成功的PMR热固性聚酰亚胺树脂较 好地解决了材料难于加工的问题。
• 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。
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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 太阳能电池底版。 涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高 温涂料使用