Polimida mempunyai rintangan haba yang sangat kuat, rintangan suhu ultra-rendah dan kestabilan dimensi yang baik.
Apakah polimida?
Polimida (PI) ialah sejenis bahan polimer dengan rintangan haba tinggi yang dibangunkan pada tahun 1950-an. Ia secara amnya merujuk kepada sejenis polimer yang mengandungi gelang imida (—CO—NH—CO—) pada rantai utama. benda.
Ciri-ciri Prestasi
Oleh kerana struktur polimida mengandungi cincin heterosiklik aromatik yang sangat stabil, ia mempunyai banyak sifat yang sangat baik:
1. Rintangan haba:
Polimida mempunyai rintangan haba yang sangat kuat. Analisis termogravimetrik TGA menunjukkan bahawa suhu penguraian polimida boleh mencapai 500 ℃-600 ℃. Ia adalah salah satu polimer yang paling stabil pada peringkat ini.
2. Rintangan suhu rendah
Bahan polimida mempunyai rintangan suhu ultra-rendah. Walaupun dalam nitrogen cecair suhu ultra-rendah, ia tidak akan rapuh dan masih boleh mengekalkan kekuatan mekanikal tertentu.
3. Sifat mekanikal yang baik:
Kekuatan tegangan filem homophenylene polyimide (Kapton) ialah 170 MPa dan modulus tegangan ialah 3.0 GPa, manakala kekuatan tegangan biphenyl polyimide (Upilex) mencapai 400 MPa dan modulus tegangan Ia adalah 3 ~ 4 GPa, dan boleh lebih besar daripada 200 GPa selepas peningkatan.
4. Kestabilan dimensi yang baik:
Bahan polimida mempunyai pekali pengembangan haba yang sangat rendah. Pekali pengembangan haba biasanya 2×105 ~ 3×10-5/℃. Pekali pengembangan terma polimida bifenil ialah 1×10-6/℃. Pengembangan haba produk individu Pekali boleh 1×10-7/℃, yang hampir dengan pekali pengembangan haba logam. Justru kerana pekali pengembangan haba yang rendah inilah PI boleh digunakan secara meluas dalam pembuatan papan litar bercetak fleksibel.
5. Sifat dielektrik dan penebat yang baik:
Pemalar dielektrik bahan polimida biasanya antara 3.0 dan 3.6. Apabila atom fluorin diperkenalkan atau udara berskala nano tersebar di dalamnya, pemalar dielektrik boleh dikurangkan kepada antara 2.5 dan 2.7, atau lebih rendah. Kehilangan dielektrik adalah kira-kira 1×10-3, kekuatan dielektrik ialah 100 ~ 300 Kv/mm, dan rintangan isipadu ialah 1×1017 Ω.cm. Polimida pemalar dielektrik rendah ini memberikan jaminan untuk penggunaannya sebagai bahan pembungkusan dan bahan penebat dalam industri mikroelektronik.
6. Rintangan sinaran yang baik:
Bahan polimida adalah stabil di bawah suhu tinggi, vakum tinggi dan penyinaran, dan mempunyai bahan meruap yang rendah.
7. Kestabilan kimia yang baik:
Biasanya polimida tidak larut dalam pelarut organik biasa, dan polimida larut biasa hanya larut dalam beberapa pelarut organik polar tertentu. Walau bagaimanapun, polimida, seperti polimer aromatik lain, tidak tahan kepada asid sulfurik pekat dan asid nitrik pekat. dan halogen. Polimida mempunyai rintangan hidrolisis yang kuat terhadap asid cair dan kestabilan tinggi terhadap oksidan dan agen penurunan, terutamanya pada suhu tinggi. Tetapi varieti umum tidak tahan terhadap hidrolisis, terutamanya hidrolisis alkali.
8. Ketahanan api yang baik:
Polimida ialah polimer pemadam sendiri dengan kadar asap yang sangat rendah. Kadar sisa karbon selepas pembakaran suhu tinggi selalunya melebihi 50%. Ia adalah kalis haba dan kalis api yang baik.
9. Tidak toksik dan biokompatibel:
Polimida bukan toksik, dan beberapa polimida juga sangat biokompatibel. Polimida boleh digunakan untuk membuat peralatan makan dan peralatan perubatan dan boleh menahan beribu-ribu pensterilan.
10.Polyimide juga mempunyai kekurangannya:
Polimida tradisional boleh dimasukkan dan sukar diproses, filem itu keras, rapuh, dan mempunyai kekuatan yang lemah; apabila digunakan dalam industri mikroelektronik, pekali pengembangan habanya tidak baik. Dalam industri komunikasi optik, ketelusannya adalah lemah; pada masa yang sama, lekatannya tidak begitu baik.
Kaedah Sintesis Polimida
Kaedah sintesis polimida boleh dibahagikan kepada dua kategori. Jenis pertama ialah membentuk cincin imida semasa proses pempolimeran atau dalam tindak balas makromolekul; jenis kedua ialah mensintesis polimida daripada monomer yang mengandungi cincin imida. imine.
Jenis pertama kaedah sintesis terutamanya termasuk: tindak balas dianhidrida dan diamina untuk membentuk polimida; tindak balas asid tetrabasic dan diamina untuk membentuk polimida; tindak balas ester dibasic asid tetrabasic dan diamine. Polimida, dsb. diperoleh daripada tindak balas dianhidrida dan diisosianat.
Dalam kaedah sintesis jenis kedua, hampir semua tindak balas pempolimeran pemeluwapan biasa telah digunakan untuk mensintesis pelbagai polimer dengan cincin imida daripada monomer dengan cincin imida, seperti poliester imida, poliamida amida Imide, polikarbonat imida, poliuretana imida, dll.
Jenis Polimida
Mengikut struktur kimia unit berulang, polimida boleh dibahagikan kepada tiga jenis: polimida alifatik, separa aromatik dan aromatik. Mengikut sifat terma, ia boleh dibahagikan kepada dua jenis: termoplastik (termasuk termoplastik sebenar dan pseudo termoplastik) dan termoset.
Polimida termoplastik boleh mengalir dan berubah bentuk apabila dipanaskan dan mengekalkan bentuk tertentu selepas penyejukan. Dalam julat suhu tertentu, ia boleh dilembutkan berulang kali dengan pemanasan dan mengeras dengan penyejukan. Polimida eter anhidrida yang diperoleh dengan bertindak balas difenil eter tetrakarboksilik anhidrida dengan diamina aromatik tergolong dalam kategori ini dan boleh dibentuk berbilang kali pada 390°C.
Thermosetting polyimide boleh melembut dan mengalir apabila dipanaskan buat kali pertama. Apabila dipanaskan pada suhu tertentu, tindak balas kimia berlaku - penghubung silang menjadi pejal dan mengeras. Perubahan ini tidak dapat dipulihkan. Selepas itu, apabila dipanaskan semula, ia tidak boleh lagi lembut dan mengalir.
Polimida termoset biasanya diperbuat daripada polimida berat molekul rendah atau asid poliamik dengan kumpulan tak tepu di hujungnya, dan dipolimerkan melalui kumpulan hujung tak tepu apabila digunakan. Mengikut agen penutup akhir dan kaedah sintesis yang berbeza, mereka dibahagikan terutamanya kepada resin bismaleimide, resin polimida jenis PMR, resin polimida yang ditamatkan fenil, dan resin polimida berasaskan dianhidrida asimetri. Resin imina, resin polimida larut selepas peniruan, dan resin polimida yang ditamatkan ethynyl.
