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聚酰亚胺:耐热材料中的佼佼者

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:聚酰亚胺是分子链结构中含有酰亚胺基团的一类杂环类聚合物,统一简称为PI,是耐热性好、综合性能优良的特种工程塑料。热固性聚酰亚胺的主要品种有均苯型聚酰亚胺、酮酐型聚酰亚胺、交联型聚酰亚胺、改性聚酰亚胺等。热塑性聚酰亚胺的主要品种有单醚酐型聚酰亚胺、双醚酐型聚酰亚胺、氟酐型聚酰亚胺、顺酐型可熔性聚酰亚胺、Aurum、热塑性聚酰亚胺、改性聚酰亚胺等。其中,聚酰胺酰亚胺的力学性能最为突出。

聚酰亚胺:耐热材料中的佼佼者

聚酰亚胺是分子链结构中含有酰亚胺基团的一类杂环类聚合物,统一简称为PI,是耐热性好、综合性能优良的特种工程塑料。其品种很多,性能也各有差异,但大多数品种在高温下都具有突出的介电性能和力学性能。其耐高温、耐辐射、阻燃、耐磨、尺寸稳定、耐有机溶剂、耐低温等性能优良,但成本较高,成型加工较困难。因此,许多生产厂都对其进行了一系列改性研究,开发生产的PI改性品种很多,如增强或填充的复合材料、层压塑料、模压塑料、泡沫塑料、薄膜、注塑和挤出料,以及漆、浇注料、涂料、粘结剂、纤维、织物等。制品广泛应用于宇航、航空兵器电子电气机械交通运输等方面。各种PI按受热变化形态可分为热固性PI及热塑PI两大类。

热固性聚酰亚胺的主要品种有均苯型聚酰亚胺、酮酐型聚酰亚胺、交联型聚酰亚胺(包括NA封端聚酰亚胺、乙炔封端聚酰亚胺、双马来酰亚胺)、改性聚酰亚胺(包括聚酰胺-酰亚胺、聚酯-酰亚胺、聚胺-酰亚胺、聚苯并咪唑酰亚胺)等。

热塑性聚酰亚胺的主要品种有单醚酐型聚酰亚胺、双醚酐型聚酰亚胺、氟酐型聚酰亚胺、顺酐型可熔性聚酰亚胺、Aurum、热塑性聚酰亚胺、改性聚酰亚胺(聚醚酰亚胺)等。

目前已工业化生产的PI品种有20多种,其中以热塑性醚酐型PI最为常用。每种PI各有特性,其共有的一些基本性能有如下几点:

1)多数PI的分子刚性较大,耐热性好,结构稳定,所以大多数PI都具有耐高温、强度高、刚性大等特点,在高温、低温环境中各项性能都较稳定,且按不同品种PI的分子对称性强弱不同的程度,可组成结晶型或无定形等不同结构。

2)力学性能好,尤其是拉伸强度、抗蠕变性、耐磨性及摩擦性等性能优良。其中,聚酰胺酰亚胺的力学性能最为突出。此外,其力学性能较稳定,对温度变化不敏感,但对缺口敏感。

3)耐热性优良,其长期使用温度一般都大于200℃,在无氧条件下可达300℃;耐低温性好,低于-200℃仍不会变脆;热分解温度高,热稳定性好,线胀系数小,尺寸稳定性好;大多数PI阻燃性好,OI值>36%;发烟密度低,有害毒气含量少。(www.xing528.com)

4)耐蚀性好,有优良的耐油、耐酸、耐有机溶剂性,但不耐强酸、强碱,且长期在沸水和蒸汽中会受破坏。

5)电性能优良。PI电绝缘性好,尤其可耐电晕,是少数几种耐电晕的材料之一。一般其体积电阻率>1017Ω·cm;介电常数为3~4;介质损耗因数为3×10-3介电强度>100kV/mm;耐热等级可达C级。虽然PI有极性基团,但分子刚性大,所以电性能好,且对温度、湿度变化不敏感。

6)PI耐辐射性优良,吸水率低,但不宜长期在户外使用。

7)PI有结晶型和无定形两种,吸水率低,对气体阻隔性好;质硬脆,无毒,有良好的生理相容性

8)加工性较差,且随品种而变化。热固性PI一般用模压、层压、浸渍、流延、发泡、涂覆等成型加工;热塑性PI用注射、挤出等成型加工。

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