簡介
編輯聚醋亞諾(有時縮寫為PI)是一種含有酰亞胺基團的聚合物,屬于高性能塑料類。 憑借其高耐熱性,聚酰亞胺在要求堅固有機材料的角色中享有廣泛的應用。 一種經典的聚酰亞胺是 Kapton,它是由均苯四酸二酐和 4,4'-氧二苯胺縮合而成。
歷史
編輯Bogart 和 Renshaw 于 1908 年發現了xxx個聚酰亞胺。 他們發現 4-氨基鄰苯二甲酸酐在加熱時不會熔化,但會在形成高分子量聚酰亞胺時釋放水。 xxx個半脂肪族聚酰亞胺是由愛德華和羅賓遜通過二胺和四酸或二胺和二酸/二酯的熔融融合制備的。
然而,xxx個具有重要商業重要性的聚酰亞胺——Kapton——是在 1950 年代由杜邦的工人開創的,他們開發了一條成功的合成高分子量聚酰亞胺的途徑,涉及可溶性聚合物前體。 直到今天,這條路線仍然是大多數聚酰亞胺生產的主要路線。 聚酰亞胺自 1955 年開始大規模生產。
分類
編輯根據其主鏈的組成,聚酰亞胺可以是:
- 脂肪族,
- 半芳香族(也稱為脂肪族),
- 芳香族:這些是最常用的聚酰亞胺,因為它們具有熱穩定性。
根據主鏈之間相互作用的類型,聚酰亞胺可以是:
綜合
編輯有幾種方法可以制備聚酰亞胺,其中包括:
- 二酐和二胺之間的反應(最常用的方法)。
- 二酐和二異氰酸酯之間的反應。
二胺和二酐的聚合可以通過首先制備聚(酰氨基羧酸)的兩步法進行,也可以直接通過一步法進行。 兩步法是聚酰亞胺合成中使用最廣泛的方法。 首先制備可溶性聚(酰胺基羧酸)(2),其在第二步進一步加工后環化成聚酰亞胺(3)。 兩步法是必要的,因為最終的聚酰亞胺由于其芳族結構在大多數情況下是不熔和不溶的。
用作這些材料前體的二酐包括苯均四酸二酐、苯醌四羧酸二酐和萘四羧酸二酐。 常見的二胺結構單元包括 4,4'-二氨基二苯醚 (DAPE)、間苯二胺 (MDA) 和 3,3-二氨基二苯甲烷。 已經檢查了數百種二胺和二酐以調整這些材料的物理特性,尤其是加工特性。 由于平面亞基之間的電荷轉移相互作用,這些材料往往不溶并且具有高軟化溫度。
分析
亞胺化反應可以通過紅外光譜進行跟蹤。 紅外光譜在反應過程中的特征是聚(酰胺酸)在 3400 至 2700 cm?1(OH 拉伸)、~1720 和 1660(酰胺 C=O)和~1535 cm?1( C-N 拉伸)。 同時,可以在 ~1780(C=O 不對稱)、~1720(C=O 對稱)、~1360(C-N 拉伸)以及~1160 和 745 cm?1( 酰亞胺環變形)。?‖聚酰亞胺、碳化聚酰亞胺和石墨化聚酰亞胺的詳細分析已有報道。
屬性
編輯熱固性聚酰亞胺以熱穩定性、良好的耐化學性、優異的機械性能和特有的橙色/黃色而著稱。 與石墨或玻璃纖維增強材料復合的聚酰胺具有高達 340 MPa (49,000 psi) 的彎曲強度和 21,000 MPa (3,000,000 psi) 的彎曲模量。
熱固性聚合物基體聚酰亞胺表現出非常低的蠕變和高拉伸強度。 這些特性在連續使用高達 232 °C (450 °F) 的溫度和短時間偏移高達 704 °C (1,299 °F) 的溫度期間保持不變。 模塑聚酰亞胺部件和層壓板具有非常好的耐熱性。 此類部件和層壓板的正常工作溫度范圍從低溫到超過 260 °C (500 °F)。 聚醋亞硝還具有固有的耐火焰燃燒性,通常不需要與阻燃劑混合。 大多數都具有 VTM-0 的 UL 等級。 聚酰胺層壓板在 249°C (480°F) 下的彎曲強度半衰期為 400 小時。
典型的聚酰亞胺部件不受常用溶劑和油的影響——包括碳氫化合物、酯類、醚類、酒精和氟利昂。
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