Le polyimide, le polyvalent des matériaux polymères, a suscité l'intérêt de nombreux instituts de recherche en Chine, et certaines entreprises ont également commencé à produire - notre propre matériau polyimide.
I. Aperçu
En tant que matériau d'ingénierie spécial, le polyimide a été largement utilisé dans l'aviation, l'aérospatiale, la microélectronique, le nanomètre, les cristaux liquides, la membrane de séparation, le laser et d'autres domaines.Récemment, des pays ont répertorié la recherche, le développement et l'utilisation depolyimidecomme l'un des plastiques techniques les plus prometteurs du 21e siècle.Le polyimide, en raison de ses caractéristiques exceptionnelles de performance et de synthèse, qu'il soit utilisé comme matériau structurel ou comme matériau fonctionnel, ses immenses perspectives d'application sont pleinement reconnues, et il est reconnu comme un "expert en résolution de problèmes" (protion solver ), et estime que « sans polyimide, il n'y aurait pas de technologie microélectronique aujourd'hui ».
Deuxièmement, les performances du polyimide
1. Selon l'analyse thermogravimétrique du polyimide entièrement aromatique, sa température de décomposition est généralement d'environ 500°C.Le polyimide synthétisé à partir de dianhydride de biphényle et de p-phénylènediamine a une température de décomposition thermique de 600 ° C et est l'un des polymères les plus stables thermiquement à ce jour.
2. Le polyimide peut résister à des températures extrêmement basses, comme dans l'hélium liquide à -269 ° C, il ne sera pas cassant.
3. Polyimidea d'excellentes propriétés mécaniques.La résistance à la traction des plastiques non chargés est supérieure à 100 MPa, le film (Kapton) d'homophénylène polyimide est supérieur à 170 MPa et le polyimide de type biphényle (UpilexS) jusqu'à 400 MPa.En tant que plastique technique, la quantité de film élastique est généralement de 3 à 4 Gpa et la fibre peut atteindre 200 Gpa.Selon des calculs théoriques, la fibre synthétisée par l'anhydride phtalique et la p-phénylènediamine peut atteindre 500Gpa, juste derrière la fibre de carbone.
4. Certaines variétés de polyimides sont insolubles dans les solvants organiques et stables aux acides dilués.Les variétés générales ne résistent pas à l'hydrolyse.Cette lacune apparemment rend le polyimide différent des autres polymères hautes performances.La caractéristique est que la matière première dianhydride et diamine peut être récupérée par hydrolyse alcaline.Par exemple, pour le film Kapton, le taux de récupération peut atteindre 80 % à 90 %.Changer la structure peut également obtenir des variétés assez résistantes à l'hydrolyse, telles que résister à 120 ° C, 500 heures d'ébullition.
5. Le coefficient de dilatation thermique du polyimide est de 2 × 10-5－3 × 10-5 ℃, le polyimide thermoplastique Guangcheng est de 3 × 10-5 ℃, le type biphényle peut atteindre 10-6 ℃, les variétés individuelles peuvent atteindre 10- 7°C.
6. Le polyimide a une résistance élevée aux radiations et son film a un taux de rétention de résistance de 90 % après une irradiation rapide aux électrons de 5 × 109 rad.
7. Polyimidepossède de bonnes propriétés diélectriques, avec une constante diélectrique d'environ 3,4.En introduisant du fluor ou en dispersant des nanomètres d'air dans le polyimide, la constante diélectrique peut être réduite à environ 2,5.La perte diélectrique est de 10-3, la rigidité diélectrique est de 100-300KV/mm, le polyimide thermoplastique Guangcheng est de 300KV/mm, la résistance volumique est de 1017Ω/cm.Ces propriétés restent à un niveau élevé sur une large gamme de températures et de fréquences.
8. Le polyimide est un polymère auto-extinguible à faible taux de fumée.
9. Le polyimide a très peu de dégazage sous un vide extrêmement poussé.
10. Le polyimide est non toxique, peut être utilisé pour fabriquer de la vaisselle et des appareils médicaux et peut résister à des milliers de désinfections.Certains polyimides ont également une bonne biocompatibilité, par exemple, ils sont non hémolytiques dans le test de compatibilité sanguine et non toxiques dans le test de cytotoxicité in vitro.
3. Multiples voies de synthèse :
Il existe de nombreux types et formes de polyimide, et il existe de nombreuses façons de le synthétiser, de sorte qu'il peut être sélectionné en fonction de diverses applications.Ce type de flexibilité de synthèse est également difficile à posséder pour d'autres polymères.
1. Polyimideest principalement synthétisé à partir d'anhydrides dibasiques et de diamines.Ces deux monomères sont associés à de nombreux autres polymères hétérocycliques, tels que le polybenzimidazole, le polybenzimidazole, le polybenzothiazole, la polyquinone. Par rapport à des monomères tels que la phénoline et la polyquinoléine, la source de matières premières est large et la synthèse est également relativement facile.Il existe de nombreux types de dianhydrides et de diamines, et des polyimides aux propriétés différentes peuvent être obtenus par différentes combinaisons.
2. Le polyimide peut être polycondensé à basse température par du dianhydride et de la diamine dans un solvant polaire, tel que le DMF, le DMAC, le NMP ou le solvant mixte THE/méthanol, pour obtenir de l'acide polyamique soluble, après formation d'un film ou filage. Chauffage à environ 300 °C pendant déshydratation et cyclisation en polyimide ;Des catalyseurs d'anhydride acétique et d'amine tertiaire peuvent également être ajoutés à l'acide polyamique pour la déshydratation chimique et la cyclisation afin d'obtenir une solution et une poudre de polyimide.La diamine et le dianhydride peuvent également être chauffés et polycondensés dans un solvant à point d'ébullition élevé, tel qu'un solvant phénolique, pour obtenir un polyimide en une seule étape.De plus, le polyimide peut également être obtenu à partir de la réaction d'un ester d'acide dibasique et d'une diamine ;il peut également être converti d'acide polyamique en polyisoimide d'abord, puis en polyimide.Ces méthodes apportent toutes une commodité au traitement.La première est appelée méthode PMR, qui peut obtenir une solution à faible viscosité et à haute teneur en solides, et possède une fenêtre à faible viscosité à l'état fondu pendant le traitement, ce qui est particulièrement adapté à la fabrication de matériaux composites ;ce dernier augmente Afin d'améliorer la solubilité, aucun composé de faible poids moléculaire n'est libéré lors du processus de conversion.
3. Tant que la pureté du dianhydride (ou du tétraacide) et de la diamine est qualifiée, quelle que soit la méthode de polycondensation utilisée, il est facile d'obtenir un poids moléculaire suffisamment élevé et le poids moléculaire peut être facilement ajusté en ajoutant un anhydride unitaire ou unité amine.
4. Polycondensation du dianhydride (ou tétraacide) et de la diamine, tant que le rapport molaire atteint un rapport équimolaire, le traitement thermique sous vide peut augmenter considérablement le poids moléculaire du prépolymère solide de faible poids moléculaire, améliorant ainsi le traitement et la formation de poudre.Venez commodément.
5. Il est facile d'introduire des groupements réactifs en bout de chaîne ou de chaîne pour former des oligomères actifs, obtenant ainsi un polyimide thermodurcissable.
6. Utiliser le groupe carboxyle dans le polyimide pour effectuer l'estérification ou la formation de sel, et introduire des groupes photosensibles ou des groupes alkyle à longue chaîne pour obtenir des polymères amphiphiles, qui peuvent être utilisés pour obtenir des photorésists ou être utilisés dans la préparation de films LB.
7. Le processus général de synthèse du polyimide ne produit pas de sels inorganiques, ce qui est particulièrement bénéfique pour la préparation de matériaux isolants.
8. Le dianhydride et la diamine en tant que monomères sont faciles à sublimer sous vide poussé, il est donc facile à formerpolyimidefilm sur les pièces, en particulier les appareils à surfaces irrégulières, par dépôt en phase vapeur.
Heure de publication : 06 février 2023