Hony Engineering Plastics Co.,Ltd.
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Caractéristiques et applications du polyimide (PI)

November 04, 2024
Le polyimide (polyimide, abrégé sous forme de pi) fait référence à une classe de polymères contenant un anneau imide (-co-nr-co-) sur la chaîne principale, est l'une des meilleures performances globales des matériaux polymères organiques. Sa résistance à haute température de plus de 400 ° C, une utilisation à long terme de la plage de température -200 ~ 300 ° C, une partie du point de fusion n'est pas évidente, des propriétés d'isolation élevées, 103 Hz constante diélectrique 4,0, perte diélectrique de seulement 0,004 ~ 0,007, est F à l'isolation de la classe H à H.
Le plastique Hony peut fournir des plastiques d'ingénierie spéciaux à haute température - des profils de polyimide, tels que des tiges, des feuilles, des tuyaux et des moulures d'injection, l'usinage des produits finis en fonction des besoins spécifiques du client, avec des grades de résistance à la température de 220 ℃, 260 ℃, 300 ℃, 350 ℃ et au-dessus respectivement. Le polyimide peut être composé de disulfure de molybdène, de graphite, de fibre de carbone, de polytétrafluoroéthylène, etc., qui peut considérablement modifier la résistance mécanique du matériau et des propriétés résistantes à l'usure auto-lubrifiantes.
Le polyimide PI a une résistance à haute et basse température (-269 ~ 400 ℃), une résistance à la friction élevée, une auto-lubrification, une forte résistance, une isolation élevée, une résistance aux radiations, une résistance à la corrosion, un petit coefficient d'expansion thermique, une résistance aux solvants organiques, une auto-extinction , non toxique, etc. Pi partie de la catégorie de température de travail à long terme de plus de 350 ℃, à court terme jusqu'à 450 ℃, les plastiques d'ingénierie actuels dans la température des plastiques d'ingénierie sont meilleurs, et ses performances complètes sont inégalé par d'autres plastiques d'ingénierie spéciaux. Sa performance complète est également incomparable pour d'autres spéciaux.
Polyimide machining part10Polyimide machining part7
La riche variété de variétés principales du polyimide est le polyimide homophtalique, le polyimide d'anhydride éther, le polyamide imide et le polyimide d'anhydride maléique. Parmi eux, le polyimide d'homopolymère est le représentant du polyimide de polycondensation. Cependant, il est insoluble et fusible et est difficile à traiter. Habituellement, ne peut utiliser la méthode de la métallurgie de la poudre en moulant des produits en plastique pressé en poudre, ou l'utilisation d'une méthode d'imprégnation ou de coulée dans un film. Par exemple, le tissu de verre imprégné d'une solution d'acide polyamide est pressé à chaud pour produire des feuilles. En revanche, le polyimide de type anhydride monoéther comme un polyimide fusible, les performances de traitement de la moulure se sont considérablement améliorées. Il peut non seulement le traitement du moulage, mais aussi par l'injection, l'extrusion et d'autres méthodes de moulage, peut également être imprégné et une méthode coulée pour fabriquer un film.
Classification
Polycondensation
Type de condensation Les polyimides aromatiques sont produits en réagissant des diamines aromatiques avec des dianhydrides aromatiques, des acides tétracarboxyliques aromatiques ou des esters de dialkyle d'acide tétracarboxylique aromatique. Étant donné que la synthèse du polyimide polycondensé est effectuée en point d'ébullition à haut point de solvants polaires non protons tels que le diméthylformamide, la N-méthylpyrrolidone, etc., et les composites de polyimide sont généralement moulés par prégrég, ces solvants polaires non protons à point haut haut Pendant la préparation du préimpression, et il y a des volatils libérés pendant la cyclisation des polyamides, qui créent facilement des pores dans les produits composites. Cela facilite la production de pores dans les produits composites, et il est difficile d'obtenir des matériaux composites de haute qualité sans pores. Par conséquent, le polyimide de polycondensation a été moins utilisé comme résine matricielle des matériaux composites, principalement utilisés pour fabriquer des films et des revêtements en polyimide.
Polymérisation
Comme le polyimide de polycondensation présente les inconvénients mentionnés ci-dessus, afin de surmonter ces lacunes, ont développé un polyimide de polymérisation. Les principaux qui ont été largement utilisés sont le polybismalalimide et les polyimides coiffés à base de norbornène. Habituellement, ces résines sont de faibles polyimides de masse moléculaire relative avec des groupes insaturés aux extrémités, puis polymérisés par des groupes finaux insaturés lorsqu'ils sont appliqués.
(1) Polybismaleimide
Le polybismeimide est fabriqué par polycondensation de l'anhydride maléique et de la diamine aromatique. Il est comparé au polyimide, les performances ne sont pas mauvaises, mais le processus de synthèse est simple, post-traitement facile, à faible coût, peut être facilement transformé en une variété de produits composites. Mais le matériau durci est plus cassant.
(2) Résines de polyimides à base de fin
L'un des plus importants est une classe de PMR (pour la polymérisation insitu des réactifs monomères, les réactifs monomères in situ par polymérisation) les résines de polyimide développées par le NASA Lewis Research Center. Les résines de polyimide de type PMR sont une combinaison d'esters de dialkyle d'acide tétracarboxylique aromatique, de diamines aromatiques et d'esters monoalkyle d'acide à 5-norborène-2, 3-dicarboxyliques, de diamines aromatiques et de diamines aromatiques à 5-norborène, 3-dicarboxyliques, de diamines et de diamines aromatiques et de diamines aromatiques et de diamines aromatiques et d'acide 3-dicarboxylique Esters monoalkyle d'acide 3-norbornène-2, 3-dicarboxyliques. Les monomères d'acide 3-dicarboxyliques tels que les esters alkyle d'acides tétracarboxyliques aromatiques, les diamines aromatiques et les esters monoalkyle de l'acide 5-norborène-2, 3-dicarboxylique sont dissous dans un alcool alkyle (par exemple, méthanol ou éthanol) pour produire une solution qui peut produire un alcool alkyle (par exemple, méthanol ou éthanol) pour produire une solution qui peut produire être utilisé directement pour imprégner les fibres.
Sous-classes
Les polyimides peuvent être divisés en quatre catégories: l'homophénylène PI, le PI soluble, le polyamide-imide (PAI) et le polyétherimide (PEI).
Polyimide machining part2Polyimide machining part3Polyimide machining part4
En termes de modification, le polyimide a de diverses façons. Grâce à l'amélioration de la modification, les fibres de verre, les fibres de bore, les fibres de carbone et les moustaches métalliques peuvent être ajoutées. Ce renforcement peut réduire efficacement le coefficient d'expansion linéaire du polyimide, améliorer sa force, tout en réduisant les coûts. Par exemple, dans la fabrication de composants structurels à haute résistance, après l'amélioration du polyimide modifié peut résister à de plus grandes charges.
La modification de la charge, en revanche, utilise des charges inorganiques, du graphite, du disulfure de molybdène ou du polytétrafluoroéthylène comme des charges, ce qui améliore son effet d'auto-lubrification et réduit les coûts. Le co-mélange de l'or est également une méthode de modification importante, le polyimide peut être co-mélangé avec des résines époxy, du polyuréthane, du polytétrafluoroéthylène et du polyéther éther cétone, etc., pour former un matériau avec des performances plus excellentes.
Polyimide machining part6
Polyimide machining part8
Polyimide machining part5
Performance
1, polyimide tout aromatique analysé par analyse thermogravimétrique, le début de sa température de décomposition est généralement d'environ 500 ℃. Le polyimide synthétisé par le dianhydride d'acide homophtalique et la p-phénylènediamine, la température de décomposition thermique de 600 ℃, est jusqu'à présent l'un des polymères avec la stabilité thermique la plus élevée de l'espèce.
2, le polyimide peut résister à des températures extrêmement basses, telles que -269 ℃ dans l'hélium liquide ne sera pas fragile.
3, le polyimide a d'excellentes propriétés mécaniques, la résistance à la traction en plastique non remplie est de plus de 100 MPA, un film de polyimide de type homobenzène (Kapton) pour plus de 170 MPA, le polyimide thermoplastique (TPI) est une résistance à 261kj / m2. et le polyimide de type biphénylène (Upilex s) atteint 400 MPA. En tant que plastiques d'ingénierie. Le module d'élasticité est généralement de 3-4gpa, la fibre peut atteindre 200gpa, selon les calculs théoriques, le dianhydride à l'acide tétracarboxylique du benzène et les fibres synthétisées de la p-phénylènediamine jusqu'à 500gpa, la seconde seulement à la fibre de carbone.
4, certaines variétés de polyimide insolubles dans les solvants organiques, la stabilité diluée de l'acide, les variétés générales ne sont pas très résistantes à l'hydrolyse, cela semble être un inconvénient de la performance du polyimide est différent des autres polymères haute performance, une très grande caractéristique, Autrement dit, l'hydrolyse alcaline peut être utilisée pour récupérer les matières premières, telles que le dianhydride et la diamine, comme pour le film de Kapton, le taux de récupération allant jusqu'à 80% à 90%. Le changement de la structure peut également devenir assez résistant aux variétés d'hydrolyse, comme avec 120 ℃, 500 heures d'ébullition.
5, le polyimide a un large spectre de solubilité, selon la structure des différentes, certaines variétés sont presque insolubles dans tous les solvants organiques, et d'autres peuvent être solubles dans des solvants courants, tels que le tétrahydrofurane, l'acétone, le chloroforme et même le toluène et le méthanol.
6, le coefficient d'expansion thermique du polyimide dans 2 × 10-5-3 × 10-5 / ℃, polyimide thermoplastique 3 × 10-5 / ℃, type biphényle jusqu'à 10-6 / ℃, variétés individuelles jusqu'à 10- 7 / ℃.
7, le polyimide a une résistance élevée à l'irradiation, son film dans un taux de rétention rapide de la résistance à l'irradiation électronique à 5 × 109rad de 90%.
8, le polyimide a de bonnes propriétés diélectriques, une constante diélectrique de 3,4 environ, l'introduction de fluor ou la taille nanométrique de l'air dispersée dans le polyimide, la constante diélectrique peut être réduite à environ 2,5. Perte diélectrique de 10-3, résistance diélectrique de 100-300kV / mm, résistance au volume de 1017Ω-cm. Ces propriétés dans une large gamme de températures et de plage de fréquences peuvent toujours être maintenues à un niveau élevé.
9, le polyimide est un polymère auto-extincteur, un faible taux de fumée.
10, polyimide dans un vide très élevé sous très peu de pas.
11, Polyimide Non-toxic, peut être utilisé pour fabriquer des vaisselle et des instruments médicaux, et résister à des milliers de stérilisation. Certains polyimides ont également une bonne biocompatibilité, par exemple, dans le test de compatibilité sanguine pour le test de cytotoxicité non hémolytique et in vitro pour les non-toxiques.
Polyimide machining part11
Les applications typiques comprennent:
(1) pièces avec un coefficient de frottement faible et une résistance à l'usure à haute vitesse et à haute pression;
(2) pièces avec une excellente résistance au fluage ou à la déformation plastique;
(3) Excellentes pièces de performance de lubrification d'auto-lubrification ou de lubrification à l'huile;
(4) une température et une pression élevées sous les pièces d'étanchéité liquide;
(5) une résistance élevée aux pièces de flexion, d'étirement et de résistance à forte résistance à l'impact;
(6) parties résistantes à la corrosion, résistantes aux radiations, résistantes à la rouille;
(7) Utilisation à long terme de la température supérieure à 300 ℃ ou plus, à court terme jusqu'à 400 ~ 450 ℃ pièces;
(8) Adhésifs structurels à haute température (plus de 260 ℃) (résines époxy modifiées, résines phénoliques modifiées, adhésifs de silicone modifiés et autres résistances à la température ne dépassent pas 260 ℃ occasions);
(9) Emballage microélectronique, revêtement de protection du tampon de contrainte, structure d'interconnexion multicouche de l'isolation intercouche, film diélectrique, passivation de surface de la puce, etc.
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