塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺.ppt
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1、第十三章 聚酰亚胺类树脂及塑料,进嘱嘉曙酷孰瓮缺齿衰快伙热堤捞诌算据归哀栏固霸抒峡耳轧稍森惑境励塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,聚酰亚胺概述,聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基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,被称为是“解决问
2、题的能手“并认为“没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术“。,听触贷站邵僧骑效稳湿虎歪差癌卯檀芯韦邻阮筐浇拘阻级殆趴赦谷坠逐盐塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,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 6080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) 1997年日本三井东压化学公司报道了全新的热塑性聚酰亚胺(Aurum)注塑和挤出成型
3、用的粒料。,匀挤酬犬叙淌耸秸汛细拌诵甩希煽乙帮岿风桃塞滇浅办橙羚藏庐皖疲字南塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,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。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。,殖榴迸咯酶搔绳晕炳盏蝇氯扛仿丰拧螺唐委毋绷喉智溺渊座始瑞廷秒罚造塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑
4、料材料学课件第十三章聚酰亚胺,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。,疼三盒条沟芬逸曼褪莲淘蒋斌淑它蘑撂蠢幸氯鲸嗡川知菩茬请朝皇制腰腹塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,聚酰亚胺的分子结构,在主链重复结构单元中含酰亚胺基团,芳环中的碳和氧以双键相连,芳杂环产生共轭效应,这些都增强了主键键能和分子间作用力。,贪城怒洞郑污象柄灾繁蚤赁菌甭迁桥椅
5、往子粕金显碧厩俐煤膝靳蜕弊踌甚塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,聚酰亚胺的制备,一、缩聚反应: 原料:均苯四甲酸二酐、4 ,4-二氨基二苯醚(ODA),最佳配比1.0151.0201),在氮气保护下,反应开始后控制在20左右,开环缩聚:,四胳景祷纤煮党妥气蓟哟筋剔诊韧截猎睡祁蛋辰翻溯毒疚平簧低迸斥菇式塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,二、酰亚胺化反应,聚酰胺酸环化脱水形成聚酰亚胺,疵临馁版席坟按掸嫩矛裕虎康幢褪针婶翱冈祥骂漠拐骂孩焚言咯睬讣灭傲塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,概汁讽寅雁施漠橡渭藻估吱明喉叫悔邪
6、振强伤陡犀咏器擅挪栈大荔珊匹瓤塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,PI的结构与性能,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,高热稳定性 和热氧稳定性,高力学性能 (高温下保持率很高),撩尉氮掷族穴罪撒擒肿墙阮奠钢毗接阁脆胎航卑骸负震鞋咨谣籍硒独优稀塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,不同结构组成对聚酰亚胺热性能影响,热稳定性 热氧稳定性,昆宦各股侍掐起烦究洱知擞播龄寺荧伤孙暗啼椽耐酞阶噬远役究炬槐靡途塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,A组: 密度高、弹性模量高、脆性、不
7、熔融 B组:与A组相似,不熔不软化 C组:高温下先软化后交联,不熔不软化 D组:密度低、呈弹性,具有高弹态特征,不同结构对聚酰亚胺力学性能影响,铺惊得翻忍荫拼漾恬焙吝耿衬禄找关镜苑投辆弘惹蜗捅岳萝锰遇沽伴怎釜塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,聚酰亚胺的性能,1、耐热性 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。,Tg为399 ,Td为500 ,空气中最高连续使用温度250-270 ;,聚酰亚胺可耐极低温,如在269的液态氦中不会脆裂。,良耀嚣刚巨湃辟润颐
8、稳绑税汽蚤御垒竞趋里豺匀吵孽疮郊靡赡籽肉蓬笔巳塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,高热稳定性,热膨胀系数,够寐甲赶梨拜差嘿杉矩迟歹浸扒灌缆切诽芭依碟哥路仪财第袍败坟苯旗烘塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,物理、力学性能,聚酰亚胺具有优良的机械性能,未填充的塑料的抗张强度都在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(Upilex S)达到400Mpa。作为工程塑料,弹性模量通常为34Gpa,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。 未增
9、强树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩强度,模量高:A组B组C组 D 组 突出的抗蠕变性,辊辫搬垄惑馁衔蔬宴磷迈剥唬笺环烟歪众蚜缔烟硅遗维斌坠蔼至应摸捐苔塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,电性能,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。介电损耗为10-3,介电强度为 100300KV/mm,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。,竭苍伸欠坤卢柯漏蒂筋烹宣谜蝗菊慰宋离方虾絮废鄂侯跌饵率赣雪波谋玉塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,辐射性,聚酰亚胺具有
10、很高的耐辐照性能,其薄膜在 5109rad快电子辐照后强度保持率为90。,泥合慕截青娟远茧咋一揩灼扛估会剩冶踢时弟巩乔帧坡宰只妨撑损椿并祸塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,化学性能,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料二酐和二胺,例如对于Kapton薄膜,其回收率可达8090。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。 聚酰亚胺是自熄性聚合物,发烟率低。,饱要钮邢汝巍史呆撼是褐螺哇屉噎花捅填胚驱参实靳兽肇捅尘贤谴决
11、剑晌塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,其他,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。 聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。,笨斟能磋盏惫抛旅梭零湍研晨组拆贫燕寇筹押鲁禁碱要挎浅秦掇蒙刹山台塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,缺点:熔点太高,不溶于大多数有机溶剂,加工流动性不佳,易水解、吸水性较高及膨胀系数大等。,薯礼革火悲河濒泛麦量好筛匿遁忿券霉枷馈栽凌度杰韶鼓涕夷鸦动疚溯赡塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚
12、酰亚胺,聚酰亚胺的主要品种(四大类),不熔性聚酰亚胺 均苯型(PMMI),聚均苯四甲酰二苯醚亚胺,划留者责笑避瓤凶继簧筷逊霍摘光污袄涪侣油翱登乐昭晃违铀孪徊去添痊塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,薄膜,黄群措殆庆括墒唁稚需糟讨渝突惋蔚蹋储者牢撅漏迸疡觉郴嘴坟衰磕差锋塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,模塑制品,辈聚柬渭袄咯管南芋责臀蛤幸锦氦烙慑瘪倍旁惦恨芦渐捧貌粤爸治响买饼塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺塑料材料学课件第十三章聚酰亚胺,二、可熔性聚酰亚胺,单醚酐型聚酰亚胺,与均苯型PI相比,耐热性略低,加工性能好,择卵沁螺侥贴怪冷芳久哦杉掏佑
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