โพลิอิไมด์ซึ่งเป็นวัสดุโพลิเมอร์รอบด้านได้กระตุ้นความสนใจของสถาบันวิจัยหลายแห่งในจีน และบริษัทบางแห่งก็เริ่มผลิตเช่นกัน ซึ่งเป็นวัสดุโพลิอิไมด์ของเราเอง
I. ภาพรวม
ในฐานะที่เป็นวัสดุวิศวกรรมพิเศษ โพลิอิไมด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบิน การบินและอวกาศ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ นาโนเมตร ผลึกเหลว เยื่อแยก เลเซอร์ และสาขาอื่นๆเมื่อเร็ว ๆ นี้ ประเทศต่าง ๆ กำลังแสดงรายการการวิจัย การพัฒนา และการใช้ประโยชน์โพลิอิไมด์ในฐานะหนึ่งในพลาสติกวิศวกรรมที่มีแนวโน้มมากที่สุดในศตวรรษที่ 21Polyimide เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่นในด้านประสิทธิภาพและการสังเคราะห์ ไม่ว่าจะใช้เป็นวัสดุโครงสร้างหรือเป็นวัสดุที่ใช้งานได้ โอกาสในการใช้งานจำนวนมากจึงได้รับการยอมรับอย่างเต็มที่ และเป็นที่รู้จักในฐานะ "ผู้เชี่ยวชาญด้านการแก้ปัญหา" ( ตัวแก้ปัญหา protion ) และเชื่อว่า “หากไม่มีโพลิอิไมด์ ก็จะไม่มีเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ในวันนี้”
ประการที่สองประสิทธิภาพของโพลีอิไมด์
1. จากการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริกของโพลิอิไมด์อะโรมาติกเต็มที่ อุณหภูมิการสลายตัวโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 500°Cพอลิอิไมด์ที่สังเคราะห์จากไบฟีนิลไดแอนไฮไดรด์และ p-ฟีนิลีนไดเอมีนมีอุณหภูมิการสลายตัวเนื่องจากความร้อนที่ 600°C และเป็นหนึ่งในโพลิเมอร์ที่เสถียรทางความร้อนมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน
2. Polyimide สามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำมาก เช่น ในฮีเลียมเหลวที่อุณหภูมิ -269°C จะไม่เปราะ
3. โพลิอิไมด์มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมความต้านทานแรงดึงของพลาสติกที่ไม่ได้เติมนั้นสูงกว่า 100Mpa ฟิล์ม (Kapton) ของโฮโมฟีนิลีนโพลีอิไมด์สูงกว่า 170Mpa และโพลีอิไมด์ประเภทไบฟีนิล ( UpilexS) สูงถึง 400Mpaในฐานะที่เป็นพลาสติกวิศวกรรม ปริมาณของฟิล์มยืดหยุ่นมักจะอยู่ที่ 3-4Gpa และเส้นใยสามารถเข้าถึง 200Gpaตามการคำนวณทางทฤษฎี เส้นใยที่สังเคราะห์โดยพาทาลิกแอนไฮไดรด์และพี-ฟีนิลีนไดเอมีนสามารถเข้าถึง 500Gpa ซึ่งเป็นรองจากคาร์บอนไฟเบอร์เท่านั้น
4. โพลิอิไมด์บางชนิดไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์และมีความเสถียรต่อกรดเจือจางพันธุ์ทั่วไปไม่ทนต่อการไฮโดรไลซิสข้อบกพร่องที่ดูเหมือนจะทำให้โพลิอิไมด์แตกต่างจากโพลิเมอร์ประสิทธิภาพสูงอื่นๆลักษณะเฉพาะคือไดแอนไฮไดรด์ของวัตถุดิบและไดเอมีนสามารถกู้คืนได้โดยการไฮโดรไลซิสด้วยด่างตัวอย่างเช่น สำหรับฟิล์ม Kapton อัตราการกู้คืนสามารถเข้าถึง 80%-90%การเปลี่ยนโครงสร้างยังสามารถได้พันธุ์ที่ทนต่อการไฮโดรไลซิสเช่นทนต่อ 120 ° C, 500 ชั่วโมงของการเดือด
5. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของโพลีอิไมด์คือ 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, Guangcheng เทอร์โมพลาสติกโพลีอิไมด์คือ 3 × 10-5 ℃, ชนิดไบฟีนิลสามารถเข้าถึง 10-6 ℃, แต่ละพันธุ์สามารถสูงถึง 10- 7°ซ.
6. โพลิอิไมด์มีความทนทานต่อรังสีสูง และฟิล์มมีอัตราการคงความแข็งแรงอยู่ที่ 90% หลังจากการฉายรังสีอิเล็กตรอนเร็ว 5×109rad
7. โพลิอิไมด์มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีโดยมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกประมาณ 3.4ด้วยการแนะนำฟลูออรีนหรือการกระจายนาโนเมตรของอากาศในโพลีอิไมด์ ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกจะลดลงเหลือประมาณ 2.5การสูญเสียอิเล็กทริกคือ 10-3, ความเป็นฉนวนคือ 100-300KV/มม., โพลีอิไมด์เทอร์โมพลาสติก Guangcheng คือ 300KV/มม., ความต้านทานต่อปริมาตรคือ1017Ω/ซม.คุณสมบัติเหล่านี้ยังคงอยู่ในระดับสูงในช่วงอุณหภูมิและช่วงความถี่ที่กว้าง
8. Polyimide เป็นโพลิเมอร์ที่ดับไฟได้เองและมีควันต่ำ
9. Polyimide มีการรั่วไหลออกมาน้อยมากภายใต้สุญญากาศที่สูงมาก
10. Polyimide ไม่เป็นพิษ สามารถใช้ทำเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารและอุปกรณ์ทางการแพทย์ และสามารถทนต่อการฆ่าเชื้อได้หลายพันครั้งโพลิอิไมด์บางชนิดยังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีด้วย ตัวอย่างเช่น พวกมันไม่ทำลายเม็ดเลือดแดงในการทดสอบความเข้ากันได้ของเลือดและไม่เป็นพิษในการทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์ในหลอดทดลอง
3. การสังเคราะห์หลายวิธี:
โพลิอิไมด์มีหลายชนิดและหลายรูปแบบ และมีหลายวิธีในการสังเคราะห์ ดังนั้นจึงสามารถเลือกได้ตามวัตถุประสงค์การใช้งานที่หลากหลายความยืดหยุ่นในการสังเคราะห์ประเภทนี้ยังเป็นเรื่องยากสำหรับโพลิเมอร์ชนิดอื่นที่จะมี
1. โพลิอิไมด์ส่วนใหญ่สังเคราะห์จากไดเบสิกแอนไฮไดรด์และไดเอมีนโมโนเมอร์ทั้งสองนี้รวมกับโพลิเมอร์เฮเทอโรไซคลิกอื่นๆ เช่น พอลิเบนซิมิดาโซล, พอลิเบนซิมิดาโซล, พอลิเบนโซไทอาโซล, พอลิควิโนน เมื่อเปรียบเทียบกับโมโนเมอร์ เช่น ฟีโนลีนและพอลิควิโนลีน แหล่งที่มาของวัตถุดิบมีมากมาย และการสังเคราะห์ก็ค่อนข้างง่ายเช่นกันมีไดแอนไฮไดรด์และไดเอมีนหลายชนิด และพอลิอิไมด์ที่มีคุณสมบัติต่างกันสามารถรับได้จากการผสมที่ต่างกัน
2. พอลิอิไมด์สามารถควบแน่นได้ที่อุณหภูมิต่ำโดยไดแอนไฮไดรด์และไดเอมีนในตัวทำละลายที่มีขั้ว เช่น DMF, DMAC, NMP หรือ THE/เมทานอล เพื่อให้ได้กรดโพลิแอมิกที่ละลายน้ำได้ หลังจากการสร้างฟิล์มหรือการปั่นให้ความร้อนประมาณ 300°C สำหรับ การคายน้ำและการหมุนเวียนเป็นโพลีอิไมด์อะซิติกแอนไฮไดรด์และตัวเร่งปฏิกิริยาเอมีนระดับตติยภูมิยังสามารถถูกเติมลงในกรดพอลิอะมิกสำหรับการคายน้ำทางเคมีและการเกิดปฏิกิริยาเป็นวงรอบเพื่อให้ได้สารละลายและผงพอลิอิไมด์ไดอามีนและไดแอนไฮไดรด์ยังสามารถถูกทำให้ร้อนและควบแน่นในตัวทำละลายที่มีจุดเดือดสูง เช่น ตัวทำละลายฟีนอล เพื่อให้ได้โพลีอิไมด์ในขั้นตอนเดียวนอกจากนี้ โพลีอิไมด์ยังสามารถได้รับจากปฏิกิริยาของเอสเทอร์กรดไดเบสิกและไดเอมีนนอกจากนี้ยังสามารถแปลงจากกรดโพลีอะมิกเป็นโพลีไอโซอิไมด์ก่อน แล้วจึงเปลี่ยนเป็นโพลีอิไมด์วิธีการเหล่านี้ล้วนนำมาซึ่งความสะดวกสบายในการประมวลผลวิธีแรกเรียกว่าวิธี PMR ซึ่งสามารถรับสารละลายที่มีความหนืดต่ำ ของแข็งสูง และมีหน้าต่างที่มีความหนืดหลอมต่ำในระหว่างการประมวลผล ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตวัสดุผสมเพิ่มขึ้นอย่างหลัง เพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลาย จะไม่มีการปล่อยสารประกอบโมเลกุลต่ำในระหว่างกระบวนการแปลง
3. ตราบเท่าที่มีความบริสุทธิ์ของไดแอนไฮไดรด์ (หรือเตตระแอซิด) และไดเอมีน ไม่ว่าจะใช้วิธีโพลีคอนเดนเซชันแบบใด มันก็เป็นเรื่องง่ายที่จะได้น้ำหนักโมเลกุลที่สูงเพียงพอ และน้ำหนักโมเลกุลสามารถปรับได้ง่ายโดยการเพิ่มหน่วยแอนไฮไดรด์หรือ หน่วยเอมีน
4. โพลีคอนเดนเซชันของไดแอนไฮไดรด์ (หรือเตตระแอซิด) และไดเอมีน ตราบใดที่อัตราส่วนโมลาร์ถึงอัตราส่วนเท่ากัน การอบชุบด้วยความร้อนในสุญญากาศจะสามารถเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลของพรีโพลิเมอร์น้ำหนักโมเลกุลต่ำที่เป็นของแข็งได้อย่างมาก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงกระบวนการแปรรูปและการขึ้นรูปผงมาสะดวก.
5. เป็นเรื่องง่ายที่จะแนะนำกลุ่มปฏิกิริยาที่ปลายโซ่หรือสายโซ่เพื่อสร้างโอลิโกเมอร์ที่แอคทีฟ ดังนั้นจึงได้รับเทอร์โมเซตติงโพลีอิไมด์
6. ใช้หมู่คาร์บอกซิลในโพลีอิไมด์เพื่อดำเนินการเอสเทอริฟิเคชันหรือการก่อตัวของเกลือ และแนะนำหมู่ไวแสงหรือหมู่อัลคิลสายยาวเพื่อให้ได้แอมฟิฟิลิกโพลิเมอร์ ซึ่งสามารถใช้เพื่อรับโฟโตเรสซิสต์หรือใช้ในการเตรียมฟิล์ม LB
7. กระบวนการทั่วไปในการสังเคราะห์พอลิอิไมด์ไม่ก่อให้เกิดเกลืออนินทรีย์ ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการเตรียมวัสดุฉนวน
8. ไดแอนไฮไดรด์และไดเอมีนเป็นโมโนเมอร์นั้นง่ายต่อการระเหิดภายใต้สุญญากาศสูง ดังนั้นจึงง่ายต่อการขึ้นรูปโพลิอิไมด์ฟิล์มบนชิ้นงาน โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่มีพื้นผิวไม่เรียบ โดยการสะสมตัวของไอระเหย
เวลาโพสต์: ก.พ.-06-2023