聚酰亚胺注射成型的优化方法

聚酰亚胺，英文名称Polyimide，简称PI。聚酰亚胺作为特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近年来，各国都开始将聚酰亚胺的研究、开发和利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。

聚酰亚胺树脂可分为热固性和热塑性两大类。热固性聚酰亚胺通常不溶不熔，加工性能很差，一般都是在聚酰胺酸阶段制备预成型体（如涂膜、浸渍纤维等），然后进行固化（酰亚胺化），使其应用受到很大限制。热塑性聚酰亚胺一般是指可熔的线形聚酰亚胺，改善了加工性能，可以采用常规塑料成型工艺制备各种零部件，应用价值比较高，但其热变形温度低于300℃，使用温度不超过250℃。应注意的是，很多线形聚酰亚胺即使加热到分解，也没有流动性能，甚至不会出现明显的软化，这是由聚酰亚胺分子结构的特点决定的。这类线形聚酰亚胺往往归热固性聚酰亚胺。

目前，可用于注射成型的商品化的热塑性聚酰亚胺主要有以下几种。

1.双醚酐型聚酰亚胺

双醚酐型聚酰亚胺是可熔性聚酰亚胺的一种，由醚酐与芳香二胺合成，它具有良好的综合性能，可在-250～230℃内长期使用，电绝缘性、耐磨性、耐辐照性能较好。注射成型工艺条件为：机筒温度350～370℃；注射压力＞100MPa；模具温度160～200℃。

2.顺酐型聚酰亚胺

顺酐型可熔性聚酰亚胺是可溶可熔性树脂，成型加工性能好，具有优良的耐热性，制品可在230℃连续使用一年以上，268℃连续使用3个月。耐化学稳定性好，耐水性优良。注射成型可使用长径比为20∶1的螺杆式注射机，机筒温度控制在246～316℃。

3.Aurum热塑性聚酰亚胺

日本三井东压公司于20世纪80年代末开发出一种热塑性聚酰亚胺，商品名为Aurum，是目前已商品化的、T_g（250℃）最高的可注射成型的热塑性聚酰亚胺，其熔体流动性和注射成型工艺条件见表4-63和表4-64。

表4-63 Aurum的熔体流动性能

注：熔体粘度和熔体流动速率均在400℃条件下测得。

表4-64 Aurum注射成型工艺条件

4.GCPI^TM热塑性聚酰亚胺(www.xing528.com)

GCPI^TM热塑性聚酰亚胺是常州市广成新型塑料有限公司研制开发的一种高性能工程塑料，不仅具有优异的耐热、耐腐蚀、耐辐射等性能，还具有很好的力学性能和可加工性能，可采用挤出、注射、模压、喷涂、发泡等方法成型。其中纯注射料GCPI^TM_-J1CG的注射成型工艺条件见表4-65。

表4-65 GCPI^TM-J1CG注射成型工艺条件

5.改性聚酰亚胺

（1）聚醚酰亚胺（PEI） 聚醚酰亚胺是可熔性聚酰亚胺的一种，外观为琥珀色透明（或半透明）树脂，具有优良的综合性能，它既保留了聚酰亚胺的各种优异性能，又具有一般热塑性塑料的加工性能，而且价格低廉，适于制备薄壁制品和结构复杂的制品。

具有代表性的聚醚酰亚胺是美国通用电气公司（GE）的产品，商品牌号为Ul-tem，可用注射、挤出以及挤出吹塑等方法成型，未增强树脂的注射成型工艺参数见表4-66。由于Ultem中含有双酚A残基，耐溶剂性较差，T_g仅为217℃，使用温度仅为150～180℃，是作为工程塑料使用的聚酰亚胺中使用温度最低的品种。但是与传统聚酰亚胺相比，突出的加工性能和低廉的价格使其具有较大的市场竞争力。

表4-66 Ultem1000注射成型工艺参数

（2）聚酰胺酰亚胺（PAI） 聚酰胺酰亚胺是最早开发的聚酰亚胺改性品种，具有优良的柔韧性、耐磨性、耐碱性和加工性，且成本较低，长期使用温度为220℃。美国Amoco公司于1964年制得聚酰胺酰亚胺树脂，商品名为Torlon。可注射、模压、挤出成型，三种成型方法各有优缺点，注射成型适用于制备结构精细，数量较多的小型制品，制品厚度不大于15.9mm。Torlon的注射成型工艺参数见表4-67。

表4-67 Torlon注射成型工艺参数

（续）

在目前已经商业化的热塑性聚酰亚胺中，Ultem最容易加工，在360～380℃就可以注射成型；其他商品如Aurum则需要更高的温度。开发新型热塑性聚酰亚胺的主要目标是既要提高其熔体流动性和热稳定性，从而提高加工性能，又要保持聚酰亚胺的各种优异性能，使其具有使用温度更高，加工成型更容易，原料来源广泛，成本更低等特点。