Поліімід, універсал палімерных матэрыялаў, выклікаў цікавасць многіх навукова-даследчых інстытутаў у Кітаі, а некаторыя прадпрыемствы таксама пачалі вырабляць наш уласны поліімідны матэрыял.
I. Агляд
У якасці спецыяльнага інжынернага матэрыялу поліімід шырока выкарыстоўваецца ў авіяцыі, касманаўтыцы, мікраэлектроніцы, нанаметрах, вадкіх крышталях, раздзяляльных мембранах, лазерах і іншых галінах.У апошні час краіны пералічваюць даследаванні, распрацоўкі і выкарыстаннеполіімідяк адзін з самых перспектыўных інжынерных пластыкаў у 21 стагоддзі.Поліімід, з-за яго выдатных характарыстык у прадукцыйнасці і сінтэзе, незалежна ад таго, выкарыстоўваецца ён як канструкцыйны матэрыял або як функцыянальны матэрыял, яго велізарныя перспектывы прымянення былі цалкам прызнаны, і ён вядомы як "эксперт па вырашэнні праблем" ( protion solver ), і лічыць, што «без полііміду сёння не было б мікраэлектронных тэхналогій».
Па-другое, прадукцыйнасць полиимида
1. Згодна з тэрмагравіметрычным аналізам цалкам араматычнага полііміду, тэмпература яго раскладання звычайна складае каля 500°C.Поліімід, сінтэзаваны з біфенілдыянгідрыду і п-фенілендыяміну, мае тэмпературу тэрмічнага раскладання 600°C і з'яўляецца адным з найбольш тэрмічнаму ўстойлівых палімераў.
2. Поліімід можа вытрымліваць надзвычай нізкія тэмпературы, напрыклад, у вадкім геліі пры -269°C, ён не будзе далікатным.
3. Поліімідвалодае выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі.Мяжа трываласці на расцяжэнне ненапоўненых пластмас вышэй за 100 МПа, плёнкі (Каптон) з гомафенілен полііміду вышэй за 170 МПа, а полііміду біфенільнага тыпу (UpilexS) да 400 МПа.Як інжынерны пластык, колькасць эластычнай плёнкі звычайна складае 3-4Gpa, а валакно можа дасягаць 200Gpa.Згодна з тэарэтычнымі разлікамі, валакно, сінтэзаванае фталевым ангідрыдам і п-фенілендыямінам, можа дасягаць 500 Гпа, саступаючы толькі вугляроднаму валакну.
4. Некаторыя разнавіднасці поліімідаў нерастваральныя ў арганічных растваральніках і ўстойлівыя да разбаўленых кіслот.Агульныя гатункі неўстойлівыя да гідролізу.Гэты, здавалася б, недахоп адрознівае полиимид ад іншых высокаэфектыўных палімераў.Характарыстыка заключаецца ў тым, што дыянгідрыд сыравіны і дыямін могуць быць адноўлены шляхам шчолачнага гідролізу.Напрыклад, для каптонавай плёнкі каэфіцыент аднаўлення можа дасягаць 80%-90%.Змяняючы структуру можна таксама атрымаць даволі ўстойлівыя да гідролізу гатункі, напрыклад, вытрымліваюць 120 ° С, 500 гадзін кіпячэння.
5. Каэфіцыент цеплавога пашырэння полііміду складае 2×10-5－3×10-5℃, тэрмапластычнага полііміду Guangcheng складае 3×10-5℃, біфенільнага тыпу можа дасягаць 10-6℃, асобныя гатункі могуць быць да 10- 7°C.
6. Поліімід валодае высокай радыяцыйнай устойлівасцю, а яго плёнка захоўвае трываласць 90% пасля апраменьвання хуткімі электронамі 5×109рад.
7. Поліімідмае добрыя дыэлектрычныя ўласцівасці, з дыэлектрычнай пранікальнасцю каля 3,4.Шляхам увядзення фтору або рассейвання нанаметраў паветра ў поліімід дыэлектрычную пранікальнасць можна паменшыць прыкладна да 2,5.Дыэлектрычныя страты складаюць 10-3, электрычная трываласць складае 100-300 кВ/мм, тэрмапластычны поліімід Guangcheng складае 300 кВ/мм, аб'ёмнае супраціўленне складае 1017 Ом/см.Гэтыя ўласцівасці застаюцца на высокім узроўні ў шырокім дыяпазоне тэмператур і частот.
8. Поліімід - гэта самазатухаючы палімер з нізкай дымнасцю.
9. Поліімід вельмі мала вылучае газы ва ўмовах надзвычай высокага вакууму.
10. Поліімід не таксічны, можа выкарыстоўвацца для вырабу посуду і медыцынскіх прыбораў і можа вытрымліваць тысячы дэзінфекцый.Некаторыя полііміды таксама валодаюць добрай біясумяшчальнасцю, напрыклад, яны не з'яўляюцца гемалітычная ў тэсце на сумяшчальнасць крыві і не таксічныя ў тэсце на цытатаксічнасць in vitro.
3. Некалькі спосабаў сінтэзу:
Існуе шмат відаў і формаў полііміду, і існуе мноства спосабаў яго сінтэзу, таму яго можна выбіраць у адпаведнасці з рознымі мэтамі прымянення.Гэткая гнуткасць у сінтэзе таксама цяжкая для іншых палімераў.
1. Полііміду асноўным сінтэзуецца з двухасноўных ангідрыдаў і дыямінаў.Гэтыя два манамера спалучаюцца з многімі іншымі гетэрацыклічнымі палімерамі, такімі як полібензімідазол, полібензімідазол, полібензатыязол, поліхінон. У параўнанні з такімі манамерамі, як фенолін і поліхіналін, крыніца сыравіны шырокая, і сінтэз таксама адносна просты.Існуе шмат відаў дыянгідрыдаў і дыямінаў, і полііміды з рознымі ўласцівасцямі можна атрымаць рознымі камбінацыямі.
2. Поліімід можа быць полікандэнсаваны пры нізкай тэмпературы дыянгідрыдам і дыямінам у палярным растваральніку, такім як DMF, DMAC, NMP або сумесі растваральнікаў THE/метанол, для атрымання растваральнай поліамінавай кіслаты пасля фарміравання плёнкі або кручэння. Награванне прыкладна да 300°C для дэгідратацыя і цыклізацыя ў поліімід;воцатны ангідрыд і каталізатары троеснага аміну таксама могуць быць дададзены да полиаминовой кіслаце для хімічнай дэгідратацыі і циклизации для атрымання раствора полиимида і парашка.Дыямін і дыянгідрыд можна таксама награваць і полікандэнсаваць у растваральніку з высокай тэмпературай кіпення, такім як фенольны растваральнік, каб атрымаць поліімід за адзін этап.Акрамя таго, поліімід можна таксама атрымаць у выніку рэакцыі эфіру двухасноўнай кіслаты і дыяміна;ён таксама можа быць ператвораны з полиаминовой кіслаты спачатку ў полиизоимид, а затым у полиимид.Усе гэтыя метады забяспечваюць зручнасць апрацоўкі.Першы называецца метадам PMR, які дазваляе атрымаць цвёрды раствор з нізкай глейкасцю і высокай глейкасцю і мае акно з нізкай глейкасцю расплаву падчас апрацоўкі, што асабліва падыходзіць для вытворчасці кампазітных матэрыялаў;апошняя павялічваецца. Для паляпшэння растваральнасці ў працэсе ператварэння не вылучаюцца нізкамалекулярныя злучэнні.
3. Пакуль чысціня дыянгідрыду (ці тэтракіслаты) і дыяміна кваліфікавана, незалежна ад таго, які метад полікандэнсацыі выкарыстоўваецца, лёгка атрымаць дастаткова высокую малекулярную масу, і малекулярную масу можна лёгка рэгуляваць шляхам дадання адзінкавага ангідрыду або адзінка амін.
4. Полікандэнсацыя дыянгідрыду (ці тэтракіслаты) і дыяміну, пакуль малярнае суадносіны дасягае эквімолярнага суадносін, тэрмічная апрацоўка ў вакууме можа значна павялічыць малекулярную масу цвёрдага нізкамалекулярнага прэпалімера, тым самым паляпшаючы апрацоўку і фармаванне парашка.Прыходзьце зручна.
5. Лёгка ўвесці рэактыўныя групы на канцы ланцуга або ланцуга з адукацыяй актыўных алігамераў, такім чынам, атрымліваючы тэрмарэактыўны поліімід.
6. Выкарыстоўвайце карбаксільную групу ў поліімідзе для правядзення этэрыфікацыі або ўтварэння соляў і ўвядзіце святлоадчувальныя групы або доўгаланцуговыя алкільныя групы для атрымання амфіфільных палімераў, якія можна выкарыстоўваць для атрымання фотарэзістаў або для падрыхтоўкі плёнак LB.
7. Агульны працэс сінтэзу полііміду не вырабляе неарганічных соляў, што асабліва карысна для падрыхтоўкі ізаляцыйных матэрыялаў.
8. Дыангідрыд і дыямін як манамеры лёгка сублімаваць пад высокім вакуумам, таму іх лёгка ўтварыцьполіімідплёнка на нарыхтоўкі, асабліва прыборы з няроўнай паверхняй, шляхам напылення з паравой фазы.
Час публікацыі: 6 лютага 2023 г