一, Pengenalan kepada polimida
Polimida (PI) ialah struktur molekul yang mengandungi pautan rantai berasaskan imida bagi sebatian polimer heterosiklik aromatik, kini merupakan salah satu jenis rintangan haba plastik kejuruteraan terbaik, digunakan secara meluas dalam penerbangan, aeroangkasa, mikroelektronik, nano, kristal cecair, laser dan lain-lain. padang.
Baru-baru ini, semua negara termasuk penyelidikan, pembangunan dan penggunaan PI pada abad ke-21, salah satu fokus pembangunan bahan kimia baharu. Polimida, disebabkan ciri-ciri cemerlangnya dalam prestasi dan sintesis, mempunyai prospek aplikasi yang hebat, sama ada sebagai bahan struktur atau sebagai bahan berfungsi.
Polimida dikenali sebagai bahagian atas piramid bahan polimer, juga dikenali sebagai "penyelesaikan masalah", malah sesetengah orang dalam industri percaya bahawa "tiada polimida tidak akan mempunyai teknologi mikroelektronik hari ini".
2, Pengelasan dan aplikasi polimida
Polimida boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi kerana sifatnya yang sangat baik dan boleh dikelaskan kepada pelbagai jenis, termasuk plastik kejuruteraan, gentian, polimida fotosensitif, buih, salutan, pelekat, filem, aerogel, komposit dan banyak lagi.
Di antara banyak polimer, polimida adalah satu-satunya yang mempunyai pelbagai aplikasi dan menunjukkan prestasi cemerlang dalam setiap daripadanya. Di bawah, saya akan membawa anda melalui kegunaan utama setiap jenis polimida.
1. plastik kejuruteraan
Plastik kejuruteraan polimida mempunyai termoset dan termoplastik, yang boleh dibahagikan kepada poli tetrametilena tetracarbimide (PMMI), polyetherimide (PEI), poliamida imida (PAI), dan lain-lain, mempunyai kegunaan sendiri dalam bidang yang berbeza.
PMMI dalam 1.8MPa suhu herotan haba beban 360 darjah, sifat elektrik yang sangat baik, boleh digunakan untuk keadaan khas bahagian ketepatan, galas pelincir diri suhu tinggi, pengedap, pendesak blower, dan lain-lain, juga boleh digunakan dalam hubungan dengan cecair ammonia bahagian injap, bahagian sistem bekalan bahan api enjin jet.
PEI mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, sifat penebat elektrik, rintangan penyinaran, rintangan suhu tinggi dan rintangan lelasan, kecairan cair yang baik, kadar pengecutan pengacuan {{0}}.5% hingga 0.7%, tersedia untuk pengacuan suntikan dan penyemperitan , pasca pemprosesan agak mudah, juga boleh digunakan untuk kaedah kimpalan dan bahan lain yang digabungkan dalam peralatan elektronik dan elektrik, penerbangan, kereta, peralatan perubatan dan industri lain digunakan secara meluas.
Kekuatan PAI adalah yang tertinggi di antara plastik bukan bertetulang semasa, kekuatan tegangan ialah 190MPa, kekuatan lenturan ialah 250MPa, dan suhu herotan haba adalah setinggi 274 darjah di bawah beban 1.8MPa. PAI mempunyai rintangan yang baik terhadap ablasi dan elektromagnetisme di bawah suhu tinggi dan frekuensi tinggi, dan ia mempunyai sifat pelekat yang baik untuk logam dan bahan lain, terutamanya digunakan untuk gear, galas dan cakar pemisah mesin fotostat, dan lain-lain, dan ia juga boleh digunakan untuk Ia. digunakan terutamanya untuk gear, galas dan cakar pemisah mesin fotostat, dll. Ia juga boleh digunakan untuk bahan ablatif, bahan telap magnet dan bahan struktur pesawat.
2.Serat polimida
Gentian polimida adalah gentian berprestasi tinggi yang penting, gentian polimida suhu tinggi pada masa ini merupakan salah satu daripada gentian sintetik organik suhu tertinggi, boleh digunakan pada 250~350 darjah . Dalam rintangan cahaya, penyerapan air, rintangan haba dan aspek lain gentian aramid dan polifenilena sulfida adalah lebih unggul berbanding dengan kekuatan gentian polimida berprestasi tinggi daripada aramid adalah kira-kira satu kali lebih tinggi daripada prestasi mekanikal semasa salah satu organik terbaik. gentian sintetik. Ia adalah salah satu gentian sintetik organik terbaik dari segi sifat mekanikal.
Dengan pembangunan berterusan bidang berteknologi tinggi, sifat fizikal dan kimia produk PI semakin menuntut. Bahan PI tradisional dalam mekanik, haba dan optik, elektrik, magnet dan aspek prestasi lain tidak dapat memenuhi bidang saintifik dan teknologi moden bagi keperluan khas bahan tersebut. Gentian berprestasi tinggi PI dengan sifat mekanikal yang unggul, kestabilan haba, penyinaran dan ciri-ciri lain akan menjadi wakil tipikal gentian berprestasi tinggi generasi seterusnya.
Pada masa ini, industri gentian PI domestik terutamanya terlibat dalam Asxc, Hipolyking, Aieplastics, Jsshino dan sebagainya. Antaranya, Hipolyking telah menjadi pangkalan penting untuk penyelidikan, pembangunan dan pengeluaran polyimide di China. Jsshino gentian organik berprestasi tinggi dengan hak harta intelek bebas sepenuhnya melepasi penilaian pencapaian saintifik dan teknologi pada 2016, dan pada masa yang sama menerajui penggubalan piawaian kebangsaan "polimida berkekuatan tinggi dan modulus tinggi filamen" pada tahun 2020.
3.Photosensitive polyimide (PSPI)
Polimida fotosensitif (PSPI) ialah kelas rantai polimer dalam kedua-dua cincin imida dan gen fotosensitif, set kestabilan haba yang sangat baik, sifat mekanikal yang baik, sifat kimia dan fotografi bahan organik.
PSPI dalam bidang elektronik, terutamanya photoresist dan pembungkusan elektronik dua peranan utama, dalam polyimide fotosensitif ditambah kepada pemeka, penstabil, dan lain-lain boleh diperolehi "polyimide photoresist". Berbanding dengan photoresist tradisional, kerana polyimide itu sendiri mempunyai sifat dielektrik yang baik, jadi apabila digunakan tanpa perlu melapisi peranan medium kerja agen penghalang cahaya, boleh memendekkan proses dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Teknologi pengeluaran PSPI dikawal terutamanya oleh syarikat AS dan Jepun, yang mana Toray adalah salah satu perusahaan paling berjaya di dunia dalam pasaran produk PSPI positif, dan produk positifnya digunakan dalam pembungkusan mikroelektronik, pengkapsulan optoelektronik dan bidang lain.
Dibatasi oleh kemunduran teknologi pengeluaran, industri polyimide China masih untuk filem dan produk rendah lain untuk menstabilkan, pengeluaran polyimide fotosensitif adalah kurang, permintaan pasaran bergantung kepada import. Dalam sokongan dasar ekspres 《Made in China 2025, bidang perindustrian, mekanikal, elektronik dan lain-lain China memasuki peringkat penggantian domestik, perusahaan domestik untuk PSPI terus mendalam, beberapa syarikat telah menguasai teknologi pengeluaran.
Pada masa ini, susun atur PSPI R & D, pengeluaran perusahaan tempatan mempunyai Rayitek, MINSEOA Advanced Material, Guofeng New Materials, Dragon-chen, dll, masa depan bidang penggantian domestik ruang.
4.Buih polimida
Buih poliimida ialah sejenis bahan polimida, pertama kali dibangunkan pada 1970-an oleh Pusat Penyelidikan NASA Langley dengan kerjasama Unitika America, digunakan pada Pesawat Ulang-alik, dan kini digunakan secara meluas dalam pesawat, kapal, kereta api, kereta dan bidang lain. Ia dengan ciri kalis api intrinsik, tahan haba, ringan dan mesra alam bukan toksik, dan boleh digunakan untuk masa yang lama di bawah suhu ultra-tinggi, suhu ultra-rendah, semburan garam yang tinggi, bunyi yang kuat, kakisan yang kuat, sinaran yang kuat dan lain-lain syarat perkhidmatan yang melampau.
Buih polimida boleh dibahagikan kepada tiga kategori:
Sama seperti polimida umum, bahan buih dengan mide sebagai rantai utama, dengan suhu operasi 300 darjah atau lebih (buih PI).
Bahan buih di mana cincin tengah wujud sebagai kumpulan sisi (buih PMI).
Bahan nano-buih diperoleh dengan memasukkan segmen rantai lemak yang tidak stabil secara haba ke dalam polimida dan memecahkannya pada suhu tinggi.
Bahan busa polimida tergolong dalam bahan berfungsi canggih, telah semakin digunakan dalam aeroangkasa, pengangkutan laut, pertahanan negara dan mikroelektronik dan bidang berteknologi tinggi lain dalam penebat haba, getaran dan pengurangan hingar dan penebat dan bahan utama lain.
Penggunaan busa PI yang paling penting ialah penebat haba dan bahan pengurangan hingar untuk kapal. Buih PI sebagai pilihan pertama penebat haba dan bahan pengurangan hingar dalam kapal perang baharu semakin meningkat dengan pesat.
Buih PMI adalah jenis bahan buih struktur molekul tinggi baharu dengan prestasi komprehensif terbaik, iaitu bahan teras buih komposit berprestasi tinggi dengan kekuatan spesifik tinggi, modulus spesifik tinggi, kadar penutupan tinggi dan rintangan haba yang tinggi, dan mempunyai ciri-ciri ringan, kekuatan tinggi dan rintangan suhu tinggi/rendah. Di samping itu, sebagai bahan teras buih struktur yang paling baik, buih PMI digunakan secara meluas dalam bilah kipas, bilah helikopter, aeroangkasa dan medan lain, dan trend penggantiannya untuk buih PET adalah jelas, dengan ruang pasaran yang luas.
Buih PI adalah tahan haba, kalis api, tidak menghasilkan gas berbahaya, mudah dipasang, digunakan secara meluas dalam penebat haba dan bahan pengurangan hingar. Pada masa ini, Tentera Laut AS telah menggunakan busa PI sebagai bahan penebat haba dan akustik untuk semua kapal permukaan dan kapal selam, dan busa SOLIMIDE yang dihasilkan oleh INSPEC telah digunakan oleh lebih daripada 15 negara untuk membangunkan sistem penebat haba dan akustik untuk kapal tentera laut. . Selain itu, buih PI juga digunakan secara meluas dalam kapal awam, seperti kapal pesiar mewah, bot laju dan kapal gas asli cecair.
Sama seperti buih PI, penggunaan buih PMI juga sangat luas. Aplikasi biasa buih PMI termasuk:
(1) Bahan teras buih struktur: rintangan yang sangat baik terhadap pemampatan suhu tinggi, supaya ia digunakan secara meluas sebagai bahan teras untuk bilah kipas, penerbangan, aeroangkasa, kapal, peralatan sukan, peralatan perubatan dan bidang lain;
(2) Bahan telus gelombang jalur lebar: pemalar dan kehilangan dielektrik rendah menjadikannya digunakan secara meluas dalam radar, antena dan medan lain;
(3) bahan penebat haba dan bunyi: lokomotif berkelajuan tinggi, tayar, audio dan sebagainya.
Sejak abad ke-21, bilangan unit yang terlibat dalam penyelidikan buih polimida di China telah berkembang dengan ketara, dan industri telah membuat penemuan teknologi yang ketara. Pada masa ini, pengeluar domestik utama buih polimida ialah Qingdao Ouc, Shkdchem dan Tschina, Zgzts dan AMMT. Antaranya, Ningbo Institute of Materials Tachnology ＆ Engineeing, CAS telah membina peralatan perintis zarah mikrofoam polyimide, produk Qingdao Ouc dan Shkdchem polyimide lulus ujian ketenteraan.
5. Polimidacoating
Penggunaan polimida dalam penyediaan salutan adalah salah satu aplikasi terawalnya, dan bahan jenis ini digunakan terutamanya sebagai salutan penebat untuk wayar enamel dalam salutan. Salutan penebat dawai berenamel adalah terutamanya dawai bulat bersalut celup, dawai rata dan lain-lain jenis dawai diameter dawai tembaga terdedah, dawai aloi dan dawai kaca dibalut wayar lapisan luar, memperbaiki dan menstabilkan lapisan luar wayar berenamel.
Salah satu indeks penting salutan penebat ialah gred tahan haba, menurut ICE-85 Persatuan Elektroteknik Antarabangsa 1954 dan bahan penebat elektrik dalam penggunaan piawaian penggredan kestabilan haba, bahan penebat dibahagikan kepada tujuh kalis haba gred.
Untuk memenuhi keperluan pembangunan teknologi perindustrian bahan penebat dicirikan oleh sistem penebat harus dapat 180-200 darjahnya kepada suhu yang lebih tinggi untuk kerja jangka panjang, tetapi tiada penurunan berat badan yang ketara dan pengurangan kekuatan elektrik, dan mengekalkan keanjalan yang baik, kelembapan, ozon, rintangan arka dan sifat-sifat lain. Bahan polimida boleh menjadi sangat baik untuk memenuhi keperluan penggunaan ini, untuk menyediakan salutan penebat gred F-kelas dan ke atas, polimida boleh digunakan sebagai varnis penebat untuk wayar elektromagnet, atau sebagai salutan suhu tinggi yang digunakan.