① 聚酰亚胺树脂分类
1.热固性聚酰亚胺
这种聚酰亚胺树脂为不透明固体,是不溶、不熔性高分子聚合物,相对密度为1.50,在 500℃以下元熔点及玻璃化转化点,于420℃下稳定,且不溶于大多数有机溶剂,具有突出的耐高温性,可在260℃的较高温度下连续使用,并能保持良好的机械性能和电性能,其本身的耐冲击性好,耐疲劳稳定性和尺寸稳定性好,不开裂,不冷流,具有优异的耐热辐射性、 良好的耐化学药品性和耐磨性及自润滑性,其自身阻燃性能好在高温下只烧焦和分解,不着火。
2.热塑性聚酰亚胺
这种树脂具有综合的物理机械性能,相对密度为1.38,玻璃化温度275℃,具有良好的耐磨性、耐辐射性和电绝缘性,但耐热性不如热固性聚酰亚胺。
3.聚酰胺酰亚胺
这是聚酰亚胺的改性产品之一 ,其优点是热变形温度高达276℃,在加工性能等方面正在开拓其新用途。
4.不溶、不熔性聚酰胺酰亚胺
这种新型聚酰亚胺树脂可耐高温、耐辐射,具有良好的电绝缘性,可在220℃下长期使用,于450℃时才开始分解,可与环氧树脂固化交联进行改性,其耐磨性好,耐烧蚀,在高温高频下具有良好的电性能。
5.可溶性聚酰亚胺
可溶性聚酰亚胺树脂在溶剂中能100%固化呈溶解状态,其固化温度为150℃-200℃, 即溶剂的沸点温度或使溶剂能充分挥发掉的温度。 可溶性树脂是在生产过程中引入烷基、氨基或环戊烷等脂肪芳族类树脂而生成的。
6.低温固化聚酰亚胺
这种树脂的固化温度低于200℃,其耐热性、电绝缘性好,同无机膜之间有很好的粘接性,并具有低弹性和良好的封装性。
聚酰亚胺的应用很广,如用于火箭、高速飞机翅翼上高温粘合剂及金刚砂磨耗的粘接, 短期可耐420℃的高温,长期使用温度可达到280℃,聚酰亚胺用于玻璃漆布,具有良好的耐高温性能,可在200℃下长期使用。聚酰亚胺轻质耐燃泡沫塑料可用于飞机保温防火材料、 防辐射材料、高温能量吸收材料、电绝缘材料、耐磨材料和遮蔽材料等
② 双马来酰亚胺简介
双马来酰亚胺是由聚酰亚胺树脂体系衍生出的树脂体系,以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物。以下是关于双马来酰亚胺的简介:
应用领域:BMI具有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性,且耐热性更强,因此在航空、航天、机械、电子等工业领域得到迅速发展和广泛应用。
主要性能:
工业应用:BMI树脂因其优异的性能,包括耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性、良好的力学性能和尺寸稳定性,在工业上被用作先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
综上所述,双马来酰亚胺是一种具有多种优异性能的重要树脂材料,在工业领域具有广泛的应用前景。
③ PI膜的聚酰亚胺薄膜(PI膜)
聚酰亚胺通常分为两大类:
热塑性聚酰亚胺,如亚胺薄膜、涂层、纤维及现代微电子用聚酰亚胺等。
热固性聚酰亚胺,主要包括双马来酰亚胺(BMI)型和单体反应物聚合(PMR)型聚酰亚胺及其各自改性的产品。BMI 易加工但脆性较大。 (1)优异的耐热性。聚酰亚胺的分解温度一般超过500℃,有时甚至更高,是目前已知的有机聚合物中热稳定性最高的品种之一,这主要是因为分子链中含有大量的芳香环。
(2)优异的机械性能。未增强的基体材料的抗张强度都在100MPa以上。用均酐制备的Kapton薄膜抗张强度为170MPa,而联苯型聚酰亚胺(Upilex S)可达到400MPa。聚酰亚胺纤维的弹性模量可达到500MPa,仅次于碳纤维。
(3)良好的化学稳定性及耐湿热性。聚酰亚胺材料一般不溶于有机溶剂,耐腐蚀、耐水解。改变分子设计可以得到不同结构的品种。有的品种经得起2个大气压下、120℃,500h的水煮。
(4)良好的耐辐射性能。聚酰亚胺薄膜在5×109rad剂量辐射后,强度仍保持86%;某些聚酰亚胺纤维经1×1010rad快电子辐射后,其强度保持率为90%。
(5)良好的介电性能。介电常数小于3.5,如果在分子链上引入氟原子,介电常数可降到2.5左右,介电损耗为10,介电强度为100至300kV/mm,体积电阻为1015-17Ω·cm。因此,含氟聚酰亚胺材料的合成是目前较为热门的研究领域。
上述性能在很宽的温度范围和频率范围内都是稳定的。除此之外,聚酰亚胺还具有耐低温、膨胀系数低、阻燃以及良好的生物相容性等特性。聚酰亚胺优异的综合性能和合成化学上的多样性,可广泛应用于多种领域。 (1)薄膜:是聚酰亚胺最早的商品之一,用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦的Kapton ,日本宇部兴产的Upilex 系列和钟渊的Apical 。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底板;
(2)涂料:作为绝缘漆用于电磁线,或作为耐高温涂料使用;
(3)先进复合材料的基体树脂:用于航天、航空飞行器结构或功能部件以及火箭、导弹等的零部件,是最耐高温的结构材料之一;
(4)纤维:聚酰亚胺纤维的弹性模量仅次于碳纤维,可以作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹防火织物;
(5)泡沫塑料:可用做耐高温隔热材料;
(6)工程塑料:有热固性也有热塑性,可以模压成型也可用注射成型或传递模塑(RTM) ,主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。此外聚酰亚胺还可以作为高温环境中的胶粘剂、分离膜、光刻胶、介电缓冲层、液晶取向剂、电-光材料等 PI膜按照用途分为一般绝缘和耐热为目的的电工级以及附有挠性等要求的电子级两大类。电工级PI膜因要求较低国内已能大规模生产且性能与国外产品没有明显差别;电子级PI膜是随着FCCL的发展而产生的,是PI膜最大的应用领域,其除了要保持电工类PI膜优良的物理力学性能外,对薄膜的热膨胀系数,面内各向同性(厚度均匀性)提出了更严格的要求。未来仍需进口大量的电子级PI膜,其原因是国产PI膜在性能上与进口PI膜存在一定的差距,不能满足FCCL中高端产品的要求。在预测未来市场价格方面,长期以来电子级PI膜的定价权一直由杜邦公司,钟渊公司所掌控,但是随着近年来韩国SKC和KOLON两家公司的分别加入重组,以及经济危机对电子产品外销的影响,产品价格也有所降低,但是电子级PI膜仍存在着较高的利润空间。