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1、聚酰亞胺pptCONTENTS目錄聚酰亞胺的發(fā)展簡(jiǎn)史1聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)與合成2聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)與性能3聚酰亞胺的性能與應(yīng)用4聚酰亞胺的研究進(jìn)展5首次合成Bogert和IRenshaw以4-氨基鄰苯二甲酸酐或4-氨基鄰苯二甲酸二甲酯開(kāi)展分子內(nèi)縮聚反應(yīng),制得了芳香族聚酰亞胺。1908年開(kāi)始推廣應(yīng)用1955年美國(guó)DuPont公司Edwards與Robison申請(qǐng)了世界上第一篇有關(guān)聚酰亞胺在材料應(yīng)用方面的專(zhuān)利40至50年代實(shí)現(xiàn)商品化1961年杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二配的縮合反應(yīng),用二步法工藝合成了聚均苯四甲酰亞胺薄膜(Kapton),并于1961年正式實(shí)現(xiàn)了PI的工業(yè)化。196
2、9年法國(guó)羅納-普朗克公司(Rhone-Poulene)首先開(kāi)發(fā)成功雙馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚體(Kerimid601),它是先進(jìn)復(fù)合材料的理想基體樹(shù)脂。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)在70年代研制成功的PMR熱固性聚酰亞胺樹(shù)脂較好地解決了材料難于加工的問(wèn)題。60至80年代80年代以來(lái)聚酰亞胺的發(fā)展簡(jiǎn)史1蓬勃發(fā)展階段提高耐熱性NASA研究出的苯并口惡唑酰亞胺薄膜材料熱分解溫度為600℃,在460℃加熱4h,失重僅為1.878%,在航空航天領(lǐng)域有很大用途。改善不熔性改變線膨脹系數(shù)......聚酰亞胺的發(fā)展簡(jiǎn)史1美、日、法等國(guó)從1965年開(kāi)始研究,聚可溶性聚酰亞胺的耐熱性一般,但是可以提高其溶
3、解性,同時(shí)可熔融成型,有效降低了成本。絕緣性能優(yōu)良,可用于電子工業(yè)。日本宇部興產(chǎn)公司先后發(fā)展了聚聯(lián)苯四甲酰亞胺UpilexR和Upilexs,其薄膜制品的線漲系數(shù),達(dá)到接近單晶硅和金屬銅的線漲系數(shù),成為覆銅箔薄膜的最佳選材,可廣泛應(yīng)用于柔性印刷線路版,是聚酰亞胺電子薄膜劃時(shí)代的巨大進(jìn)步。聚酰亞胺(Polyimide,PI)是指高分子主鏈上含有亞胺環(huán)的一類(lèi)高聚物,由含二胺和二酐的化合物經(jīng)逐步聚合制備,結(jié)構(gòu)式如圖所示例如:當(dāng)聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)與合成2聚酰亞胺(PI)是一族聚合物的總稱(chēng),理論上它們可以由任何一種二酐和二胺,在一種適宜的溶劑里合成;分子特征為主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類(lèi)聚合
4、物,其中以含有酞酰亞胺結(jié)構(gòu)的聚合物最為重要。反應(yīng)通式如下:聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)與合成2例如:當(dāng)聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)與合成2聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)與性能3含氮五元雜環(huán)芳雜環(huán)芳雜環(huán)的共軛效應(yīng)高耐熱性、熱穩(wěn)定性、高力學(xué)性能(高溫下保持率很高)含氮五元雜環(huán)和芳雜環(huán)分子鏈剛性大分子間作用力強(qiáng)聚酰亞胺的性能與應(yīng)用4拉伸、彎曲、壓縮強(qiáng)度較高;突出的抗蠕變性,尺寸穩(wěn)定性。a.力學(xué)性能:主鏈鍵能大,不易斷裂分解,耐高溫。耐低溫性好,很低的熱膨脹系數(shù)b.熱性能:優(yōu)良的電絕緣性能。偶極損耗小,耐電弧暈性突出,介電強(qiáng)度高,隨頻率變化小c.電性能:d.耐化學(xué)藥品性:e.耐輻射性:耐油、有機(jī)溶劑酸強(qiáng)氧化劑作用下,發(fā)生
5、氧化降解,不耐堿。堿和過(guò)熱水蒸氣作用下,發(fā)生水解經(jīng)射線照射后,強(qiáng)度下降很小。自熄性聚合物,發(fā)煙率低2013年3月7日,全球首家,也是唯一一家軼綸生產(chǎn)商——長(zhǎng)春高琦聚酰亞胺材料有限公司在北京主辦了一場(chǎng)特殊的內(nèi)部品鑒會(huì),向國(guó)內(nèi)主流戶(hù)外媒體發(fā)布了Orwonderils世界首款聚酰亞胺纖維套絨戶(hù)外沖鋒衣。特點(diǎn):金黃色,纖維本身的顏色保暖且火燒不著防風(fēng)、防水系數(shù)的都是目前市面上最高的使用透濕膜,使?jié)駳庋杆倥懦?,不產(chǎn)生憋悶感纖維:彈性模量?jī)H次于碳纖維,作為高溫介質(zhì)及放射性物質(zhì)的過(guò)濾材料和防彈、防火織物。聚酰亞胺在航空航天中的應(yīng)用圖2為美國(guó)AEC-Able公司研制的20m太陽(yáng)帆樣機(jī),由伸展臂
6、和4塊薄膜構(gòu)成。薄膜采用LaRC-CPI熱塑性聚酰亞胺復(fù)合材料,厚3.5μm。熱塑性聚酰亞胺復(fù)合材料在美國(guó)的超音速飛機(jī)計(jì)劃中也得到了應(yīng)用。NASA在1994年開(kāi)始超音速飛機(jī)研究,飛行時(shí)表面溫度為177℃,要求使用壽命為60000h?,F(xiàn)有的高溫樹(shù)脂基復(fù)合材料無(wú)法滿(mǎn)足超音速飛機(jī),已確定50%的結(jié)構(gòu)材料為以熱塑性聚酰亞胺為基體樹(shù)脂的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,每架飛機(jī)的用量約為30t。下圖為波音公司采用IM7/PETI-5材料制造的機(jī)身夾芯板。中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭的氣動(dòng)機(jī)葉片中采用了碳纖維增強(qiáng)的熱塑性聚酰亞胺復(fù)合材料,該材料在低溫、高速、干摩擦和高磨損等惡劣工作條件下表
7、現(xiàn)優(yōu)異,為長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭成功完成“嫦娥一號(hào)”探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射做出了重要貢獻(xiàn)。圖為長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭。國(guó)內(nèi)聚酰亞胺在航空航天中的應(yīng)用現(xiàn)狀在微電子器件中的應(yīng)用:用作介電層進(jìn)行層間絕緣,作為緩沖層可以減少應(yīng)力、提高成品率。作為保護(hù)層可以減少環(huán)境對(duì)器件的影響,還可以對(duì)a-粒子起屏蔽作用,減少或消除器件的軟誤差液晶顯示用的取向排列劑:聚酰亞胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未來(lái)的鐵電液晶顯示器的取向劑材料方面都占有十分重要的地位。電-光材料:用作無(wú)源或有源波導(dǎo)材料光學(xué)開(kāi)關(guān)材料等,含氟的