聚酰亚胺课件.ppt

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1、高性能热塑性复合材料与制备技术聚酰亚胺目录一.聚酰亚胺的概述二.聚酰亚胺的发展简史三.聚酰亚胺的分子结构与性能四.聚酰亚胺的合成五.聚酰亚胺的应用聚酰亚胺概述聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。PI作为一种特种工程材料，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。近来，各国都在将PI的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识

2、，被称为是"解决问题的能手"（protionsolver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。聚酰亚胺概述聚酰亚胺的发展简史1908年，PI聚合物开始出现报道，但本质未被认识，因此不受重视。40年代中期出现一些专利。50年代末制得高分子量的芳族聚酰亚胺，标志其真正作为一种高分子材料来发展60—80年代，由美杜邦公司、Amoco公司、通用电气公司及法罗纳-普朗克公司为代表先后开发出一系列的模制材料和聚合体，如聚醚酰亚胺(PEI),并于1982年正加成型聚酰亚胺、热塑性聚酰胺。缩合型聚酰亚胺式以Ultem商品名在国际市场上销售。1997年日本三井东压化

3、学公司报道了全新的热塑性聚酰亚胺(Aurum)注塑和挤出成型用的粒料。聚酰亚胺的发展简史到目前为止,聚酰亚胺已有20多个大品种,随着其应用范围的扩大,有关聚酰亚胺的品种将会越来越多。国外生产厂家主要集中在美国和日本,如美国的通用电气公司、杜邦公司,日本的宇部兴产公司、三井东压化学公司;国内生产厂家主要是上海合成树脂研究所和长春应用化学研究所。四种已经产业化的耐热聚合物的专利分配近30年来,聚酰亚胺的发展较快,尤其近10年来更是有了飞速的发展。1977年～1979年在美国化学文摘中登载了1000多条有关聚酰亚胺的文摘,100多篇聚酰亚胺文献向美国国家技术服务局登记

4、。1982年～1985年有聚均苯四甲酰亚胺申请专利54件,聚酰胺亚胺申请专利30件,聚醚酰亚胺申请专利23件,由此可见聚酰亚胺聚合物的发展速度。1大量含氮五元杂环及芳环分子链刚性大分子间作用力强2.芳杂环的共轭效应高耐热性和热稳定性高力学性能（高温下保持率很高）聚酰亚胺结构与性能1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。2、聚酰亚胺可耐极低温，如在-269℃的液态氦中不会脆裂。聚酰亚胺结构与性能3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗

5、张强度都在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为170MPa以上，而联苯型聚酰亚胺（UpilexS）达到400MPa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3-4GPa，纤维可达到200Gpa，据理论计算，均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达500GPa，仅次于碳纤维。4、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5，广成热塑性聚酰亚胺3×10-5，联苯型可达10-6℃，个别品种可达10-7。5、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解，这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原

6、料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达80％－90％。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得起120℃，500小时水煮。6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在5×109rad快电子辐照后强度保持率为90％。聚酰亚胺结构与性能9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。7、聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右

7、。介电损耗为10-3，介电强度为100-300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。聚酰亚胺结构与性能性能（综述）a.力学性能：拉伸、弯曲、压缩强度较高；突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。b.热性能：主链键能大，不易断裂分解。耐低温性好，很低的热膨胀系数c.电性能：优良的电绝缘性能偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小d.耐化学药品性：耐油、有机溶剂、酸强氧化剂作用下发生氧化降解，不耐碱。碱和过热水蒸气作用下，发生水解e

8、.耐辐射性：经射线照射后