热固性聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
聚酰亚胺的合成方法2
聚酰亚胺的合成方法 聚酰亚胺是一类环链化合物，根据其结构和制备方法，可分成主链含有脂肪链的聚酰亚胺和主链中含有芳环链的聚酰亚胺2大类。其通式为： 聚酰亚胺由四酸二酐与二胺聚合而成，合成方法有一步法、二步法、三步法和气相沉积法。 2.1一步法 一步法是二酐和二胺在高沸点溶剂中直接聚合生成聚酰亚胺，即单体不经由聚酰胺酸而直接合成聚酰亚胺。该法的反应条件比热处理要温和得多，关键要选择合适的溶剂。为提高聚合物的相对分子质量，应尽量脱去水份。通常采用带水剂进行共沸以脱去生成的水，或用异氰酸酯替代二胺和生成的聚酰胺酸盐在高温高压下聚合。此法的控制工艺尚需完善，并正向实用化迈进。反应方程式如图1。 2.2二步法 二步法是先由二酐和二胺获得前驱体聚酰胺酸，再通过加热或化学方法，分子内脱水闭环生成聚酰亚胺。化学亚胺化法，即用脱水剂处理聚酰胺酸；化学环化后生成的聚酰亚胺中含有大量异酰亚胺，该法制得的聚酰亚胺与用加热方法制得的聚酰亚胺，物理和化学性能有差异，特别是异酰亚胺环具有较低的热稳定性和高化学反应活性；应用不同的脱水剂，环化产物中亚胺/异酰亚胺的比例不同，可认为是互变异构的高度不稳定所引起的。 二步法工艺成熟，但聚酰胺酸溶液不稳定对水汽很敏感，储存过程中常发生分解，所以又出现聚酰胺酸烷基酯法、聚酰胺酸硅烷基酯法等改进方法 聚酰亚胺的另一种前驱体聚酰胺酯，是一种相对稳定的聚合物，能以固态或溶液形式长期存放高相对分子质量的聚酰胺酯通常是由芳香二酸二酯经酰氯化后，与芳香二胺进行溶液缩聚或界面缩聚制得；聚酰胺酯受热或在有机碱的催化下发生酰亚胺化反应生成聚酰亚胺，但脱掉的小分子化
合物是醇或α-烯烃而不是水。中间体聚酰胺酯的溶解性好于聚酰胺酸，可溶于常用低沸点有机溶剂，如二氯甲烷、四氢呋喃等，并可获得高浓度溶液而且可通过改变酯基结构使聚酰胺酯性能各异，可用于制备高强高模材料，是合成聚酰亚胺的典型方法。但其酰亚胺化反应活性低，工艺复杂，制造成本高，有待优化。反应方程式如图2。 2.3三步法 三步法是经由聚异酰亚胺得到聚酰亚胺的方法。聚异酰亚胺结构稳定，作为聚酰亚胺的先母体，由于热处理时不会放出水等低分子物质，容易异构化成酰亚胺，能制得性能优良的聚酰亚胺。聚异酰亚胺是由聚酰胺酸在脱水剂作用下，脱水环化为聚异酰亚胺，然后在酸或碱等催化剂作用下异构化成聚酰亚胺，此异构化反应在高温下很容易进行。聚异酰亚胺溶解性好，玻璃化转变温度较低，加工性能优良。聚酰亚胺为不溶、不熔性材料，难于加工，通常采用先在预聚物聚酰亚胺阶段加工，但由于在高温下进行，亚胺化时闭环脱水易使制品产生气孔，导致制品的机械性能和电性能下降，难以获得理想的产品，作为聚酰亚胺预聚的聚异酰亚胺，其玻璃化温度低于对应的聚酰亚胺，热处理时不会放出水分，易异构化成聚酰亚胺，因此用聚异酰亚胺代替聚酰胺酸作为聚酰亚胺的前身材料，可制得性能优良的制品。该法较新颖，正受到广泛关注。 2.4气相沉积法 气相沉积法主要用于制备聚酰亚胺薄膜，反应是在高温下使二酸酐与二胺直接以气流的形式输送到混炼机内进行混炼，制成薄膜，这是由单体直接合成聚酰亚胺涂层的方法。
聚酰亚胺基础内容相关情况介绍大全
聚酰亚胺相关基础内容介绍大全 一、概述 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide（简称PI），可分为均苯型PI、可溶性PI、聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。PI是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200℃~300℃，无明显熔点，具有高绝缘性能。另外，PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺结构式 正象主链含酰胺结构的聚合物被称为聚酰胺，主链含亚胺结构的聚合物统称为聚酰亚胺。其中亚胺骨架在主链结构上的聚合物，也就是直链型聚酰亚胺不仅合成困难也无实用性。相反具有环状结构的聚酰亚胺，特别是五员环状聚酰亚胺已知的品种很多，实用性很强。因此，一般所说的聚酰亚胺都是指后面这种环状聚酰亚胺。环状聚酰亚胺与聚苯并咪唑等同是含氮的杂环聚合物的一种。
聚酰亚胺进一步还可分为由芳香族四羧酸和二胺为原料通过缩聚反应得到的缩聚型聚酰亚胺和双马酰亚胺经加聚反应（或缩加聚）得到的加聚型聚酰亚胺。其中前面的缩聚型聚酰亚胺是大家最熟悉也是应用最广的，一般所称的聚酰亚胺都是指这种缩聚型聚酰亚胺。具有代表性的聚酰亚胺就是由美国杜邦公司1960年开发成功，1965年商品化的二苯醚型聚酰亚胺。
聚酰亚胺
展开 1 名 词 定 义 2 介 绍 3 概 述 4 分 类
. 1 缩聚型聚酰亚胺 4 . 2 加聚型聚酰亚胺 4 . 3 子类 5 性能 6 质量指标
合 成 途 径 8 应 用 9 展 望 1名词定义 中文名称： 聚酰亚胺 英文名称： polyimide，PI 定义： 重复单元以酰亚胺基为结构特征基团的一类聚合物。具有耐高温、耐腐蚀和优良的电性能。 应用学科： 材料科学技术（一级学科）；高分子材料（二级学科）；塑料（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 2介绍 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃， 无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料。
英文名：Polyimide 简称：PI 聚酰亚胺 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-N-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 4分类 4.1缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过聚酰亚胺 程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 4.2加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR（for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5 -降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。 4.3子类 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，可分为均苯型P I，可溶性PI，聚酰胺-酰亚胺（PAI）和聚醚亚胺（PEI）四类。
聚酰亚胺合成实验
聚酰亚胺合成实验 实验原理 聚酰亚胺是综合性能最佳的之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类，其中以含有结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种，已广泛应用在、、、、、、等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。 加聚型聚酰亚胺
目前获得广泛应用的主要有聚、降冰片烯基封端聚酰亚胺及苯乙炔苯酐封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 合成途径 聚酰亚胺主要由二酐和二胺在极性溶剂，如DMF，DMAC或NMP先进行低温缩聚，获得可溶的聚酰胺酸，成膜或纺丝后加热至300℃左右脱水成环转变为聚酰亚胺；也可以向聚酰胺酸中加入乙酐和叔胺类，进行化学脱水环化，得到聚酰亚胺溶液和粉末。二胺和二酐还可以在高沸点溶剂，如酚类溶剂中加热缩聚，一步获得聚酰亚胺。 应用 由于上述聚酰亚胺在性能和合成化学上的特点，在众多的聚合物中，很难找到如聚酰亚胺这样具有如此广泛的应用方面，而且在每一个方面都显示了极为突出的性能。 1、薄膜：是聚酰亚胺最早的商品之一，用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料。主要产品有杜邦Kapton,宇部兴产的Upilex系列和钟渊Apical。透明的聚酰亚胺薄膜可作为柔软的太阳能电池底版。 2. 涂料：作为绝缘漆用于，或作为耐高温涂料使用。 3. ：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一。例如的超音速客机计划所设计的速度为 2.4M，飞行时为177℃，要求使用寿命为60000h，据报道已确定50%的结构材料为以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料，每架飞机的用量约为30t。 4. 纤维：弹性模量仅次于碳纤维，作为高温介质及放射性物质的过滤材料和防弹、防火织物。 5. ：用作耐高温隔热材料。 6. 工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以也可以用注射成型或传递模塑。主要用于自润滑、密封、绝缘及结构材料。广成聚酰亚胺材料已开始应用在压缩机旋片、活塞环及特种泵密封等机械部件上。 7. ：用作高温结构胶。广成聚酰亚胺胶粘剂作为电子元件高绝缘灌封料已生产。 8.分离膜：用于各种气体对，如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离，从空气烃类原料气及中脱除水分。也可作为渗透蒸发膜及。由于聚酰亚胺耐热和耐有机溶剂性能，在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。 9. ：有负性胶和正性胶，分辨率可达亚微米级。与颜料或染料配合可用于彩色滤光膜，可大大简化加工工序。 10. 在微电子器件中的应用：用作介电层进行层间绝缘，作为缓冲层可以减少应力、提高成品率。作为保护层可以减少环境对器件的影响，还
热固性复合材料的回收与利用
热固性复合材料的回收利用 2010-2-3 来源：网络文摘【全球塑胶网2010年2月3日网讯】 过去，废旧复合材料主要采用焚烧处理，后来其回收利用主要用作粉末填料，但最近人们利用裂解法裂解聚合物复合材料，使有机聚合物裂解生成油状烃化合物、气体等，残留的纤维也可用于复合材料的再生产。 复合材料解体要经裁剪（切断）、破碎、粗碎（粒径2?10mm)、细碎，甚至微粉碎（粒径＞200目）后，再加以利用。解体可用油压式压碎机压坏，也可用爆破技术。切断可用回转刀等技术切断，一般尺寸为1?2ｍ；破碎是将1ｍ左右的废料破碎成15cm左右的加工碎粒。这里主要介绍废旧的玻璃纤维增强塑料(GFRP)回收利用。 ＧＦＲＰ材料的回收利用有几种方法：①将ＦＲＰ材料如ＳＭＣ或BMC(片状模塑料或团状模塑料）废料粉碎，在SMC和BMC模压料中用作填料或用在热塑性塑料配方中作填料；②将废料进行化学回收利用，如把SMC等废料进行裂解，回收油和填料。 1.物理回收方法 SMC经粉碎可以用作热固性树脂或热塑性树脂的增强材料或填料。当100%原始填料或增强材料被回收SMC替代时，制得的复合材料的力学性能要比标准复合材料的性能差，但在某些场合是可以使用的。优化配方或优化加工过程，如粒状SMC用偶联剂上胶，可以改善复合材料的性能。 回收SMC可再用在SMC中。用粉碎SMC(微粉）替代部分CaCO3,可见粉碎料完全可以部分替代CaCO3，产品的最终性能没有太大变化。 回收的SMC废料也可用在BMC中。固化的SMC废料被粉碎成粒子，根据粗细不同（粗9.5mm，细4.8mm)混入BMC配方中，可替代10%~20% 标准填料。可见拉伸强度和模量有较大的损失，加粗粒SMC填料的损失更大。冲击强度也受填料的影响。 粉碎的SMC也可以加入到聚乙烯和聚丙烯中，量可达50%。可见拉伸模量、弯曲模量都有提高，热变形温度有较大提高，缺口冲击强度有所改善。用短纤维增强PP作为对比，后者的热变形温度大大提高，缺口冲击强度、拉伸模量成倍提高，这说明SMC粒子在PP 中仅作填料，而不是作增强料。 若将SMC废料粉碎成更小的粒子（30μm)，可以用于替代SMC配方中的碳酸钙。每100份树脂可加到88份细粉末，但黏度要求所加的量不能太高。在低份量时，SMC的性能不受影响；在高份量时，一些性能有所降低，但影响不是非常严重；当用量高于30%时，表面质量将受影响。例如印刷电路板通过分离铜材料后，粉碎成各种尺寸的粒子，可用于热塑性塑料的填料。 2.化学回收方法 SMC裂解产物有气体、液体和残留物。裂解气可直接用于燃烧，液体可作汽油和燃油，残留物可用于BMC作部分填料。裂解温度在400~600℃之间比较好，温度低获得的液体具
聚酰亚胺的结构与性能分析及运用
聚酰亚胺的结构与性能分析及运用 李名敏051002109 摘要：聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认 识。本文介绍了其基本结构与性能及应用。 关键词：聚酰亚胺；工程塑料；聚合物；结构与性能；应用；结晶度；共轭效应； 分子量 1 引言 聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI) ，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。PI作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将PI的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"[1]。 2 聚酰亚胺的基本结构 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物。均苯型聚酰亚胺是以均苯四甲酸二酐与二胺基二苯醚采用非均相悬浮缩聚法，首先合成出聚酰胺酸(PA酸)再经加热脱水、环化(亚胺化)反应，即得到聚酰亚胺[3]。其亚胺化化学反应式通常为： 在主链重复结构单元中含酰亚胺基团，芳环中的碳和氧以双键相连，芳杂环产生共轭效应，
这些都增强了主键键能和分子间作用力。 3 聚酰亚胺的基本结构与性能的关系 3.1热性能 主链键能大，不易断裂分解。耐低温性好，很低的热膨胀系数。聚酰亚胺大量用于薄膜，突出特点是耐热性好。在250℃下，可连续使用70000h以上。在200℃时拉伸强度达98MPa(1000Kgf／cm2)以上；在300℃经1500h的热老化后，其拉伸强度仍可保持在初始值的2／3以上[5]。分子间距离主要决定于分子的三维堆积密度，分子越规整、对称性越强（越有利于结晶），分子堆积密度就越高，分子间距离就越小。对于同种类的分子，结晶的晶相密度总是高于非晶相密度，这就是结晶有利于耐热性提高的原因。分子主链上引入芳香基团，链刚性增大，使无规热运动链段增大，需要更高的温度链段才能运动（这也是对称的硬链段优先结晶的原因），这就是芳香基团的引入有利于耐热性提高的原因。总之分子间作用力越强、分子间距离越小，分子链刚性越大，所需平衡的无规热运动程度（温度）就越高，耐热性就越好[2]。依此推论，耐热性好的材料，应为分子主链是全芳香（大刚性）、分子间作用力强、分子主链无任何取代基（高对称）的材料，而聚酰亚胺这些条件都符合，所以其具有良好的耐热性。 3.2力学性能 拉伸、弯曲、压缩强度较高；突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。聚酰亚胺具有很好的机械性能。作为工程塑料，其弹性模量仅次于碳纤维。纤维增强的PI 塑料的强度[8]、模量能得到进一步提高。聚酰亚胺具有优良的耐磨减摩性，其机械性能随温度波动的变化小，高温下蠕变小，其蠕变速度甚至比铝还小，主要原因是聚酰亚胺分子链中含有大量的芳杂环的共轭效应。 3.3电性能 优良的电绝缘性能。偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小[7]。聚酰亚胺的大分子中虽然含有相当数量的极性基(如羰基和醚基)，但其电绝缘性优良，原因是羰基纳入五元环，醚键与相邻基团形成共扼体系。使其极性受到限制，同时由于大分子的刚性和较高的玻璃化温度，因此在较宽的温度范围内偶极损耗小，电性能十分优良。同时，聚酰哑胺还具有优异的耐电晕性能。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持较高的水平。 3.4耐化学药品性
热固性复合材料与热塑性复合材料
热固性复合材料与热塑性复合材料 1热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是应用十分广泛的复合型材料，这种材料是经过复合而成，在多高科技产品中都得到了广泛的应用与研究，例如在大型客运机的应用中，其不仅减轻了重量，并且还优化了飞机的性能，减轻了飞机在飞行过程中的阻碍，热固性树脂具有非常优异的开发潜能，其应用领域也会在其改性后得到更大的发展。 典型的热固性树脂复合材料分为以下几种： （1）酚醛树脂复合材料:随着对阻燃材料的强烈需求，美国西化学公司，道化学公司等一系列大型化学公司都先后研制成功了新一代的酚醛树脂复合材料。其具有优异的阻燃、低发烟、低毒雾性能和更加优异的热机械物理性能。在制备这种具有阻燃效果的材料上，研究人员重新设计思路，在加入不饱和键等其他基团条件下，提高了反应速度，减少了挥发组分。使酚醛树脂复合材料在其应用领域得到大力发展。 (2)环氧树脂复合材料:由于环氧树脂本身的弱点，研究人员对其进行了两面的改性研究，一面是改善湿热性能提高其使用温度;另一面则是提高韧性，进而提高复合材料的损伤容限。含有环氧树脂所制备的复
合材料己经大力应用到机翼、机身等大型主承力构件上。 (3)双马来酞亚胺树脂复合材料:在双马来酞亚胺树脂复合材料中，由于双马来酞亚胺树脂具有流动性和可模塑性，良好的耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和热膨胀系数小等优异性能，所以这种树脂则会广泛运用在绝缘材料、航空航天结构材料、耐磨材料等各个领域中。(4)聚酰亚胺复合材料:聚酰亚胺复合材料具有高比强度，比模量以及优异的热氧化稳定性。其在航空发动机上得到了广泛应用，主要可明显减轻发动机重量，提高发动机推重比。所以在航天航空领域得到了大力的发展和运用。 2热塑性树脂基复合材料 热塑性树脂基复合材料:其自身中的基体是热塑性树脂，该类复合材料是由热塑性树脂基体、增强相以及一些助剂组成。在热塑性复合材料中最典型和最常见的热塑性树脂有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯树脂、聚碳酸树脂、聚甲醛树脂、聚醚酮类、热塑性聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚飒等。 而热塑性树脂复合材料具有很多的特点，以下概述了一些热塑性树脂复合材料的特点。
聚酰亚胺
耐高温聚酰亚胺的合成及改性研究 结果表明，金纳米棒杂化改性的聚酰亚胺薄膜具有优异的效果。改性后的聚酰亚胺薄膜表面平整且具有发光效果。金纳米棒杂化改性聚酰亚胺薄膜与纯聚酰亚胺薄膜均具有良好的耐温性，掺杂0.01%含量的金纳米棒粒子具有更好的耐温性，比传统的聚酰亚胺薄膜耐高温温度提高了10℃左右，但两者的玻璃化转变温度并未发生明显变化。掺杂了0.01%含量的金纳米棒粒子后，PI/GNMRs 薄膜产生的了明显的红移现象，红移了10nm。 聚酰亚胺合成工艺的复杂，耗时较长，耗能较大，原料昂贵，污染较大等一直不能够得到有效的解决。如何能够制备性能良好，耗能较小，适用范围较广的聚酰亚胺是科学家不断追求的课题。 聚酰亚胺的性能主要包括以下方面： 耐高温性 由于聚酰亚胺具有相当特殊的体型结构，同时其分子链含有大量的芳香基，如苯环，酰亚胺键等，而芳香基（苯环，酰亚胺键等）具有较高的键能和分子间作用力，需要较高的温度提供能量才能够断裂，所以均能使聚酰亚胺材料具有想当高的耐温温度。其一般在500 ℃以上进行热分解。 耐低温性（耐寒性） 聚酰亚胺的耐低温性能，是所有高分子材料中少见优越的性能。据研究发现，聚酰亚胺在超低温液氮中，仍旧能够保持一定较好的机械性能，不会脆裂。 力学性能 聚酰亚胺具有优异的力学性能。聚酰亚胺薄膜的拉伸强度达到了180 MPa 以上，拉伸模量则能够达到3.0GPa 以上。经过一定的增强工艺（例如合金化，增韧化等）加工后，聚酰亚胺拉伸模量可大于210GPa 以上，较其它高分子材料而言，具有不可逾越的优秀性能。 尺寸稳定性 尺寸稳定性，是聚酰亚胺材料常用作制备电路版材料的原因。这是由于聚酰亚胺材料的热膨胀系数与金属的热膨胀系数相差较小，差值在1.0-2.0X10-5/℃。 光学性能 聚酰亚胺材料具有相当优秀的耐抗辐射性能，能在高温，高真空条件下保持稳定，较少的挥发物。 无毒稳定性 聚酰亚胺材料没有毒性，能够用作制备餐具和一些医疗替换用品。同时，聚酰亚胺耐几乎所有有机溶剂，耐部分无机酸，耐水解。 电学性能 聚酰亚胺具有良好的电学性能，其在电绝缘领域应用最广，被广泛的用做电绝缘漆包线的外层涂料或直接涂覆使用。聚酰亚胺具有一定的自润滑性能，能够耐老化，耐高压电击穿等。 耐辐射性 聚酰亚胺材料抗辐照性好，在高温、高真空及辐射下稳定，挥发物少。聚酰亚胺纤维经1ｘ1010rad 快电子辐照后，其强度保持率为90%。 化学稳定性 可溶性聚酰亚胺只能溶解在一些特定的溶剂（如NMP 等）中，几乎不溶于所有的有机溶剂，对稀酸稳定，耐水解，能在120℃中耐500h 的水煮。只有浓硫酸能够溶解或者破坏它，其耐腐蚀性与镍钢相近，但是聚酰亚胺材料耐碱性较差。 阻燃性
3一分钟读懂聚酰亚胺PI材料结构与性能
通常所说的聚酰亚胺材料是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，英文名Polyimide(简称PI)，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一。 聚酰亚胺结构与性能的关系如下图所示： 聚酰亚胺主要性质如下： 1、全芳香聚酰亚胺按热重分析，其开始分解温度一般都在500℃左右。由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达到600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
2、聚酰亚胺可耐极低温，如在-269℃的液态氦中不会脆裂。 3、聚酰亚胺具有优良的机械性能，未填充的塑料的抗张强度都在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜（Kapton）为170MPa以上，而联苯型聚酰亚胺（Upilex S）达到400MPa。作为工程塑料，弹性膜量通常为3-4GPa，纤维可达到 200Gpa，据理论计算，均苯二酐和对苯二胺合成的纤维可达500GPa，仅次于碳纤维。 4、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5，广成热塑性聚酰亚胺3×10-5，联苯型可达10-6℃，个别品种可达10-7。 5、一些聚酰亚胺品种不溶于有机溶剂，对稀酸稳定，一般的品种不大耐水解，这个看似缺点的性能却使聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大的特点，即可以利用碱性水解回收原料二酐和二胺，例如对于Kapton薄膜，其回收率可达80％－90％。改变结构也可以得到相当耐水解的品种，如经得起120℃，500小时水煮。 6、聚酰亚胺具有很高的耐辐照性能，其薄膜在5×109rad 快电子辐照后强度保持率为90％。
7、聚酰亚胺具有良好的介电性能，介电常数为3.4左右，引入氟，或将空气纳米尺寸分散在聚酰亚胺中，介电常数可以降到2.5左右。介电损耗为10-3，介电强度为 100-300KV/mm，广成热塑性聚酰亚胺为300KV/mm，体积电阻为1017Ω/cm。这些性能在宽广的温度范围和频率范围内仍能保持在较高的水平。 8、聚酰亚胺是自熄性聚合物，发烟率低。 9、聚酰亚胺在极高的真空下放气量很少。 10、聚酰亚胺无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数千次消毒。有一些聚酰亚胺还具有很好的生物相容性，例如，在血液相容性实验为非溶血性，体外细胞毒性实验为无毒。 聚酰亚胺PI性质小结： 1、力学性能：拉伸、弯曲、压缩强度较高，突出的抗蠕变性和尺寸稳定性。 2、热性能：主链键能大、不易断裂分解、耐高温、耐低温、低热膨胀系数。
聚酰亚胺基础知识
聚酰亚胺 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘材料 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是"解决问题的能手"（protion solver），并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 缩聚型聚酰亚胺 缩聚型芳香族聚酰亚胺是由芳香族二元胺和芳香族二酐、芳香族四羧酸或芳香族四羧酸二烷酯反应而制得的。由于缩聚型聚酰亚胺的合成反应是在诸如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮等高沸点质子惰性的溶剂中进行的，而聚酰亚胺复合材料通常是采用预浸料成型工艺，这些高沸点质子惰性的溶剂在预浸料制备过程中很难挥发干净，同时在聚酰胺酸环化（亚胺化）期间亦有挥发物放出，这就容易在复合材料制品中产生孔隙，难以得到高质量、没有孔隙的复合材料。因此缩聚型聚酰亚胺已较少用作复合材料的基体树脂，主要用来制造聚酰亚胺薄膜和涂料。 加聚型聚酰亚胺 由于缩聚型聚酰亚胺具有如上所述的缺点，为克服这些缺点，相继开发出了加聚型聚酰亚胺。目前获得广泛应用的主要有聚双马来酰亚胺和降冰片烯基封端聚酰亚胺。通常这些树脂都是端部带有不饱和基团的低相对分子质量聚酰亚胺，应用时再通过不饱和端基进行聚合。 ①聚双马来酰亚胺 聚双马来酰亚胺是由顺丁烯二酸酐和芳香族二胺缩聚而成的。它与聚酰亚胺相比，性能不差上下，但合成工艺简单，后加工容易，成本低，可以方便地制成各种复合材料制品。但固化物较脆。 ②降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂 其中最重要的是由NASA Lewis研究中心发展的一类PMR（for insitu polymerization of monomer reactants, 单体反应物就地聚合）型聚酰亚胺树脂。RMR型聚酰亚胺树脂是将芳香族四羧酸的二烷基酯、芳香族二元胺和5-降冰片烯-2，3-二羧酸的单烷基酯等单体溶解在一种尝基醇（例如甲醇或乙醇）中，为种溶液可直接用于浸渍纤维。
聚酰亚胺
聚酰亚胺( PI) 聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达 400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，无明显熔点，高绝缘性能，103 赫下介电常数，介电损耗仅～，属F至H级绝缘材料。 聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环（-CO-NH-CO-）的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。 性能： 1.外观淡黄色粉末 2.弯曲强度(20℃) ≥170MPa 3.密度～cm3 4.冲击强度(无缺口) ≥28kJ/m2 5.拉伸强度≥100 MPa 6.维卡软化点 >270℃ 7.吸水性(25℃，24h) 8.伸长率 >120% 钛酸钡 分子式:BaTiO3 分子量:性状白色粉末熔点1625℃相对密度溶解性：溶于浓硫酸、盐酸及氢氟酸，不溶于热的稀硝酸、水和碱。熔点:1625℃ 钛酸钡是一致性熔融化合物，其熔点为1618℃。在此温度以下，1460℃以上结晶出来的钛酸钡属于非铁电的6/mmm。此时，六方晶系是稳定的。在1460~130℃之间钛酸钡转变为立方钙钛矿型结构。在此结构中Ti4+(钛)居于O2-(氧离子)构成的氧中央，Ba2+(钡
离子)则处于八个氧八面体围成的空隙中（见右图）。此时的钛酸钡晶体结构对称性极高，因此无偶极矩产生，晶体无，也无。 随着温度下降，晶体的对称性下降。当温度下降到130℃时，钛酸钡发生顺电-铁电相变。在130~5℃的温区内，钛酸钡为四方晶系4mm，具有显着地铁电性，其沿c轴方向，即[001]方向。钛酸钡从转变为四方晶系时，结构变化较小。从来看，只是沿原的一轴（c 轴）拉长，而沿另两轴缩短。 当温度下降到5℃以下，在5~-90℃温区内，转变成mm2点群，此时晶体仍具有，其自发极化强度沿原立 方的面对角线[011]方向。为了方便起 见，通常采用的参数来描述的。这样处理 的好处是使我们很容易地从中看出的情 况。钛酸钡从转变为正交晶系，其结构变 化也不大。从来看，相当于原的一根面对 角线伸长了，另一根面对角线缩短了，c轴不变。 当温度继续下降到-90℃以下时，晶体由转变为三方晶系3m，此时晶体仍具有铁电性，其自发极化强度方向与原立方晶胞的[111]方向平行。钛酸钡从转变成三方晶系，其结构变化也不大。从晶胞来看，相当于原立方晶胞的一根伸长了，另一根体对角线缩短了。
热塑性复合材料
热塑性复合材料 一、热塑性复合材料的现状和发展趋势 热塑性复合材料可在熔融状态下可成为无定形状的制品，并可再加热熔融而制成另一种形状的制品，还可重复多次再生使用而其物理机械性能不发生显著的变化。另外，它可一次性制成形状十分复杂而尺寸十分精密的制品，生产周期仅需数分钟。由于热塑性塑料经过增强后，性能大为提高，有些机械性能已跨进了金属强度的范围，从而大大扩展了复合材料的使用范围，可以代替金属和木材。 热塑性复合材料抗冲击损伤容限高，冲击后残余压缩强度比热固性复合材料大，并且热塑性复合材料具有好的热压缩强度。由于热塑性复合材料加工中的高温和高粘度，所使用的模具成本高，而且热塑性树脂高温强度和化学稳定性不如热固性树脂，加上使用经验不足，应用还不十分广泛。 在过去5年里，全球热塑性复合材料（TPC）市场需求显著增长，预计未来5年全球TPC出货量将以5.9%的速度增长，2014年TPC市场将达到62亿美元。 全球领先的管理咨询和市场研究机构Lucintel公司对世界TPC市场进行全面分析后，发表了一份题为《2009~2014年全球热塑性复合材料市场的机遇：趋势、展望与机会分析》的研究报告。按照这项研究，最近5年TPC的热点是LFT 即长纤维增强TPC应用。运输行业成为TPC最大的市场，超过了消费品市场。为了获得竞争优势，材料供应商已经将技术开发重点放在客户定制解决方案上，秉承以客户需求为导向、以创新为推动的发展战略，从而实现更广泛的市场渗透。文中还指出，TPC供应商必须理顺价格，改善加工性能、产品性能，提高生产效率以及产品回收率。 二、热塑性复合材料的应用 （1)作为金属材料的取代物 多年以来，热塑性复合材料正在替代轿车和轻型货车上的金属部件，这不仅仅是为了获得美观的外壳，更主要的是集成起来的组件可以降低重量和成本，并且大大简化了生产线的操作。具体说来其优点如下： 降低成本—用热塑性复合材料制造零件部件，使原先需组合的零件简化成一个整体部件，从而提高生产效率，降低废/次品率，最终降低成本。 降低重量—热塑性复合材料的密度一般为0.9g/cm^3-1.6g/cm^3，大大低于金属材料，用这种材料制造汽车零配件，可减轻汽车重量，节省燃料，提高燃料使用率，亦符合环保要求，减轻汽车重量100Kg，可降低燃料消耗8-11.5L；减轻200Kg，则可降低燃料消耗21-26L，效果明显。 提高生产效率—采用热塑性复合材料制造零部件，从设计到投产所需的时间缩短，原先需花4年作一个小的设计变动，用8年来引进一个新的工艺，现在更新一条生产线平均只需24个月。 降低噪音，增加舒服感—顾客需要汽车内部的舒适，这就需要更多的塑料制品（包括仪表板，座椅，汽车内部装潢部件）。热塑性复合材料的内部阻尼很高，消音效果良好；并且着色容易，如可连续染色、涂漆、镀金属等。
聚酰亚胺论文
耐高温聚酰亚胺材料研究进展 摘要:聚酰亚胺占有绝对的主导地位。具有高强度、高绝缘性、耐辐射、耐化学等综合性能，在绝缘材料和结构材料、功能材料等方面的应用正不断扩大，以多种材料 的形式，例如薄膜、纤维、塑料、复合材料、涂料、胶黏剂、分离膜、光刻胶、液晶取向剂等在航天、航空、微电子、机电、化工、汽车等方面都有广泛的应用。 关键词:聚酰亚胺;耐高温;复合材料 引言: 聚酰亚胺材料具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高电绝缘、低介电常数与损耗、耐辐射、耐腐蚀等优点,同时具有真空挥发份低、挥发可凝物少等空间材料的特点,可加工成聚酰亚胺薄膜、耐高温工程塑料、复合材料用基体树脂、耐高温粘结剂、纤维和泡沫等多种材料形式,因此在航天、航空、空间、微电子、精密机械、医疗器械等许多高新技术领域具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。近年来,世界范围内聚酰亚胺材料的发展无论在基础研究层面还是高新技术应用层面都呈现出快速发展的态势;国内在该领域的研究也十分活跃,;在产业化方面,以聚酰亚胺薄膜为代表的聚酰亚胺产业正在逐步形成,从业厂家超过80家,产值超过10亿元;在材料应用方面,微电子工业已经取代传统的电气绝缘行业成为聚酰亚胺材料尤其是薄膜的最大应用领域,同时在航天、航空、空间、光电显示、医疗器械等领域也呈现出诱人的发展势头。 1聚酰亚胺合成方法 1.1聚酰亚胺复合材料的制备与成型 1.1.1聚酰亚胺树脂预浸液和预聚物的制备 将３，４′－ＢＰＤＡ和４－ＰＥＰＡ进行甲酯化，制得白色和淡黄色的酯化粉末（ＰＤＥ和ＰＥＰＥ）。然后按照一定比例将ＢＰＤＥ、ＰＥＰＥ和二胺加入溶剂中，计算固含量为４０％（质量分数），加热回流搅拌２ｈ即得棕红色的树脂预浸液。 1.1.2复合材料的制备与成型 将树脂预浸液用旋转蒸发仪蒸除大部分溶剂后，将黏稠的棕红色液体趁称取适当树脂预浸液分三次均匀涂覆到石英纤维布上，４０～６０℃热处理１２ｈ，得到具有一定黏附性的预浸料。理论计算固化后的复合材料树脂体积分数为４０％。将预浸料裁制成一定大小的铺层料后放入模具，按照本研究的优化加工工艺进行材料制备。 1.2聚酰亚胺薄膜的制备 以3, 3' -二氨基-4, 4' -二羟基联苯(DADHBP)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPOPP)和3,3' ,4,4' -四羧酸二苯醚二酐(ODPA)为单体,按不同的配比聚合,制膜,分别获得了PI-1、PI-2、PI-3、PI-4、PI-5、PI-6、PI-7和PI-8系列聚酰亚胺薄膜。各聚酰亚胺薄 膜的单体配比如表1所示
热固性复合材料纤维缠绕工艺的关键技术
热固性复合材料纤维缠绕工艺的关键技术 玻璃纤维缠绕是玻璃钢结构生产中的一种重要的成型工艺。由于这种工艺易于实现机械化、自动化，与其它成型工艺相比，劳动强度低，产品的质量稳定，成本低，因此得到了广泛的应用。 1、纤维缠绕工艺 纤维缠绕工艺一般可分为干法缠绕和湿法缠绕两类。所谓干法缠绕，是将干纤维束缠绕在芯模上，然后喷涂树脂，并用压辊滚压浸透的工艺方法。采用这种方法缠绕，设备清洁，可改善劳动条件，但对连续纤维的无捻性、浸透性要求较严，并需要充分滚压，否则容易发生干裂现象。 湿法缠绕是将浸胶后的玻璃纤维集束，在一定张力控制下直接缠绕在芯模上的工艺方法。采用这种方法可使不同规格纤维有较强的适应性，无需滚压即可使纤维充分浸透。使用这种方法生产的产品质量稳定，气密性能好。但对缠绕过程的各个环节需要严格的人工维护，从而增加了劳动强度。例如，导丝头、浸胶槽等装置在每次缠绕结束后必须认真刷洗，使其保持良好的清洁状态 无论采用上述哪一种缠绕工艺，选择纤维缠绕方向是十分重要的，因为纤维缠绕方向可以决定其结构在不同方向的强度比，可使玻璃钢结构获得合理的强度分配。内压圆筒是一个典型的例子，采用接近缠绕角θ=55°，就可使结构在环向与轴向的强度比（2：1），恰好与实际受力状态一致。 缠绕制品多为圆柱体、球体等，本讲座以管、罐为例讨论纤维缠绕工艺。 2、缠绕成型工艺原理 2.1 缠绕规律的分类： 2.1.1环向缠绕 这是圆柱体圆周方向的缠绕。缠绕时，芯模绕自己轴线作匀速转动，导丝头在平行于芯模轴线方向的筒身区间运动，芯模每转一周，导丝头移动一个纱片宽度，如此循环下去，直至纱片布满芯模圆筒段表面为止。 环向缠绕的特点是：缠绕只能在筒身段进行，不能缠封头（曲面体）。邻近纱片之间相接而不相交。纤维的缠绕角通常在85～90°之间。 为使纱片能一束挨一束地布满芯模表面，必须保证芯模旋转与导丝头平移，使这两个运动相互协调。 2.1.2 螺旋缠绕 芯模绕自己轴线匀速转动，导丝头按特定速度沿芯模轴线方向往复运动。于是，在芯模的筒身和封头上就实现了螺旋缠绕，其缠绕角约为12-70°。 在螺旋缠绕中，纤维缠绕不仅在圆筒段进行，而且在封头(曲面体)上也可进行。纤维从容器一端的极孔圆周上某点出发（或从圆筒体上），随后，按螺旋线轨迹经过圆筒段，进入另一端封头，如此循环下去，直至芯模表面均匀布满纤维止。由此可见，纤维缠绕的轨迹是由圆筒段的螺旋线和封头上与极孔相切的空间曲线所组成。在缠绕过程中，纱片若以右旋螺纹缠到芯模上，返回时，则以左旋螺纹缠到芯模上。 螺旋缠绕的特点是每条纤维都对应极孔圆周上的一个切点，相同方向邻近纱片之间相接而不相交，不同方向的纤维则相交。这样，当纤维均匀缠满芯模表面时，就构成了双层纤维层。 2.1.3纵向缠绕
(完整版)复合材料的种类及特点
复合材料的种类及特点 用塑性材料将另一种高强度的纤维按受力方向粘接在一起，以获得一定的综合性能，这种材料则被称为复合材料。但是在近年来复合材料的定义又有了更广泛的含义。由两种或两种以上的材料复合在一起，并获得了新性能的材料都可以称其为复合材料。基体一般为一种连续相的材料，它把纤维或者是粒子等等的增强材料固结成为一个整体，所以在不同的基体和不同的增强材料下可以组成不同类型的复合材料。复合材料的分类方法有四种:第一种则是利用构成材料进行分类;第二种则是按照复合性质进行分类;第三种则是利用复合效果进行分类;第四种则是按照结构特点进行分类。通过这四种不同的分类方法可以将制备成型的复合材料进行有规律的分类。在我国复合材料拥有良好的发展空间，其首要的原因则是由于能源的短缺，不少陆地资源陆续出现枯竭的现象，同时随着社会的进步和发展所带来的工业化发展和人口急剧增加都会造成环境恶化等严重的问题;另一方面人们将步入高度的信息化社会，同时伴随着人们生活质量的提高。最后是我国国防事业的大力发展，在这些方面上都提供了复合材料发展的机遇。在复合材料领域中，由高比强度、比模量的高性能纤维作为增强体的树脂基复合材料被称为先进树脂基复合材料，它一直是发达国家对复
合材料应用和研究的主体。先进树脂基复合材料具有比强度和比刚度高，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点，充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。所以在研究领域发展先进树脂基复合材料成为至关重要的一项课题。 先进树脂基复合材料中包含有热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料。其中热固性树脂基体在制备过程中产生交联反应，在理想的交联反应中不但能形成体型交联结构，而且在交联反应中能形成附加的刚性环结构，大大提高了热固性复合材料在极端恶劣环境下的使用，所以在大多数己经成型的研究中热固性树脂己经成为主要的研究对象，其在航空航天领域、能源工业方面、电子工业方面、体育日用品方面、建筑结构工程方面都做出了杰出的贡献。 热固性树脂复合材料的基体主要分为以下几种类型。 （1）环氧树脂(EP)基体:综合性能优异，工艺性好，价格较低，粘结力强，稳定性好目前依然是在各个领域中应用最广泛的树脂基体。但是由于环氧树脂基体还存在韧性不足耐湿耐热性能比较差，在制备预浸料的储存上时间较短，所以要在解决这些不足的基础上对环氧树脂基体进行各种性能的改性研究。随着科技的发展，环氧树脂的性能越
耐高温聚酰亚胺材料研究进展
耐高温聚酰亚胺材料研究进展 杨士勇*,范 琳,冀 棉,胡爱军,杨海霞,刘金刚,何民辉 (中国科学院化学研究所高技术材料实验室,北京 100190) 摘要:聚酰亚胺树脂具有出众的耐高温、耐低温性能,以及优异的力学、电绝缘、介电性能,在航天、航空、空 间等高新技术领域具有重要的应用价值。本文主要介绍中国科学院化学研究所近年来在聚酰亚胺树脂领域的 研究进展。 关键词:聚酰亚胺;耐高温;力学性能;介电性能 引言 芳香族聚酰亚胺材料具有优异的耐高温、耐低温、高强高模、高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高电绝缘、低介电常数与损耗、耐辐射、耐腐蚀等优点,同时具有真空挥发份低、挥发可凝物少等空间材料的特点,可加工成聚酰亚胺薄膜、耐高温工程塑料、复合材料用基体树脂、耐高温粘结剂、纤维和泡沫等多种材料形式,因此在航天、航空、空间、微电子、精密机械、医疗器械等许多高新技术领域具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。近年来,世界范围内聚酰亚胺材料的发展无论在基础研究层面还是高新技术应用层面都呈现出快速发展的态势;国内在该领域的研究也十分活跃,中国科学院化学研究所等单位都在聚酰亚胺材料的基础与应用基础方面进行了大量的研究;在产业化方面,以聚酰亚胺薄膜为代表的聚酰亚胺产业正在逐步形成,从业厂家超过80家,产值超过10亿元;在材料应用方面,微电子工业已经取代传统的电气绝缘行业成为聚酰亚胺材料尤其是薄膜的最大应用领域,同时在航天、航空、空间、光电显示、医疗器械等领域也呈现出诱人的发展势头。 近年来,中国科学院化学研究所在聚酰亚胺材料的基础与应用基础研究领域进行了系统的研究工作,研究工作主要集中下述5个方面,包括:(1)耐高温聚酰亚胺树脂基体;(2)耐高温聚酰亚胺超级工程塑料;(3)高性能功能性聚酰亚胺薄膜;(4)微电子制造与封装用聚酰亚胺树脂;(5)耐高温聚酰亚胺结构粘结剂等。本文主要介绍耐高温聚酰亚胺树脂基体、耐高温聚酰亚胺超级工程塑料、高性能功能性聚酰亚胺薄膜和微电子制造与封装用聚酰亚胺树脂等方面的研究进展。 1 耐高温聚酰亚胺基体树脂 聚酰亚胺树脂与环氧树脂和双马来酰亚胺树脂一起被认为是碳纤维增强树脂基结构复合材料的三大树脂基体,是目前耐热等级(长期使用温度>300 ,短期使用温度>500 )最高的树脂基体(环氧树脂:<200 ;双马来酰亚胺树脂:<250 ),与碳纤维复合制备的碳纤维/聚酰亚胺树脂复合材料具有轻质(比重<1 8g/cm3)、高比强度、高比模量、耐高温、耐低温等特点,在航天航空等高技术领域具有重要的应用价值。但是,聚酰亚胺树脂由于化学结构的高度刚性,存在着既难溶又难熔,不易加工成型等缺点;因此,从材料的结构设计开始,通过调控材料的化学结构,实现材料既具有高耐温、高强韧等优异的综收稿:2011-08-26;修回:2011-08-29; 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50373047,50673096,51073168,50803068,50903087,50873104,51011120100, 50610305028,50403025); 作者简介:杨士勇(1960-),男,中国科学院化学研究所研究员,高技术材料实验室主任,1999年国家杰出青年自然科学基金获得者,主要研究领域:耐高温聚酰亚胺材料的结构设计、制备、性能及应用; *通讯联系人:E-mail:shiyang@https://www.360docs.net/doc/41752539.html,.