一,Introducere în poliimidă
Poliimida (PI) este o structură moleculară care conține legături de lanț pe bază de imid-de compuși polimerici heterociclici aromatici, este în prezent una dintre cele mai bune varietăți de rezistență la căldură a materialelor plastice de inginerie, utilizată pe scară largă în aviație, aerospațială, microelectronică, nano, cristale lichide, laser și alte domenii.
Recent, toate țările includ cercetarea, dezvoltarea și utilizarea PI în secolul 21, unul dintre punctele centrale ale dezvoltării de noi materiale chimice. Poliimida, datorită caracteristicilor sale remarcabile în performanță și sinteză, are perspective mari de aplicare, fie ca material structural, fie ca material funcțional.
Poliimida este cunoscută ca vârful piramidei materialelor polimerice, cunoscută și sub numele de „rezolvatorul de probleme”, și chiar și unii oameni din industrie cred că „nicio poliimidă nu va avea tehnologia microelectronică de astăzi”.
2, clasificarea și aplicarea poliimidei
Poliimidele pot fi utilizate într-o gamă largă de aplicații datorită proprietăților lor excelente și pot fi clasificate într-o varietate de tipuri, inclusiv materiale plastice tehnice, fibre, poliimide fotosensibile, spume, acoperiri, adezivi, filme, aerogeluri, compozite și multe altele.
Dintre mulți polimeri, poliimida este singura care are o gamă largă de aplicații și prezintă performanțe remarcabile în fiecare dintre aceștia. Mai jos, vă voi prezenta principalele utilizări ale fiecărei varietăți de poliimidă.
1. Plastic de inginerie
Plasticul de inginerie poliimidă are termorigide și termoplastic, care poate fi împărțit în politetrametilen tetracarbimidă (PMMI), polieterimidă (PEI), poliamidă și imidă (PAI), etc., au propriile utilizări în diferite domenii.
PMMI în sarcină de 1.8MPa temperatură de distorsiune termică de 360 de grade, proprietăți electrice excelente, poate fi utilizat pentru condiții speciale de piese de precizie, rulmenți autolubrifianți de temperatură înaltă, garnituri, rotoare de suflantă etc., pot fi, de asemenea, utilizate în contact cu piesele supapei de amoniac lichid, piesele sistemului de alimentare cu combustibil al motorului cu reacție.
PEI are proprietăți mecanice excelente, proprietăți de izolare electrică, rezistență la iradiere, rezistență la temperatură ridicată și rezistență la abraziune, fluiditate bună a topiturii, rata de contracție a turnării de la 0,5% la 0,7%, disponibil pentru turnare prin injecție și extrudare, post{2}procesare este relativ ușoară, poate fi folosit și pentru sudare combinată, metode de sudură electrică, aparate electronice și alte materiale electronice. automobile, echipamente medicale și alte industrii sunt utilizate pe scară largă.
Rezistența PAI este cea mai mare dintre materialele plastice actuale ne-armate, rezistența la tracțiune este de 190 MPa, rezistența la încovoiere este de 250 MPa și temperatura de distorsiune termică este de până la 274 de grade sub sarcina de 1,8 MPa. PAI are o rezistență bună la ablație și electromagnetism la temperaturi ridicate și frecvență înaltă și are proprietăți adezive bune la metale și alte materiale, utilizate în principal pentru roți dințate, rulmenți și gheare de separare ale fotocopiatoarelor etc., și poate fi, de asemenea, utilizat pentru Este folosit în principal pentru roți dințate, rulmenți și gheare separatoare ale fotocopiatoarelor, etc. de aeronave.
2.Fibră de poliamidă
Fibra de poliimidă este o fibră{0}}importantă de înaltă performanță, fibra sa de poliimidă la temperatură înaltă este în prezent una dintre cele mai înalte temperaturi ale fibrelor sintetice organice, putând fi utilizată la 250~350 de grade . În ceea ce privește rezistența la lumină, absorbția de apă, rezistența la căldură și alte aspecte ale fibrelor de aramidă și sulfură de polifenilen sunt mai superioare în comparație cu rezistența fibrei de poliimidă de înaltă performanță-, decât cea a aramidei este de aproximativ o ori mai mare decât performanța mecanică actuală a uneia dintre cele mai bune fibre sintetice organice. Este una dintre cele mai bune fibre sintetice organice din punct de vedere al proprietăților mecanice.
Odată cu dezvoltarea continuă a domeniilor-de înaltă tehnologie, proprietățile fizice și chimice ale produselor PI sunt din ce în ce mai exigente. Materialele tradiționale PI în mecanică, termice și optice, electrice, magnetice și alte aspecte ale performanței nu a fost în măsură să îndeplinească domeniile științifice și tehnologice moderne ale cerințelor speciale ale materialului. Fibrele PI-de înaltă performanță, cu proprietățile sale mecanice superioare, stabilitatea termică, iradierea și alte caracteristici vor deveni reprezentative tipice de următoarea generație de fibre-de înaltă performanță.
În prezent, industria internă a fibrelor PI este angajată în principal în Asxc, Hipolyking, Aieplastics, Jsshino și așa mai departe. Printre acestea, Hipolyking a devenit o bază importantă pentru cercetarea, dezvoltarea și producția de poliimide în China. Jsshino, o fibră organică-de înaltă performanță, cu drepturi de proprietate intelectuală complet independente, a trecut de evaluarea realizărilor științifice și tehnologice în 2016 și, în același timp, a preluat conducerea în finalizarea formulării standardului național de „filament de poliimidă de înaltă-rezistență și-modul{5}} înalt” în 2020.
3. Poliimidă fotosensibilă (PSPI)
Poliimida fotosensibilă (PSPI) este o clasă de lanț polimeric atât în inelul imid cât și în genele fotosensibile, un set de stabilitate termică excelentă, proprietăți mecanice bune, proprietăți chimice și fotografice ale materialelor organice.
PSPI în domeniul electronicii, în principal fotorezist și ambalaj electronic, două roluri majore, în poliimida fotosensibilă adăugată la sensibilizator, stabilizator, etc. pot fi obținute "fotorezista poliimidă". În comparație cu fotorezistul tradițional, deoarece poliimida în sine are proprietăți dielectrice bune, astfel încât atunci când este utilizată fără a fi nevoie să acoperiți rolul mediului de lucru al agentului de barieră luminoasă, poate scurta foarte mult procesul și poate îmbunătăți eficiența producției.
Tehnologia de producție PSPI este controlată în principal de companiile americane și japoneze, dintre care Toray este una dintre cele mai de succes întreprinderi din lume pe piața produselor PSPI pozitive, iar produsele sale pozitive sunt utilizate în ambalarea microelectronică, încapsularea optoelectronică și în alte domenii.
Restricţionată de întârzierea tehnologiei de producţie, industria poliimidei din China este încă să filmeze şi alte produse low-să se stabilizeze, producţia de poliimide fotosensibile este mai mică, cererea de pe piaţă depinde de importuri. În 《Made in China 2025 de sprijin politic expres, domeniile industriale, mecanice, electronice și alte din China intră în etapa de substituție internă, întreprinderile interne pentru PSPI continuă să se aprofundeze, unele companii au stăpânit tehnologia de producție.
În prezent, aspectul PSPI R & D, producția de întreprinderi locale au Rayitek, MINSEOA Advanced Material, Guofeng New Materials, Dragon-chen, etc., viitorul domeniului de substituție internă a spațiului.
4.Spumă poliimidă
Spuma de poliimidă este un tip de material poliimid, dezvoltat pentru prima dată în anii 1970 de NASA Langley Research Center în cooperare cu Unitika America, utilizat pe naveta spațială și este acum utilizat pe scară largă în avioane, nave, trenuri, automobile și alte domenii. Are caracteristici intrinseci ignifuge, rezistente la căldură, ușoare și prietenoase cu mediul, non-toxice, și poate fi utilizat pentru o lungă perioadă de timp în condiții de temperatură ultra-înaltă, ultra-scăzută, pulverizare de sare ridicată, zgomot puternic, coroziune puternică, radiații puternice și alte condiții extreme de funcționare.
Spuma poliimidă poate fi împărțită în trei categorii:
La fel ca și poliimidă în general, materialele spumă cu o midă ca lanț principal, cu o temperatură de funcționare de 300 de grade sau mai mult (spumă PI).
Materiale spumante în care inelul mide există ca grup lateral (spumă PMI).
Materiale nano-spumate obținute prin introducerea unor segmente de lanț gras instabile termic în poliimidă și crăparea acestora la temperaturi ridicate.
Materialul din spumă de poliimidă aparține materialelor funcționale avansate, a fost folosit din ce în ce mai mult în industria aerospațială, transportul oceanic, apărarea națională și microelectronica și în alte domenii de-înaltă tehnologie în izolarea termică, reducerea vibrațiilor și a zgomotului și izolarea și alte materiale cheie.
Cea mai importantă aplicație a spumei PI este izolarea termică și materialul de reducere a zgomotului pentru nave. Spuma PI ca primă alegere a materialului de izolare termică și de reducere a zgomotului în noile nave de război este în creștere rapidă.
Spuma PMI este un nou tip de material spumă cu structură moleculară înaltă, cu cea mai bună performanță cuprinzătoare, care este un material de miez de spumă compozit-de înaltă performanță, cu rezistență specifică ridicată, modul specific ridicat, viteză mare de închidere și rezistență ridicată la căldură și are caracteristicile de greutate ușoară, rezistență ridicată și rezistență la temperaturi înalte/joase. În plus, fiind cel mai excelent material de bază din spumă structurală, spuma PMI este utilizată pe scară largă în paletele ventilatorului, paletele elicopterelor, aerospațiale și alte domenii, iar tendința de înlocuire a spumei PET este clară, cu un spațiu larg de piață.
Spuma PI este rezistentă la căldură-, ignifugă-, nu produce gaze nocive, ușor de instalat, este utilizată pe scară largă în materiale de izolare termică și de reducere a zgomotului. În prezent, Marina SUA a folosit spuma PI ca material de izolare termică și acustică pentru toate navele și submarinele de suprafață, iar spuma SOLIMIDE produsă de INSPEC a fost folosită de peste 15 țări pentru a dezvolta sistemul de izolare termică și acustică pentru navele navale. În plus, spuma PI este utilizată pe scară largă în navele civile, cum ar fi navele de croazieră de lux, bărcile cu motor și navele cu gaz natural lichefiat.
Similar cu spuma PI, aplicarea spumei PMI este, de asemenea, foarte largă. Aplicațiile tipice ale spumei PMI includ:
(1) Material de bază din spumă structurală: rezistență excelentă la compresie la-temperatură ridicată, astfel încât este utilizat pe scară largă ca material de bază pentru paletele ventilatorului, aviație, aerospațială, nave, echipamente sportive, echipamente medicale și alte domenii;
(2) Unda de bandă largă-materiale transparente: constanta dielectrică scăzută și pierderea îl fac utilizat pe scară largă în radar, antene și alte domenii;
(3) materiale de izolare termică și fonică: locomotive de mare-viteză, anvelope, sunet și așa mai departe.
Începând cu secolul 21, numărul de unități implicate în cercetarea spumei poliimide în China a crescut semnificativ, iar industria a făcut progrese tehnologice semnificative. În prezent, principalii producători interni de spumă poliimidă sunt Qingdao Ouc, Shkdchem și Tschina, Zgzts și AMMT. Printre acestea, Ningbo Institutul de Materiale Tachnologie ＆ Inginerie, CAS a construit un echipament pilot de particule de microspumă poliimidă, Qingdao Ouc și produse de poliimidă Shkdchem au trecut testul militar.
5.Polimidăcoating
Utilizarea poliimidei în prepararea acoperirilor este una dintre cele mai timpurii aplicații ale sale, iar acest tip de substanță este utilizat în principal ca acoperire izolatoare pentru firele emailate în acoperiri. Acoperirile izolante ale sârmei emailate sunt în principal sârmă rotundă acoperită cu scufundare, sârmă plată și alte tipuri de sârmă de cupru goală cu diametrul sârmei, sârmă din aliaj și sârmă de sticlă învelită stratul exterior, îmbunătățesc și stabilizează stratul exterior al sârmei emailate.
Unul dintre indicii importanți ai acoperirilor izolatoare este gradul de rezistență la căldură, conform Asociației Electrotehnice Internaționale ICE-85 din 1954, materialele izolatoare pentru motor și electrice în utilizarea standardelor de gradare a stabilității termice, materialele izolatoare sunt împărțite în șapte clase rezistente la căldură.
Pentru a îndeplini cerințele tehnologiei industriale, dezvoltarea materialelor de izolație se caracterizează prin faptul că sistemul de izolație ar trebui să poată atinge 180-200 de grade la temperaturi mai ridicate pentru lucru pe termen lung-, dar nu pierderea semnificativă în greutate și reducerea rezistenței electrice și să mențină o bună elasticitate, umiditate, ozon, rezistență la arc și alte proprietăți. Materialele poliimide pot fi foarte bune pentru a îndeplini cerințele acestei utilizări, pentru a pregăti un strat de izolație de clasa F-și peste termo-rezistent la căldură, poliimida poate fi folosită ca lac izolator pentru firul electromagnetic sau ca acoperire la temperatură ridicată utilizată.