Deunydd perfformiad uchel - polyimide (1)

Mae polyimide, yr holl-rounder mewn deunyddiau polymer, wedi ennyn diddordeb llawer o sefydliadau ymchwil yn Tsieina, ac mae rhai mentrau hefyd wedi dechrau cynhyrchu - ein deunydd polyimide ein hunain.
I. Gorolwg
Fel deunydd peirianneg arbennig, mae polyimide wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn awyrennau, awyrofod, microelectroneg, nanomedr, crisial hylifol, pilen gwahanu, laser a meysydd eraill.Yn ddiweddar, mae gwledydd yn rhestru ymchwil, datblygiad a defnyddpolyimidefel un o'r plastigau peirianneg mwyaf addawol yn yr 21ain ganrif.Polyimide, oherwydd ei nodweddion rhagorol mewn perfformiad a synthesis, p'un a yw'n cael ei ddefnyddio fel deunydd strwythurol neu fel deunydd swyddogaethol, mae ei ragolygon cymhwysiad enfawr wedi'u cydnabod yn llawn, ac fe'i gelwir yn "arbenigwr datrys problemau" (datryswr protion). ), ac yn credu “heb polyimide, ni fyddai unrhyw dechnoleg microelectroneg heddiw”.

Yn ail, perfformiad polyimide
1. Yn ôl y dadansoddiad thermogravimetric o polyimide cwbl aromatig, mae ei dymheredd dadelfennu yn gyffredinol tua 500 ° C.Mae gan polyimide wedi'i syntheseiddio o deuffenyl dianhydride a p-phenylenediamine dymheredd dadelfennu thermol o 600 ° C ac mae'n un o'r polymerau mwyaf sefydlog yn thermol hyd yn hyn.
2. Gall polyimide wrthsefyll tymheredd hynod o isel, megis mewn heliwm hylif ar -269 ° C, ni fydd yn frau.
3. Polyimidemae ganddo briodweddau mecanyddol rhagorol.Mae cryfder tynnol plastigau heb eu llenwi yn uwch na 100Mpa, mae'r ffilm (Kapton) o polyimide homophenylene yn uwch na 170Mpa, a polyimide math deuffenyl (UpilexS) hyd at 400Mpa.Fel plastig peirianneg, mae maint y ffilm elastig fel arfer yn 3-4Gpa, a gall y ffibr gyrraedd 200Gpa.Yn ôl cyfrifiadau damcaniaethol, gall y ffibr wedi'i syntheseiddio gan anhydride ffthalic a p-phenylenediamine gyrraedd 500Gpa, yn ail yn unig i ffibr carbon.
4. Mae rhai mathau polyimide yn anhydawdd mewn toddyddion organig ac yn sefydlog i asidau gwanhau.Nid yw mathau cyffredinol yn gallu gwrthsefyll hydrolysis.Mae'r diffyg hwn i bob golwg yn gwneud polyimide yn wahanol i bolymerau perfformiad uchel eraill.Y nodwedd yw y gellir adennill y deunydd crai dianhydride a diamine trwy hydrolysis alcalïaidd.Er enghraifft, ar gyfer ffilm Kapton, gall y gyfradd adennill gyrraedd 80% -90%.Gall newid y strwythur hefyd gael mathau eithaf gwrthsefyll hydrolysis, megis gwrthsefyll 120 ° C, 500 awr o ferwi.
5. Cyfernod ehangu thermol polyimide yw 2 × 10-5 －3 × 10-5 ℃, polyimide thermoplastig Guangcheng yw 3 × 10-5 ℃, gall math deuffenyl gyrraedd 10-6 ℃, gall mathau unigol fod hyd at 10- 7°C.
6. Mae gan polyimide ymwrthedd ymbelydredd uchel, ac mae gan ei ffilm gyfradd cadw cryfder o 90% ar ôl arbelydru electronau cyflym 5 × 109rad.
7. Polyimidemae ganddo briodweddau dielectrig da, gyda chysonyn dielectrig o tua 3.4.Trwy gyflwyno fflworin neu wasgaru nanometrau aer mewn polyimide, gellir lleihau'r cysonyn dielectrig i tua 2.5.Colled dielectrig yw 10-3, cryfder dielectrig yw 100-300KV/mm, polyimide thermoplastig Guangcheng yw 300KV/mm, ymwrthedd cyfaint yw 1017Ω/cm.Mae'r eiddo hyn yn parhau i fod ar lefel uchel dros ystod tymheredd eang ac ystod amlder.
8. Mae polyimide yn bolymer hunan-ddiffodd gyda chyfradd mwg isel.
9. Ychydig iawn o outgassing polyimide o dan wactod hynod o uchel.
10. Nid yw polyimide yn wenwynig, gellir ei ddefnyddio i wneud llestri bwrdd ac offer meddygol, a gall wrthsefyll miloedd o ddiheintiadau.Mae gan rai polyimidau fiogydnawsedd da hefyd, er enghraifft, nid ydynt yn hemolytig yn y prawf cydnawsedd gwaed ac nid ydynt yn wenwynig yn y prawf sytowenwyndra in vitro.

3. Ffyrdd lluosog o synthesis:
Mae yna lawer o fathau a ffurfiau o polyimide, ac mae yna lawer o ffyrdd i'w syntheseiddio, felly gellir ei ddewis yn unol â gwahanol ddibenion cymhwyso.Mae'r math hwn o hyblygrwydd mewn synthesis hefyd yn anodd i bolymerau eraill ei feddu.

1. Polyimideyn cael ei syntheseiddio yn bennaf o anhydridau dibasic a diamines.Mae'r ddau fonomer hyn wedi'u cyfuno â llawer o bolymerau heterocyclic eraill, megis polybenzimidazole, polybenzimidazole, polybenzothiazole, polyquinone O'i gymharu â monomerau megis ffenolin a polyquinoline, mae ffynhonnell deunyddiau crai yn eang, ac mae'r synthesis hefyd yn gymharol hawdd.Mae yna lawer o fathau o ddianhydrides a diamines, a gellir cael polyimidau â gwahanol briodweddau trwy gyfuniadau gwahanol.
2. Gall polyimide gael ei polycondensed ar dymheredd isel gan dianhydride a diamine mewn hydoddydd pegynol, megis DMF, DMAC, NMP neu THE/methanol toddydd cymysg, i gael asid polyamig hydawdd, ar ôl ffurfio ffilm neu nyddu Gwresogi i tua 300 ° C ar gyfer dadhydradu a cyclization i polyimide;gellir hefyd ychwanegu anhydrid asetig a chatalyddion amin trydyddol at asid polyamig ar gyfer dadhydradu cemegol a cyclization i gael hydoddiant polyimide a phowdr.Gall diamine a dianhydride hefyd gael eu gwresogi a'u polycondensed mewn toddydd berwi uchel, fel toddydd ffenolig, i gael polyimide mewn un cam.Yn ogystal, gellir cael polyimide hefyd o adwaith ester asid dibasic a diamine;gellir ei drawsnewid hefyd o asid polyamig i polyisoimide yn gyntaf, ac yna i polyimide.Mae'r dulliau hyn i gyd yn dod â chyfleustra i brosesu.Gelwir y cyntaf yn ddull PMR, sy'n gallu cael gludedd isel, hydoddiant solet uchel, ac mae ganddo ffenestr â gludedd toddi isel wrth brosesu, sy'n arbennig o addas ar gyfer gweithgynhyrchu deunyddiau cyfansawdd;mae'r olaf yn cynyddu Er mwyn gwella'r hydoddedd, ni chaiff unrhyw gyfansoddion moleciwlaidd isel eu rhyddhau yn ystod y broses drawsnewid.
3. Cyn belled â bod purdeb dianhydride (neu tetraasid) a diamine yn gymwys, ni waeth pa ddull polycondensation a ddefnyddir, mae'n hawdd cael pwysau moleciwlaidd digon uchel, a gellir addasu'r pwysau moleciwlaidd yn hawdd trwy ychwanegu anhydrid uned neu uned amin.
4. Polycondensation o dianhydride (neu tetraasid) a diamine, cyn belled â bod y gymhareb molar yn cyrraedd cymhareb equimolar, gall triniaeth wres mewn gwactod gynyddu'n fawr bwysau moleciwlaidd y prepolymer pwysau moleciwlaidd isel solet, a thrwy hynny wella'r prosesu a ffurfio powdr.Dewch yn gyfleus.
5. Mae'n hawdd cyflwyno grwpiau adweithiol ar ddiwedd y gadwyn neu'r gadwyn i ffurfio oligomers gweithredol, a thrwy hynny gael polyimide thermosetting.
6. Defnyddio'r grŵp carboxyl mewn polyimide i wneud esterification neu ffurfio halen, a chyflwyno grwpiau ffotosensitif neu grwpiau alcyl cadwyn hir i gael polymerau amffiffilig, y gellir eu defnyddio i gael ffotoresyddion neu eu defnyddio wrth baratoi ffilmiau LB.
7. Nid yw'r broses gyffredinol o syntheseiddio polyimide yn cynhyrchu halwynau anorganig, sy'n arbennig o fuddiol ar gyfer paratoi deunyddiau inswleiddio.
8. Mae'r dianhydride a diamine fel monomerau yn hawdd i'w sublimate o dan wactod uchel, felly mae'n hawdd ei ffurfiopolyimideffilm ar weithleoedd, yn enwedig dyfeisiau ag arwynebau anwastad, trwy ddyddodiad anwedd.