吹塑級(jí)是中空料,雖然可以吹出來薄膜但是薄膜是沒有橫向拉力的。
聚醚酰亞胺Polyetherimide,簡(jiǎn)稱PEI聚醚酰亞胺是由4,
4′-二氨基二苯醚或間(或?qū)Γ┍蕉放c2,2′-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶劑中經(jīng)加熱縮聚、成粉、亞胺化而制得。在上述方法中,又可分成多硝基取代法和多環(huán)縮聚過程。前者首先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),生成酰亞胺環(huán),然后進(jìn)行芳族親核硝基取代反應(yīng),形成柔性醚"鉸鏈"。后者是先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),然后進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),聚合物的生成工序是多環(huán)縮聚過程。PEI可用熔融縮聚法制備。這一方法從經(jīng)濟(jì)上,生態(tài)和技術(shù)的觀點(diǎn)來看,都是有發(fā)展前途的。由于該法不使用溶劑,聚合物中不會(huì)含有溶劑,這對(duì)加工和使用都有重要意義。PEI還可用連續(xù)法直接在擠出機(jī)制造。該法操作步驟是:起始化合物的混合物依次通過擠出機(jī)內(nèi)具有不同溫度的區(qū)域,由單體混合的低溫區(qū)移向最終產(chǎn)品溶融的高溫區(qū)。環(huán)化反應(yīng)生成的水,經(jīng)適當(dāng)?shù)目诳讖臄D出機(jī)中不斷排出,通常在擠出機(jī)的最后區(qū)域借助真空減壓抽出。從擠出機(jī)的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機(jī)內(nèi)直接使PEI和各種填料混合,制得以PEI為主的配混料。在這些方法中,溶液聚合是目前工業(yè)生產(chǎn)的方法。然而擠出機(jī)連續(xù)擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發(fā)成功,可以推向工業(yè)生產(chǎn)。
物化性能
1、全芳香聚酰亞胺按熱重分析,其開始分解溫度一般都在500℃左右。由聯(lián)苯二酐和對(duì)苯二胺合成的聚酰亞胺,熱分解溫度達(dá)到600℃,是迄今聚合物中熱穩(wěn)定性最高的品種之一。
2、聚酰亞胺可耐極低溫,如在-269℃的液態(tài)氦中不會(huì)脆裂。
3、聚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能,未填充的塑料的抗張強(qiáng)度都在100Mpa以上,均苯型聚酰亞胺的薄膜(Kapton)為170Mpa以上,而聯(lián)苯型聚酰亞胺(UpilexS)達(dá)到400Mpa。作為工程塑料,彈性膜量通常為3-4Gpa,纖維可達(dá)到200Gpa,據(jù)理論計(jì)算,均苯二酐和對(duì)苯二胺合成的纖維可達(dá)500Gpa,僅次于碳纖維。
4、一些聚酰亞胺品種不溶于有機(jī)溶劑,對(duì)稀酸穩(wěn)定,一般的品種不大耐水解,這個(gè)看似缺點(diǎn)的性能卻使聚酰亞胺有別于其他高性能聚合物的一個(gè)很大的特點(diǎn),即可以利用堿性水解回收原料二酐和二胺,例如對(duì)于Kapton薄膜,其回收率可達(dá)80%-90%。改變結(jié)構(gòu)也可以得到相當(dāng)耐水解的品種,如經(jīng)得起120℃,500小時(shí)水煮。
5、聚酰亞胺的熱膨脹系數(shù)在2×10-5-3×10-5℃,廣成熱塑性聚酰亞胺3×10-5℃,聯(lián)苯型可達(dá)10-6℃,個(gè)別品種可達(dá)10-7℃。
6、聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能,其薄膜在5×109rad快電子輻照后強(qiáng)度保持率為90%。
7、聚酰亞胺具有良好的介電性能,介電常數(shù)為3.4左右,引入氟,或?qū)⒖諝饧{米尺寸分散在聚酰亞胺中,介電常數(shù)可以降到2.5左右。介電損耗為10-3,介電強(qiáng)度為100-300KV/mm,廣成熱塑性聚酰亞胺為300KV/mm,體積電阻為1017Ω/cm。這些性能在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)仍能保持在較高的水平。
8、聚酰亞胺是自熄性聚合物,發(fā)煙率低。
9、聚酰亞胺在極高的真空下放氣量很少。
10、聚酰亞胺無毒,可用來制造餐具和醫(yī)用器具,并經(jīng)得起數(shù)千次消毒。有一些聚酰亞胺還具有很好的生物相容性,例如,在血液相容性實(shí)驗(yàn)為非溶血性,體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)為無毒。注塑工藝聚醚酰亞胺可用注塑和擠出成型,且易后處理和用膠粘劑與各種焊接法同其它材料接合。由于熔融流動(dòng)性好,通過注塑成型可以制取形狀復(fù)雜的零件。加工前須在150℃充分干燥4小時(shí),注塑溫度為337~427℃,模具溫度為65~117℃。YS30的注塑條件如下:預(yù)熱150℃,4小時(shí)料筒溫度:前段300~320℃后段330~410℃注塑壓力60~100MPa保壓時(shí)間5~30秒冷卻時(shí)間5~30秒。應(yīng)用范圍聚酰亞胺品種繁多、形式多樣,在合成上具有多種途徑,因此可以根據(jù)各種應(yīng)用目的進(jìn)行選擇,這種合成上的易變通性也是其他高分子所難以具備的。
1、聚酰亞胺主要由二元酐和二元胺合成,這兩種單體與眾多其他雜環(huán)聚合物,如聚苯并咪唑、聚苯并啞唑、聚苯并噻唑、聚喹啞啉和聚喹啉等單體比較,原料來源廣,合成也較容易。二酐、二胺品種繁多,不同的組合就可以獲得不同性能的聚酰亞胺。
2、聚酰亞胺可以由二酐和二胺在極性溶劑,如DMF,DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶劑中先進(jìn)行低溫縮聚,獲得可溶的聚酰胺酸,成膜或紡絲后加熱至300℃左右脫水成環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)榫埘啺?;也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺類催化劑,進(jìn)行化學(xué)脫水環(huán)化,得到聚酰亞胺溶液和粉末。二胺和二酐還可以在高沸點(diǎn)溶劑,如酚類溶劑中加熱縮聚,一步獲得聚酰亞胺。此外,還可以由四元酸的二元酯和二元胺反應(yīng)獲得聚酰亞胺;也可以由聚酰胺酸先轉(zhuǎn)變?yōu)榫郛愼啺?,然后再轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺。這些方法都為加工帶來方便,前者稱為PMR法,可以獲得低粘度、高固量溶液,在加工時(shí)有一個(gè)具有低熔體粘度的窗口,特別適用于復(fù)合材料的制造;后者則增加了溶解性,在轉(zhuǎn)化的過程中不放出低分子化合物。3、只要二酐(或四酸)和二胺的純度合格,不論采用何種縮聚方法,都很容易獲得足夠高的分子量,加入單元酐或單元胺還可以很容易的對(duì)分子量進(jìn)行調(diào)控。4、以二酐(或四酸)和二胺縮聚,只要達(dá)到一等摩爾比,在真空中熱處理,可以將固態(tài)的低分子量預(yù)聚物的分子量大幅度的提高,從而給加工和成粉帶來方便。5、很容易在鏈端或鏈上引入反應(yīng)基團(tuán)形成活性低聚物,從而得到熱固性聚酰亞胺。
6、利用聚酰亞胺中的羧基,進(jìn)行酯化或成鹽,引入光敏基團(tuán)或長(zhǎng)鏈烷基得到雙親聚合物,可以得到光刻膠或用于LB膜的制備。
7、一般的合成聚酰亞胺的過程不產(chǎn)生無機(jī)鹽,對(duì)于絕緣材料的制備特別有利。
8、作為單體的二酐和二胺在高真空下容易升華,因此容易利用氣相沉積法在工件,特別是表面凹凸不平的器件上形成聚酰亞胺薄膜。聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的綜合平衡性能,卓有成效地應(yīng)用于電子、電機(jī)和航空等工來部門,并用作傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品的金屬代用材料。在電器、電子工業(yè)部門,聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得了廣泛的應(yīng)用,包括強(qiáng)度高和尺寸穩(wěn)定的連接件、普通和微型繼電器外殼、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度密光纖元件。特別引人注目的是,用它取代金屬制造光纖連接器,可使元件結(jié)構(gòu)最佳化,簡(jiǎn)化其制造和裝配步驟,保持更精確的尺寸,從而保證最終產(chǎn)品的成本降低約40%。耐沖擊性板材Ultem1613用于制飛機(jī)的各種零部件,如舷窗、機(jī)頭部部件、座件*背、內(nèi)壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。PEI和碳纖維組成的復(fù)合材料已用于最新直升飛機(jī)各種部件的結(jié)構(gòu)。利用其優(yōu)良的機(jī)械特性、耐熱特性和耐化學(xué)藥品特性,PEI被用于汽車領(lǐng)域,如用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、控制汽車艙室外部溫度的傳感器(空調(diào)溫度傳感器)和控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器(有效燃燒溫度傳感器)。
此外,PEI還可用作耐高溫潤(rùn)滑油侵蝕的真空泵葉輪、在180℃操作的蒸鎦器的磨口玻璃接頭(承接口)、非照明的防霧燈的反射鏡。聚醚酰亞胺泡沫塑料,用作運(yùn)輸機(jī)械飛機(jī)等的絕熱和隔音材料。PEI耐水解性優(yōu)良,因此用作醫(yī)療外科手術(shù)器械的手柄、托盤、夾具、假肢、醫(yī)用燈反射鏡和牙科用具。在食品工業(yè)中,用作產(chǎn)品包裝和微波爐的托盤。PEI兼具優(yōu)良的高溫機(jī)械性能和耐磨性,故可用于制造輸水管轉(zhuǎn)向閥的閥件。由于具有很高的強(qiáng)度、柔韌性和耐熱性,PEI是優(yōu)良的涂層和成膜材料,能形成適用于電子工業(yè)的涂層和薄膜,并可用于制造孔徑<0.1μm、具有高滲透性的微孔隔膜。還可用作耐高溫膠粘劑和高強(qiáng)度纖維等。
開發(fā)動(dòng)向國(guó)外聚醚酰亞胺主要是美國(guó)通用電器公司生產(chǎn)銷售。目前發(fā)展趨勢(shì)在于提高耐熱性,為此引入對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)和與其它特種工程塑料組成合金,為提高PEI機(jī)械強(qiáng)度,而采用PC、PA等工程塑料組成合金。聚合工藝方面正在開發(fā)雙螺桿連續(xù)擠出聚合反應(yīng)技術(shù),預(yù)計(jì)不久將會(huì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)
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