聚酰亚胺的应用

聚酰亚胺的应用进展

The Application Progress Of Polymer

高分子112 郑伟玲201111024234

摘要:本文主要探讨不同的聚酰亚胺制品：聚酰亚胺复合材料，聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺涂料，聚酰亚胺纤维，聚酰亚胺泡沫塑料，聚酰亚胺胶黏剂等的性能，并分析其在不同领域的应用，及应用前景。

关键字：聚酰亚胺复合材料薄膜涂料纤维泡沫塑料胶黏剂应用

Abstract::this paper mainly discusses the different properties of polymer products about composite,films,coating, fiber,foam plastics,and resin agent and analyzes its application area and application prospects.

Keys:polymer composite film coating fiber foam plastics resin agent

前言

聚酰亚胺，外观为淡黄色粉末，英文名polymer ,缩写PI，可分为均苯型PI，可溶性PI,聚酰胺一酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺( PEI）四类，是由含二酐和二胺的化合物逐步反应聚合而成的分子主链上含有亚胺环的一类聚合物。聚酰亚胺分子有结构十分稳定的芳杂环，使其具有其他高分子材料无法比拟的优异性能，具有高模量、高强度、耐高低温、轻质、阻燃等特点。因其在性能和合成方而的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，可广泛用于航空航天、电气电子、玻璃、机车、汽车、精密机械和自动办公机械等领域，其巨大的应用前景已经得到充分的认识。随着原料合成技术和制取工艺的改进和发展，聚酰亚胺产业得到了较快的发展。

聚酰亚胺复合材料--聚酰亚胺树脂具有轻质、高强、耐高温的优点，有利于实现武器系统的高性能化，在保持聚酰亚胺优异的介电性能的同时，提高结构的机械性能。聚酰亚胺蜂窝层夹层结构复合材料有望应用于导弹和运载火箭特殊场合等的隔热板、天线罩、整流罩等。聚酰亚胺薄膜具有高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温、防腐蚀等特殊性能，可符合轻、薄、短、小之设计要求，成为电子、电机产品的重要原料之一，电子领域广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等，而电机领域主要应用于航天军工、机械、汽车等。聚酰亚胺涂料作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用，常用作大规模集成电路布线的层间绝缘材料、器件表而钝化层、屏蔽材料、离子注入材料等。聚酰亚胺纤维具有较高的强度和模量，优越的

耐化学腐蚀性、热氧化稳定性和耐辐射性能，使得该纤维在恶劣的工作环境中具有比其它高技术聚合物纤维更大的优势。其在高温过滤、国防、航空航天工业、高端武器装备方面，发挥着不可替代的作用。聚酰亚胺胶黏剂具有优异的耐热氧化稳定性、耐溶剂以及优异的力学性能和电性能，在航空、空间技术以及微电子工业等高新技术领域得到了广泛的应用。聚酰亚胺泡沫塑料具有质轻、隔热、隔音、热导率低、比强度高并能吸收冲击载荷等优点。

1.聚酰亚胺的性质

1.1聚酰亚胺的物理性质

聚酰亚是淡黄色粉末，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。

1.2聚酰亚胺的化学性质

聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不太耐水解，属于自熄性聚合物，在极高的真空下放气量很少，聚酰亚胺无毒。

2聚酰亚胺产品应用

2.1聚酰亚胺复合材料

2.1.1聚酰亚胺复合材料的分类

实现武器系统高性能化主要依赖于应用性能更加优异的先进材料，特别是轻质、高强、耐高温树脂基结构复合材料的应用。自20世纪70年代以来，聚酰亚胺材料就一直是各国竟相研究和开发的重点。主要有BMI型、PMR型和乙炔基封端的聚酰亚胺树脂。

2.1.2聚酰亚胺复合材料存在的缺陷

BMI型聚酰亚胺树脂的最高使用温度为260℃，无法满足需求。乙炔基封端的聚酰亚胺树脂虽然具有良好的热氧化稳定性，但其固有的固化反应难于控制和工艺窗口太窄等缺点限制了其进一步应用[1]。

2.1.3聚酰亚胺复合材料的改良

从成型工艺改进角度来讲，还出现了适合RTM土艺的聚酰亚胺复合材料，树脂的合成与成型土艺目前仍然处于实验室研究阶段。目前耐温等级最高、应用技术最成熟的高性能树脂基复合材料是PMR型聚酰亚胺树脂基复合材料。主要用于制造航天、航空飞行器中的各种耐高温结构部件，从小型的热模压件(如轴承、套管等)到大型的承力结构件，如发动机外涵道、风扇叶片、导弹仪器舱和弹翼等。

2.1.4聚酰亚胺复合材料的优异性能

聚酰亚胺树脂具有优异的介电性能，1-20 GHz,纯树脂的介电常数为2. 9-3.2，介电损耗为0. 004-0.008。选用玻璃纤维或者一性能更优的石英纤维作为增强体，与聚酰亚胺复合制得的复合材料，在保持了优异的介电性能的同时，大幅度提高了结构的机械性能，由于其高温热导率低，因此还兼具隔热功能，显示出了作为多功能材料的巨大潜力。航天材料及工艺研究所在透波树脂基复合材料研究方面也开展了系统的研究。除了常规的环氧、酚醛玻璃钢之外，还开展了石英增强氰酸酷、石英增强双马树脂和石英增强聚酰亚胺等高性能介电复合材料。值得一提的是制备的石英增强聚酰亚胺复合材料在450℃高温下仍然具有优异的介电和力学性能。

2.1.5聚酰亚胺复合材料的新应用

航天材料及工艺研究所近年来开展了聚酰亚胺蜂窝夹层结构复合材料的探索研究，开发出了轻质耐高温聚酰亚胺蜂窝夹层结构。聚酰亚胺蜂窝夹层结构具有良好的隔热性能和力学性能，能够减少隔热层的厚度和提高结构刚度，实现结构轻质化和功能化，有望应用于导弹和运载火箭特殊场合等的隔热板、天线罩、整流罩等。[2] 2.2聚酰亚胺薄膜

2.2.1聚酰亚胺薄膜应用现状

聚酰亚胺薄膜具有高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温、防腐蚀等特殊性能，可符合轻、薄、短、小之设计要求，是一种具有竞争优势的耐高温绝缘材料。经过40多年的发展，已经成为电子、电机产品的重要原料之一，电子领域广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等，而电机领域主要应用于航天军工、机械、汽车等。[3-9]

2.2.2聚酰亚胺薄膜的新应用

随着移动电子装置需求的日新月异，驱使PI产品发展具有更高的物性要求，如