ポリイミド（PI）の特性と応用

November 04, 2024

ポリイミド（PIとして省略）は、メインチェーンにイミド環（-CO-NR-CO-）を含むポリマーのクラスを指し、有機ポリマー材料の最高の全体的な性能の1つです。 400°Cを超える高温抵抗、温度範囲-200〜300°Cの長期使用、融点の一部は明らかではなく、高断熱特性、103 Hz誘電率4.0、わずか0.004の誘電損失〜0.007は、FからHクラスの断熱材です。

Honyプラスチックは、ロッド、シート、パイプ、射出成形などのポリイミドプロファイルを、顧客の特定のニーズに応じて完成製品を加工する非常に高温耐性の特殊エンジニアリングプラスチックを提供できます。それぞれ350以上。ポリイミドは、ジスルフィドモリブデン、グラファイト、炭素繊維、ポリテトラフルオロエチレンなどと組み合わせることができます。

ポリイミドPIの高温抵抗および低温抵抗（-269〜400℃）、高摩擦抵抗、自己潤滑、高強度、高断熱、放射抵抗、耐放射抵抗、熱膨張係数、有機溶媒に対する耐性、自己吸収、非毒性など。長期作業温度のカテゴリのPi部分は350℃を超え、最大450°の短期的なもので、エンジニアリングプラスチックの温度の現在のエンジニアリングプラスチックが優れており、その包括的なパフォーマンスは他の特別なエンジニアリングプラスチックと比類のない。その包括的なパフォーマンスは、他のスペシャルと比類のないものでもあります。

ポリイミドの豊富な種類の主要な品種は、ホモフタリックポリイミド、エーテルポリイミド、ポリアミドイミド、および無水マレイン酸ポリイミドです。その中で、ホモポリイミドはポリイミドのポリイミドの代表です。ただし、不溶性で融合しやすく、処理が困難です。通常、粉末のプラスチック製品を成形すること、または含浸または鋳造方法をフィルムに使用することにより、粉末冶金手法のみを使用できます。たとえば、ポリアミド酸溶液を含浸させたガラス布は、シートを生成するためにホットプレスされています。対照的に、融合しやすいポリイミドとしてのポリイミドのモノエーテル型ポリイミド、成形加工性能は大幅に改善されました。成形処理だけでなく、注入、押し出し、その他の成形方法を通じても含めることができ、フィルムを製造するための鋳造方法も含めることができます。

分類

多腸の抑制

凝縮型芳香族ポリイミドは、芳香族ジアミンを芳香族ジアンヒドリド、芳香族テトラカルボン酸、または芳香族テトラカルボン酸ジアキルエステルと反応させることにより生成されます。ポリコンデンドポリイミドの合成は、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドンなどの高沸点非プロトン極性溶媒で実行されるため、通常、プリプレグによってポリイミド複合材料が成形されます。 Prepregの調製中、ポリアミドの環化中に揮発性物質が放出され、複合製品に毛穴が簡単に生成されます。これにより、複合製品に毛穴を簡単に生産することができ、毛穴のない高品質の複合材料を入手することは困難です。したがって、ポリイミドポリイミドのポリイミドは、主にポリイミドフィルムとコーティングの製造に使用される複合材料のマトリックス樹脂として使用されていません。

重合

ポリイミドの多発性には、これらの欠点を克服するために、上記の欠点があるため、重合ポリイミドが発生しました。広く使用されている主なものは、ポリビスマレイミドとノルボルネンベースのエンドキャップポリイミドです。通常、これらの樹脂は、端に不飽和基を持つ低い相対分子量ポリイミドであり、適用されると不飽和末端グループによって重合します。

（1）ポリビスマエイミド

ポリビスマイアイミドは、無水マレイン酸および芳香族ジアミンの多腸材料によって作られています。ポリイミドと比較され、パフォーマンスは悪くありませんが、合成プロセスはシンプルで簡単な後処理、低コストで、さまざまな複合製品に簡単に作成できます。しかし、硬化した素材はより脆いです。

（2）バックミンスターフルレンベースのエンドキャップポリイミド樹脂

最も重要なものの1つは、PMRのクラス（モノマー反応物のインシト重合、in situ重合のモノマー反応物のinsitu重合）タイプポリイミド樹脂がNASA Lewis Research Centerによって開発されたポリイミド樹脂型です。 PMR型ポリイミド樹脂は、芳香族テトラカルボン酸ジアキルエステル、芳香族ジアミン、5-ノルボルネン-2、3-ジカルボン酸モノアルキルエステル、芳香族ジアミン、5-ノルボルネン-2、アロマティアンジアミンエステル、アロマティアンジアミンエステルの組み合わせです。 5-ノルボルネン-2、3-ジカルボン酸モノアルキルエステル。芳香族テトラカルボン酸、芳香族ジアミン、5-ノルボルネン-2のモノアルキルエステルのアルキルエステルなどの3-ジカルボン酸モノマー、3-ジカルボン酸はアルキルアルコール（例、メタノールまたはエタノール）に溶解して、溶液を生成します。繊維を含浸するために直接使用します。

サブクラス

ポリイミドは、ホモフェニレンPI、可溶性PI、ポリアミド - イミド（PAI）およびポリイミド（PEI）の4つのカテゴリに分けることができます。

修飾に関しては、ポリイミドにはさまざまな方法があります。修飾の強化により、ガラス繊維、ホウ素繊維、炭素繊維、金属のひげを加えることができます。この補強は、ポリイミドの線形膨張係数を効果的に削減し、その強度を改善しながら、コストを削減できます。たとえば、高強度構造成分の製造では、修飾されたポリイミドの強化がより大きな負荷に耐えることができます。

一方、フィラーの修飾は、無機フィラー、グラファイト、ジスルフィドモリブデン、またはポリテトラフルオロエチレンをフィラーとして利用し、自己潤滑効果を改善し、コストを削減します。共溶血金も重要な修飾方法であり、ポリイミドはエポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトンなどと共ミングルして、より優れたパフォーマンスを持つ材料を形成できます。

パフォーマンス

1、熱重量分析によって分析された全芳香族ポリイミド、分解温度の始まりは一般に約500°です。 600℃の熱分解温度であるホモフタル酸ジアン酸とp-フェニレンジアミンによって合成されるポリイミドは、これまで種の熱安定性が最も高いポリマーの1つです。

2、ポリイミドは、液体ヘリウムの-269℃など、非常に低い温度に耐えることができます。

3、ポリイミドは優れた機械的特性を持ち、未熟練の塑性引張強度は100MPaを超える170MPaを超える100MPa、ホモベンゼン型ポリイミドフィルム（Kapton）、261KJ/M2の高可塑性ポリイミド（TPI）衝撃強度です。ビフェニレン型ポリイミド（upilex s）は400mpaに達します。エンジニアリングプラスチックとして。理論計算、ベンゼンテトラカルボン酸ジアンヒドリドおよびP-フェニレンジアミン合成繊維、最大500GPA、炭素繊維に次ぐ200GPAによると、繊維は通常3-4GPAで、繊維は200GPAに達する可能性があります。

4、有機溶媒、希釈酸安定性、一般的な品種に不溶性のポリイミド不溶性のいくつかの品種は加水分解に対してあまり耐性がありません。これは、ポリイミドの性能の不利な点であると思われます。つまり、アルカリの加水分解は、カプトンフィルムなどのダイアンヒドリドやジアミンなどの原材料を回収するために使用できます。これは、最大80％〜90％の回収率です。変化構造は、120℃、500時間の沸騰などの加水分解品種に対しても非常に耐性がある可能性があります。

5、ポリイミドは異なるものの構造によると広い溶解性スペクトルを持ち、一部の品種はすべての有機溶媒にほぼ不溶性であり、他の品種はテトラヒドロフラン、アセトン、クロロホルム、トルエンおよびメタノールなどの一般的な溶媒に溶解する可能性があります。

6、2×10-5-5-3×10-5 /℃におけるポリイミドの熱膨張係数、熱可塑性ポリイミド3×10-5 /℃、10-6 /℃までのビフェニルタイプ、10-までの個々の品種 - 7 /℃。

7、ポリイミドは照射に対して高い耐性を持ち、その膜は5×109rad高速電子照射強度保持速度90％です。

8、ポリイミドは良好な誘電特性、3.4程度の誘電率、フッ素の導入、またはポリイミドに分散したエアナノメートルサイズの導入、誘電率は約2.5に減少する可能性があります。 10-3の誘電損失、100-300kV/mmの誘電率、1017Ω-CMの体積抵抗。これらのプロパティは、広範囲の温度と周波数範囲の高レベルで維持できます。

9、ポリイミドは、自己消光ポリマー、低煙速度です。

10、非常に少ない範囲外で非常に高い真空中のポリイミド。

11、ポリイミド非毒性は、食器や医療機器の製造に使用でき、数千回の滅菌に耐えることができます。一部のポリイミドは、例えば、非溶血性の血液適合性テストでは、非毒性のためのin vitro細胞毒性試験など、良好な生体適合性もあります。