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Eigenschaften und Anwendungen von Polyimid (PI)

2024,11,04
Polyimid (Polyimid, abgekürzte als PI) bezieht sich auf eine Klasse von Polymeren, die einen Imidring (-co-nr-Co-) in der Hauptkette enthalten, eine der besten Gesamtleistung von organischen Polymermaterialien. Der hohe Temperaturwiderstand von mehr als 400 ° C, die langfristige Verwendung des Temperaturbereichs -200 ~ 300 ° C, ein Teil des Schmelzpunkts ist nicht offensichtlich, hohe Isolationseigenschaften, 103 Hz Dielektrikumskonstante 4,0, Dielektrizitätsverlust von nur 0,004 ~ 0,007, ist die Isolierung der Klassen in der H -Klasse.
Hony Plastic kann super hochtemperaturbeständige spezielle technische Kunststoffe liefern - Polyimidprofile wie Stäbe, Blätter, Rohre und Injektionsform, bearbeiten fertige Produkte gemäß den spezifischen Bedürfnissen des Kunden, mit Temperaturfestigkeitsnoten von 220 ℃, 260 ℃, 300 ℃,. 350 ℃ bzw. höher. Polyimid kann mit Molybdän-Disulfid, Graphit, Kohlefaser, Polytetrafluorethylen usw. verstärkt werden, die die mechanische Festigkeit des Materials und der selbstlubrizierenden Verschleiß-resistenten Eigenschaften stark verändern können.
Polyimid PI hat einen hohen und niedrigen Temperaturwiderstand (-269 ~ 400 ℃), eine hohe Reibungsresistenz, Selbstglanzung, hohe Festigkeit, hohe Isolierung, Strahlungsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, geringer Wärmeausdehnung, Resistenz gegen organische Lockern, Selbstverletzung , ungiftig usw. PI Teil der Kategorie der langfristigen Arbeitstemperatur von mehr als 350 ° C, kurzfristig bis zu 450 ° C, der aktuellen technischen Kunststoffe in der Temperatur der technischen Kunststoffe ist besser und seine umfassende Leistung ist Unübertroffen von anderen speziellen technischen Kunststoffen. Seine umfassende Leistung ist auch für andere Specials unvergleichlich.
Polyimide machining part10Polyimide machining part7
Die zahlreiche Hauptvielfalt von Polyimid sind homophthales Polyimid, Etheranhydrid -Polyimid, Polyamidimid und Maleinsäure -Anhydrid -Polyimid. Unter ihnen ist Homopolymer -Polyimid repräsentativ für Polycondensation Polyimid. Es ist jedoch unlöslich und schmutzig und schwer zu verarbeiten. Normalerweise kann nur die Pulvermetallurgie -Methode durch Formpulver -Plastikprodukte oder die Verwendung von Imprägnierungs- oder Gussmethoden in einen Film angewendet werden. Beispielsweise ist Glasstoff mit einer Polyamidsäurelösung imprägniert, um Blätter zu produzieren. Im Gegensatz dazu hat sich das Polyimid des Monoetheranhydridtyps als schmelzbares Polyimid stark verbessert. Es kann nicht nur die Verarbeitung formen, sondern auch durch die Injektion, Extrusion und andere Formteile des Formteils können auch imprägniert werden und die Gussmethode zur Herstellung von Filmen.
Einstufung
Polycondensation
Aromatische Polyimide vom Kondensationstyp werden durch Reagieren von aromatischen Diaminen mit aromatischen Dianhydriden, aromatischen Tetracarbonsäuren oder aromatischen Tetracarboxylsäure -Dialkylestern erzeugt. Da die Synthese von polycondensierten Polyimid in Non-Proton-Polarlösungsmitteln mit hohem Siedepunkt durchgeführt wird Während der Vorbereitungsvorbereitung und während der Cyclisierung der Polyamide freigesetzt werden, die leicht Poren in den Verbundprodukten erzeugen. Dies erleichtert einfach, Poren in den Verbundprodukten herzustellen, und es ist schwierig, qualitativ hochwertige Verbundwerkstoffe ohne Poren zu erhalten. Daher wurde Polycondensation Polyimid weniger als Matrixharz von Verbundwerkstoffen verwendet, die hauptsächlich zur Herstellung von Polyimidfilmen und -beschichtungen verwendet wurden.
Polymerisation
Da Polycondensation Polyimid die oben genannten Nachteile hat, um diese Mängel zu überwinden, haben sie ein Polymerisationspolyimid entwickelt. Die wichtigsten, die weit verbreitet wurden, sind Polybismaleimid- und Norbornen-basierte Endgekleidungspolyimide. Normalerweise sind diese Harze mit ungesättigten Gruppen an den Enden geringe relative molekulare Mass -Polyimide und dann bei der Anwendung durch ungesättigte Endgruppen polymerisiert.
(1) Polybismaleimid
Polybismaleimid wird durch Polykondensation von Maleinsanhydrid und aromatischem Diamin hergestellt. Es wird mit Polyimid verglichen, die Leistung ist nicht schlecht, aber der Syntheseprozess ist einfach, einfach nach der Verarbeitung, kostengünstige Kosten kann leicht zu einer Vielzahl von Verbundprodukten verarbeitet werden. Aber das gehärtete Material ist spröder.
(2) Buckminsterfullere-basierte Endgekleidungspolyimidharze
Eine der wichtigsten ist eine Klasse von PMR (zur Insitu -Polymerisation von Monomerreaktanten, Monomerreaktanten in situ Polymerisation) Polyimidharze, die vom NASA Lewis Research Center entwickelt wurden. Polyimidharze vom PMR-Typ ist eine Kombination von aromatischen Tetracarbonsäure-Dialkylester, aromatischen Diaminen und 5-Norbornen-2, 3-Dicarboxylsäure-Monoalkylestern, aromatischen Diaminen und 5-Norbornen-2, 3-Dicarboxylsäure-Monoalkylentern, aromatischen Diasminen und aromatischen Dimeniumen und aromatischen Dimeniumen 5-Norbornen-2, 3-Dicarboxylsäure-Monoalkylester. 3-dicarboxylsäure-Monomere wie Alkylester von aromatischen Tetracarbonsäuren, aromatischen Diaminen und Monoalkylester von 5-Norbornen-2, 3-DiCarboxylsäure werden in einem Alkylalkohol (z. direkt zur Imprägnieren von Fasern verwendet werden.
Unterklassen
Polyimide können in vier Kategorien unterteilt werden: Homophenylen PI, lösliches PI, Polyamid-Imid (PAI) und Polyetherimid (PEI).
Polyimide machining part2Polyimide machining part3Polyimide machining part4
In Bezug auf die Modifikation hat Polyimid eine Vielzahl von Möglichkeiten. Durch die Verbesserung der Modifikation können Glasfasern, Borfasern, Kohlenstofffasern und Metallflhiser hinzugefügt werden. Diese Verstärkung kann den linearen Expansion von Polyimid effektiv verringern, ihre Stärke verbessern und gleichzeitig die Kosten senken. Beispielsweise kann nach der Verbesserung des modifizierten Polyimids bei der Herstellung hochfestes Strukturkomponenten größere Lasten standhalten.
Die Füllstoffmodifikation dagegen verwendet anorganische Füllstoffe, Graphit-, Molybdän-Disulfid- oder Polytetrafluorethylen als Füllstoffe, was den selbstlubrizierenden Effekt verbessert und die Kosten senkt. Das Ko-Mingling-Gold ist auch eine wichtige Modifikationsmethode. Polyimid kann mit Epoxidharzen, Polyurethan, Polytetrafluorethylen und Polyether-Ether-Keton usw. zusammenarbeiten, um ein Material mit hervorragender Leistung zu bilden.
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Leistung
1, All-aromatisches Polyimid, das durch thermogravimetrische Analyse analysiert wird, liegt der Beginn seiner Zersetzungstemperatur im Allgemeinen bei 500 ° C. Polyimid, das durch Homophthalsäuredianhydrid und P-Phenylendiamin synthetisiert wurde, ist die thermische Zersetzungstemperatur von 600 ° C bisher eines der Polymere mit der höchsten thermischen Stabilität der Spezies.
2, Polyimid kann extrem niedrigen Temperaturen standhalten, wie -269 ℃ im flüssigen Helium ist nicht spröde.
3, Polyimid weist ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf, eine nicht gefüllte plastische Zugfestigkeit von mehr als 100 mPa, Polyimidfilm vom Hombenzol-Typ (Kapton) für mehr als 170 MPa, thermoplastische Polyimid (TPI) -Funkleinstärke von bis zu 261 kJ/m2. und Polyimid vom Biphenylen-Typ (upilex S) erreicht 400 mPa. als technische Kunststoffe. Elastizitätsmodul beträgt normalerweise 3-4GPa, die Faser kann nach theoretischen Berechnungen 200 gpa erreichen, Benzol-Tetracarbonsäure-Dianhydrid und p-Phenylendiamin-synthetisierte Fasern bis zu 500 GPa, zweitens nur zu Kohlefaser.
4, einige Sorten von Polyimid-Unlöslichen in organischen Lösungsmitteln, verdünnte Säurestabilität und allgemeinen Sorten sind nicht sehr resistent gegen die Hydrolyse, dies scheint ein Nachteil der Leistung des Polyimids zu sein von anderen Hochleistungspolymeren, ein sehr groß Das heißt, die alkalische Hydrolyse kann verwendet werden, um Rohstoffe wie Dianhydrid und Diamin zurückzugewinnen, wie beispielsweise für den Kapton -Film, die Erholungsrate von bis zu 80% -90%. Veränderung Die Struktur kann auch gegen Hydrolysesorten resistent werden, wie z. B. 120 ℃, 500 Stunden Kochen.
5, Polyimid hat ein breites Löslichkeitsspektrum gemäß der Struktur der verschiedenen Sorten sind in allen organischen Lösungsmitteln fast unlöslich, andere können in gemeinsamen Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran, Aceton, Chloroform und sogar Toluen und Methanol löslich sein.
6, der thermische Expansion von Polyimid in 2 × 10-5-3 × 10-5 / ℃, thermoplastischer Polyimid 3 × 10-5 / ℃, Biphenyl Typ bis zu 10-6 / ℃, einzelne Sorten bis zu 10- 7 / ℃.
7, Polyimid hat eine hohe Bestrahlungsbeständigkeit, sein Film in 5 × 109RAD Fast Electron Bestrahlungsfestigkeit Retentionsrate von 90%.
8, Polyimid hat gute dielektrische Eigenschaften, Dielektrizitätskonstante von 3,4. Dielektrischer Verlust von 10-3, dielektrische Stärke von 100-300 kV/mm, Volumenwiderstand von 1017 Ω-cm. Diese Eigenschaften in einem weiten Bereich von Temperaturen und Frequenzbereich können weiterhin auf hohem Niveau gehalten werden.
9, Polyimid ist ein selbsterkundiges Polymer, niedrige Rauchrate.
10, Polyimid in einem sehr hohen Vakuum unter sehr wenig Outgassing.
11, Polyimid ungiftig, kann verwendet werden, um Tabellengeschirr und medizinische Instrumente herzustellen und tausende Male Sterilisation standzuhalten. Einige Polyimid weist auch eine gute Biokompatibilität auf, z. B. im Blutkompatibilitätstest für nicht-hämolytische In-vitro-Zytotoxizitätstest für ungiftiges.
Polyimide machining part11
Typische Anwendungen umfassen:
(1) Teile mit geringer Reibungskoeffizient und Verschleißfestigkeit unter hoher Geschwindigkeit und hohem Druck;
(2) Teile mit hervorragender Beständigkeit gegen Kriechen oder plastische Verformung;
(3) ausgezeichnete Selbsthunger- oder Ölschmiermittelleistungsteile;
(4) hohe Temperatur und Druck unter den Flüssigkeitsdichtteilen;
(5) hohe Resistenz gegen Biegung, Dehnung und Widerstandsbeständigkeit mit hoher Aufprall;
(6) korrosionsbeständige, strahlungsbeständige, rostresistente Teile;
(7) langfristige Verwendung von Temperaturen von mehr als 300 ℃ oder mehr, kurzfristig bis zu 400 ~ 450 ℃ Teile;
(8) Hochtemperatur (mehr als 260 ℃) strukturelle Klebstoffe (modifizierte Epoxidharze, modifizierte Phenolharze, modifizierte Silikonklebstoffe und andere Temperaturwiderstand überschreiten 260 ° C nicht);
(9) Mikroelektronische Verpackung, Schutzpuffer-Schutzbeschichtung, Mehrschicht-Verbindungsstruktur der Zwischenschicht-Isolierung, dielektrischer Film, Chip-Oberflächen-Passivierung usw.
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Autor:

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