Войти
Общая химическая структура полиимида Полиимид (иногда сокращенно PI ) представляет собой полимер из имида мономеров. Полиимиды массово производятся с 1955 года. Благодаря своей высокой термостойкости полиимиды находят широкое применение в различных областях, где требуются прочные органические материалы, например высокотемпературные топливные элементы, дисплеи и различные военные роли. Классическим полиимидом является каптон, который получают конденсацией пиромеллитового диангидрида и 4,4'-оксидианилина.
По составу основной цепи полиимиды могут быть:
В зависимости от типа взаимодействия между основными цепями полиимиды могут быть:
Возможны несколько методов приготовления представляют собой полиимиды, среди них:
Диангидриды, используемые в качестве предшественников этих материалов, включают диангидрид пиромеллитовой кислоты, диангидрид бензохинонетракарбоновой кислоты и диангидрид тетракарбоновой кислоты нафталина. Обычные диаминовые структурные элементы включают 4,4'-диаминодифениловый эфир («DAPE»), мета-фенилендиамин («MDA») и 3,3-диаминодифенилметан. Сотни диаминов и диангидридов были исследованы для настройки физических и особенно технологических свойств этих материалов. Эти материалы, как правило, нерастворимы и имеют высокие температуры размягчения, возникающие из-за взаимодействия с переносом заряда между плоскими субъединицами.
Термореактивные полиимиды известны своей термической стабильностью, хорошей химической стойкостью, отличными механическими характеристиками. свойства и характерный оранжевый / желтый цвет. Полиимиды, компаундированные с армированием из графита или стекловолокна, имеют прочность на изгиб до 340 МПа (49000 фунтов на квадратный дюйм) и модуль изгиба 21000 МПа. (3 000 000 фунтов на квадратный дюйм). Полиимиды с термореактивной полимерной матрицей демонстрируют очень низкую ползучесть и высокую прочность на разрыв. Эти свойства сохраняются при непрерывном использовании до температур до 232 ° C (450 ° F) и при коротких поездках до 704 ° C (1299 ° F). Формованные полиимидные детали и ламинаты обладают очень хорошей термостойкостью. Нормальные рабочие температуры для таких деталей и ламинатов варьируются от криогенных до температур, превышающих 260 ° C (500 ° F). Полиимиды также по своей природе устойчивы к горению пламенем, и их обычно не нужно смешивать с антипиренами. Большинство из них имеют рейтинг UL VTM-0. Полиимидные ламинаты имеют период полураспада 400 часов при 249 ° C (480 ° F).
Типичные полиимидные детали не подвержены влиянию широко используемых растворителей и масел, включая углеводороды, сложные эфиры, простые эфиры, спирты и фреоны. Они также устойчивы к слабым кислотам, но не рекомендуются для использования в средах, содержащих щелочи или неорганические кислоты. Некоторые полиимиды, такие как CP1 и CORIN XLS, растворимы в растворителях и обладают высокой оптической прозрачностью. Свойства растворимости позволяют применять их при распылении и отверждении при низких температурах.
Полиимидные материалы легкие, гибкие, устойчивые к воздействию тепла и химикатов. Поэтому они используются в электронной промышленности для изготовления гибких кабелей и в качестве изоляционной пленки на магнитном проводе. Например, в портативном компьютере кабель, соединяющий основную логическую плату с дисплеем (который должен изгибаться каждый раз, когда ноутбук открывается или закрывается), часто представляет собой полиимидную основу с медными проводниками. Примеры полиимидных пленок включают Apical, Kapton, UPILEX, VTEC PI, Norton TH и.
Структура поли-оксидифенилен-пиромеллитимида, «каптон». Полиимид используется для покрытия оптических волокон для медицинских или высокотемпературных применений.
Дополнительное использование полиимидной смолы используется в качестве изоляционного и пассивирующего слоя при производстве интегральных схем и микросхем MEMS. Слои полиимида обладают хорошим механическим удлинением и прочностью на разрыв, что также способствует адгезии между слоями полиимида или между слоем полиимида и осажденным металлическим слоем. Минимальное взаимодействие между золотой пленкой и полиимидной пленкой в сочетании с высокой температурной стабильностью полиимидной пленки приводит к созданию системы, которая обеспечивает надежную изоляцию при воздействии различных типов внешних воздействий. Полиимид также используется в качестве подложки для антенн мобильных телефонов.
Многослойная изоляция, используемая на космических кораблях, обычно изготавливается из полиимида, покрытого тонкими слоями алюминия, серебра, золото или германий. Материал золотого цвета, который часто можно увидеть на внешней стороне космического корабля, обычно представляет собой одинарный алюминизированный полиимид с одним слоем алюминия, обращенным внутрь. Желтовато-коричневый полиимид придает поверхности золотой цвет.
Полиимидный порошок может использоваться для производства деталей и форм с помощью технологий спекания (, и). Благодаря своей высокой механической стабильности даже при повышенных температурах они используются в качестве втулок, подшипников, муфт или конструктивных элементов в сложных условиях. Для улучшения трибологических свойств часто используются соединения с твердыми смазочными материалами, такими как графит, ПТФЭ или сульфид молибдена. Полиимидные детали и формы включают P84 NT, VTEC PI, Meldin, Vespel и.
На угольных электростанциях, мусоросжигательных заводах или цементных заводах полиимидные волокна используются для фильтрации горячих газов. В этом случае войлок из полиимидной иглы отделяет пыль и твердые частицы от выхлопных газов.
. Полиимид также является наиболее распространенным материалом, используемым для изготовления обратноосмотической пленки при очистке воды или концентрации разбавленных материалов из воды например, производство кленового сиропа.
Полиимид используется для медицинских трубок, например сосудистые катетеры за их сопротивление разрывному давлению в сочетании с гибкостью и химической стойкостью.
В полупроводниковой промышленности полиимид используется в качестве высокотемпературного клея ; он также используется в качестве буфера механических напряжений.
Некоторый полиимид можно использовать как фоторезист ; На рынке существуют как «положительные», так и «отрицательные» типы фоторезистоподобного полиимида.
В космическом корабле IKAROS солнечный парус для работы без ракетных двигателей используются паруса из полиимидной смолы.
