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
聚酰亚胺的制备过程如下:将DADHBP,BAPOPP和DMAc放入聚合瓶中,室温下搅拌溶解后,加入ODPA,搅拌反应2 h后,得到聚酰胺酸。将所得的聚酰胺酸延流成膜。最后在烘箱中梯
度升温环化,升温程序为:室温→100℃/ 1 h+150℃/1 h+200℃/1 h+250℃/1 h,自然冷却,脱膜, 即得到了透明坚韧的聚酰亚胺薄膜。具体化学反应方程式如图1所示。
1.3新型耐370℃聚酰亚胺预浸料及复合材料的制备
UT500 / KH370 单向预浸料采用湿法缠绕工艺制得．单向预浸料的含胶量为44 ±4%，纤维面密度为165 ±2%，单层厚为0. 15mm，自由溶剂含量控制在10 ±4%．复合材料的成型采用模压成型工艺．先将预浸料在120 ～240℃处理，再升温至260 ～320℃保温施加1.5 ～3.0MPa 压力，350 ～400℃保温2h ～4h，缓慢降温至200℃卸压并冷却至室温．固化成型后的复合材料还需要在高温烘箱中高温常压后固化．
2 聚酰亚胺材料的耐热性与结构
2.1聚酰亚胺树脂及石英纤维/PI复合材料的热性能
由于所研制的树脂体系均采用芳香族的３，４′－ＢＰＤＡ和ＰＥＰＡ封端剂，树脂固化后均形成共轭的大分子结构，因此树脂的耐热氧化性很高，在空气中的Ｔ５％均大于５６０℃，且固化后复合材料的玻璃化转变温度随分子质量的降低呈现规律性的上升趋势。这是因为分子质量降低使树脂封端官能团含量相对增加，固化后交联密度加大。将复合材料经过一定条件的后固化处理，其交联密度进一步提高，Ｔｇ仍能增加十几度。表１为固化后树脂的热失重和复合材料的热性能数据。
图５为树脂低聚物和固化物的热分析结果。可以看到，１７０℃的吸收峰是树脂低聚物的β转变，表现的是低聚物次级松弛过程。而２５０℃处的吸热峰归因于低聚物的玻璃化转变，在３２０～４００℃区间内的放热峰是苯乙炔苯酐封端基发生扩链与交联反应所致，峰值温度为３７３℃。固化后二次扫描曲线的吸热峰为树脂固化物的玻璃化转变温度，约为３６０℃。
2.2聚酰亚胺薄膜的耐热性
聚酰亚胺的DSC谱图见图4。从图4中可以看出,PI-3和PI-5的玻璃化转变温度(Tg)不是很明显。而PI-1、PI-2、PI-4、PI-6、PI-7和PI-8体系,随着DADHBP摩尔比的增加,体系的Tg逐渐升高。仅有DADHBP与ODPA聚合的PI-1的Tg为276.7℃,而仅有BABOPP与ODPA聚合的PI-8的Tg为205.9℃。PI-1~PI-8的玻璃化转变温度Tg见表3
2.3YILUN纤维的热稳定性
YILUN纤维具有长久热稳定性，在高温下具有优良的强度、刚性、耐疲劳性及良好的电气性能。长期工作温度可高达300℃。YILUN亦能耐极低温，在-267℃液氦0
中仍不脆裂。是极佳的保温、隔热（寒）材料。
2.4新型耐370℃聚酰亚胺材料的耐热性
复合材料的耐热性主要包括复合材料的热氧化稳定性( TOS) 和玻璃化转变温度( Tg) ．前者决定了复合材料使用上限温度，一般热氧化稳定性采用热分解温度来表征．后者决定了复合材料作为结构材料的工作温度，常用玻璃化转变温度来表征．由测试结果可知，空气气氛中纯树脂的Td5%分解温度为545℃，Td10%574℃，惰性气体气氛中Td5%分解温度为550℃，Td10%580℃．复合材料的Tg 为417℃．表明新型聚酰亚胺复合材料具有优异的耐热性能．
3聚酰亚胺耐热性的提高
3.1新型耐370℃聚酰亚胺材料的耐热性的提高
复合材料的耐热性主要包括复合材料的热氧化性稳定性和玻璃化转变温度，提高热氧化稳定性可以增加复合材料使用的上限温度。提高玻璃转变温度可以提高结构材料的工作温度。
3.2YILUN纤维耐热性的提高
加入适当比例的催化剂，大幅度改善胶液的溶解行为和表观黏度，包括凝固浴的组成、温度、水洗程度、干燥温度及溶剂含量等的控制，都是保证得到优质原丝的关键。凝固浴的组成、温度等是初生纤维质量控制的关键因素之一，对原丝的结构起决定作用。原丝的干燥过程和原丝的再反应过程控制是获得高性能纤维的关键步骤，也是关系纤维微结构的重要因素。
3.3新型聚酰亚胺薄膜耐热性的提高
提高其玻璃转变温度
3.4聚酰亚胺树脂耐热性的提高
降低树脂封端官能团含量，从而使固化后的交联度加大，从而增加玻璃转变温度，提高其耐热性。
4聚酰亚胺的应用领域及国内外研究现状
聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中使用温度最高的品种之一，应用十分广泛，是多个领域的关键材料，是新材料领域中的耐高温高分子材料。聚酰亚胺具有优异的综合性能，在已经产业化的芳杂环聚合物中，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。
聚酰亚胺因性能优异，国际上早在20世纪60年代就开始对聚酰亚胺纤维的制造开展了研究。目前我国耐高温聚酰亚胺纤维的研制尚处于初级阶段，国内的水泥、电力、钢铁、垃圾焚烧等行业除尘器应用的聚酰亚胺纤维以往全球只有奥地利的一家公司独家生产，由于价格昂贵，国内的应用仍处于受制于人的状态。因此研制、生产具有自主知识产权的聚酰亚胺纤维系列产品具有重大意义。随着国家对环保要求的提高，可以预见，聚酰亚胺纤维的需求将会在未来3～5年中成倍增长
5结束语
聚酰亚胺材料优异的耐高温、耐低温性能使其成为一类非常重要的高技术材料,广泛应用于航天、航空、空间、微电子、特种电气等领域,但是由于材料的结构刚性引起的难溶难熔特性一直是聚酰亚胺材料实际应用过程中遇到的技术挑战。因此,如何在分子水平上,寻找
解决聚酰亚胺材料成型工艺性能的方法是化学家面临的一个持续而艰巨的课题。我国聚酰亚胺纤维在高温滤袋上的使用还处于初级阶段，很多应用技术还处于探索阶段，与国外滤料在应用条件上也存在着差异，因此不能照搬国外的经验。
参考文献：
[1] 孙飞,逄媛媛,刘丽杰,等.聚酰亚胺-轶纶的热稳定性研究[J].合成纤维.2012,41(6):6-9.
[2]孟祥胜,李洪深,杨慧丽,等. 耐高温异构聚酰亚胺树脂及其复合材料[J].复合材料学报，2011,28(6):23-27.
[3]赵伟栋,蒋文革,孙红卫,等.新型耐370℃聚酰亚胺复合材料固化工艺与性能研究[J].材料科学与工艺，2011,19(5):125-130.
[4]徐永芬,虞鑫海,费斐,等.新型聚酰亚胺薄膜的制备及其性能研究[J].绝缘材料. 2010,43(3):1-4
[5] 虞鑫海,胡志强.新型聚酰亚胺的合成及其性能[J].绝缘材料通讯. 2000,(6):10-16
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。
聚酰亚胺科普材料
聚酰亚胺 一、概述 英文名：Polyimide ；简称：PI 。 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，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。聚酰亚胺是目前已经工业化的高分子材料中耐热性最高的品种，具有耐高温、耐低温、机械性能优越、耐有机溶剂、耐辐射、介电性能良好、无毒等诸多特性，可以作为薄膜、涂料、塑料、复合材料、胶粘剂、泡沫塑料、纤维、分离膜、液晶取向剂、光刻胶等产品，被称为“解决问题的能手”，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。在国家《新材料产业“十二五”发展规划》中，聚酰亚胺被列为重点发展的先进高分子材料。 一、性能 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。由联苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺，热分解温度达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，均苯四甲酸二酐和对苯二胺合成的纤维可达 500Gpa，仅次于碳纤维。
4、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。 5、聚酰亚胺的热膨胀系数在2×10-5－3×10-5/℃，南京岳子化工YZPI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/℃。 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。 二、合成工艺 聚酰亚胺品种繁多、形式多样，在合成上具有多种途径，主要包
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
热固性聚酰亚胺研究进展 摘要：热固性聚酰亚胺作为一类先进的基体树脂，在航空航天、印制电路板、高温绝缘材料等领域的应用不断扩大。相对于热塑性聚酰亚胺来说，热固性聚酰亚胺具有更好的可加工性能。而且，其加工窗口温度可通过变换不同反应性端基来实现。若选用合适的反应性端基，其在固化时无小分子挥发物放出。对热固性聚酰亚胺的研究现状分类作了综述，对降冰片烯、烯丙基降冰片烯、乙炔基、苯乙炔基、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、苯并环丁烯等封端型热固性聚酰亚胺的研究进展进行了重点阐述。【1】。 关键字：聚酰亚胺热固性封端剂发展 概述 当世界上对芳环和杂环结构的高温聚合物的研究仍然相当活跃，尤其在高技术材料领域离不开高温聚合物的开发，如聚苯硫醚、聚醚矾、聚苯并咪哇、聚苯并唾哇、聚苯并哇、聚唾握琳和聚酰亚胺等，其中最为成功的材料数聚酸亚胺。聚酰亚胺原料易得价廉，机械性能、电学性能和摩擦性能等优异，被广泛应用于各个领域，其形式可以是纤维、薄膜和塑料等，其中用作复合材料的树脂基体成为重要的一部分。聚酰亚胺的复合工艺通常是把聚酞胺酸溶于极性溶剂如N一甲基毗咯烷酮、二甲基甲酞胺，用其浸渍纤维，最后亚胺化并压制成品。由于溶剂存在(亲和性好，极难除尽)会引起增塑，环化产生的水易导致形成多孔材料，影响最终材料的高温性能，因此，热固性聚酰亚胺引起研究者极大兴趣。热固性聚酰亚胺是一种含有亚胺环和反应活性端基的低分子量物质或齐聚物，在热或光引发下发生交联而无小分子化合物放出。按其结构可分为：降冰片烯封端的聚酰亚胺、乙炔封端的聚酰亚胺、苯并环丁烷封端的聚酰亚胺和马来酸醉封端的聚酸亚胺。 众所周知，环氧树脂加工性能优良，但温/湿性能差，而热固性聚酰亚胺兼有优异的耐热性能和加工性能，近几年来发展迅速。人们预言热固性聚酰亚胺将替代环氧树脂，把材料的性能等级提高一步。以下就热固性聚酰亚胺发展、应用和前景作些讨论【23】。 聚酰亚胺的研究进展 含乙炔基封端的聚酰亚胺 乙炔基封端的聚酰亚胺 含乙炔基封端剂主要是含乙炔基的芳香单胺和单酐。根据乙炔在封端剂中的位置不同，又可以分为乙炔基在链端的乙炔封端型和乙炔基在链中的以苯乙炔苯酐为代表的苯乙炔封端型。 华东理工大学国防工程材料研究所的黄发荣等用均苯四甲酸二酐 (PMDA )和 4，4'- 二氨基二苯醚用 3- 乙炔基苯胺(EA)封端，得到固体聚酰亚胺[1]。同样，以 4，4'- 氨基二苯醚和 4，4'- 氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)和 4，4'- 二氨基二苯醚和双酚 A 醚双邻苯二甲酸酐(BEA)为原料分别合成乙炔基封端的聚酰亚胺。还分别合成了异酰亚胺，比较了两类物质的相关性能。以 ODPA 和 BEA 为二酐合成了新颖结构的乙炔基封端的聚酰亚胺，所合成的乙炔基封端的聚酰亚胺树脂在 230℃以上发生固化交联反应，具有流动性好、加工窗宽的特点。异酰亚胺的溶解性和在熔融状态下的流动性比聚酰亚胺好。 苯乙炔基封端的聚酰亚胺 使用4-苯乙炔基苯胺(4-PEA)作为反应性封端剂，和3，3c，4，4c-二苯醚
聚酰亚胺
聚酰亚胺 季佳伟 摘要：介绍聚酰亚胺的单体，工业合成的配方，工业合成工艺以及在各个领域的应用。 关键词：二元酐、二元胺、聚酰亚胺、合成 一、概述： 聚酰亚胺（PI）是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温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（-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。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"，并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。 二、聚酰亚胺的单体 聚酰亚胺的单体是二元酐(或四酸）和二元胺。二酐、二胺品种繁多，来源广泛。不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。只要二酐（或四酸）和二胺的纯度合格，不论采用何种缩聚方法，都很容易获得足够高的分子量，加入单元酐或单元胺还可以很容易的对分子量进行调控。以二酐（或四酸）和二胺缩聚，只要达到一等摩尔比，在真空中热处理，可以将固态的低分子
量预聚物的分子量大幅度的提高，从而给加工和成粉带来方便。但是单体的二酐和二胺在高真空下容易升华。 聚酰亚胺的单体是二酐（四酸）和二胺。二胺的合成方法比较成熟，许多二胺也有商品供应。二酐则是比较特殊的单体，除了用作环氧树脂的固化剂外主要都是用于聚酰亚胺的合成。均苯四甲酸二酐和偏苯三酸酐可由石油炼制产品重芳烃油中提取的均四甲苯和偏三甲苯用气相和液相氧化一步得到。其它重要的二酐，如二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐等已由各种方法合成，但成本十分昂贵，例如六氟二酐每千克达到上万元。中国科学院长春应用化学研究所开发的由邻二甲苯氯代、氧化再经异构化分离可以得到高纯度的4-氯代苯酐和3-氯代苯酐，以这二种化合物为原料可以合成一系列二酐，其降低成本的潜力很大，是一条有价值的合成路线。国外的聚酰亚胺要是美国杜邦在生产，国内还有常州建邦塑料制品有限公司及常州永邦塑业在生产。 三、聚酰亚胺的工业合成配方 聚酰亚胺可以由二酐和二胺在极性溶剂，如DMF，DMAC,NMP或THE/甲醇混合溶剂中先进行低温缩聚，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催化剂，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。此外，还可以由四元酸的二元酯和二元胺反应获得聚酰亚胺；也可以由聚酰胺酸先转变为聚异酰亚胺，然后再转化为聚酰亚胺。 四、聚酰亚胺的工艺合成方法
聚酰亚胺材料介绍
聚酰亚胺 一、概述 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"。 二、聚酰亚胺的性能 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、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。 5、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℃。 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。 三、合成上的多种途径： 聚酰亚胺品种繁多、形式多样，在合成上具有多种途径，因此可以根据各种应用目的进行选择，这种合成上的易变通性也是其他高分子所难以具备的。 1、聚酰亚胺主要由二元酐和二元胺合成，这两种单体与众多其他杂环聚合物，如聚苯并咪唑、聚苯并哑唑、聚苯并噻唑、聚喹哑啉和聚喹啉等单体比较，原料来源广，合成也较容易。二酐、二胺品种繁多，不同的组合就可以获得不同性能的聚酰亚胺。
形状记忆聚氨酯
形状记忆聚氨酯 陈金香 04300003 摘要 介绍了形状记忆聚氨酯的发展状况,分析了记忆过程及原理、影响因素、合成制备、性能以及应用,并指出了其目前性能上的不足今后研究的重点及其发展趋势 关键词:形状记忆;聚氨酯;进展;综述。 形状记忆聚合物(Shape Momery Polymer ,SMP) 的发现甚至比形状记忆合金还早,它是智能结构中最先应用的一种驱动元件[5]。它是指具有初始形状的制品经形变固定后,通过加热等外部刺激手段的处理又可使其恢复初始形状的聚合物[1]。SMP 可以是单—组分的聚合物,也可以是软化温度不同、相容性良好的两种聚合物的共混物或嵌段、接枝共聚物[2]。世界上第一例SMP 是由法国的煤化学公司(CdF - Chimie) 于1984 年开发成功的聚降冰片烯,作为功能材料,它有重要的实用价值[2]。与形状记忆合金( SMA) 和形状记忆陶瓷(SMC) 相比较,形状记忆高分子材料有很多优：(1) 形变量大,使用方便; (2) 原料充足,品种多,形状记忆回复温度范围宽; (3) 质量轻,易包装和运输; (4) 易制成结构复杂的异型品,能耗低; (5) 价格便宜,仅为形状记忆合金的10 %; (6) 耐腐蚀,电绝缘性和保温效果好。目前,得到应用的形状记忆高分子材料已有:聚降冰片烯、反式1 ,4 - 聚异戊二烯、苯乙烯- 丁二烯共聚物、交联聚乙烯、聚氨酯( PU) 、环氧树脂和几种凝胶体系等。 自法国的ORKEM公司1984 年开发出第1 例形状记忆聚合(SMP) 聚降冰片烯以来,目前得到应用的形状记忆高分子材料已有聚降冰片烯、反式1 ,42聚异戊二烯、苯乙烯2丁二烯、聚氨酯等,此外含氟高聚物、聚己内酯、聚酰胺等也具有形状记忆功能[2 ] 。在许多材料之中,形状记忆聚氨酯以其优异的性能成为SMP 研究的热点;与其他SMP 相比,形状记忆聚氨酯(SMPU) 具有下列优点: (1) 具有热塑性,加工容易; (2) 原料配比变化多,形状恢复温度在- 30～70 ℃易于调整; (3) 可任意着色,色彩丰富; (4) 变形率大,最大可达400 %; (5) 质轻,相对密度约为1. 1～1. 2 ; (6) 成本低,为形状记忆合金的1/ 10 以下; (7)分子链上含有极性基团,便于改性以提高其综合性能。 1 形状记忆PU的发展状况 PU的分子链一般由两部分组成，Estes等首先采用“软段”与“硬段”描述其结构[3]。软段一般为聚醚、聚酯或聚烯烃等，硬段一般由异氰酸酯和扩链剂组成[3]。该聚合物以软段(非结晶部分) 作可逆相,硬段(结晶部分) 作物理交联点(固定相) ,软段的Tg为形状回复温度( - 30～70 ℃) ,通过原料类的选择和配比调节Tg ,即可得到不同响应温度的形状记忆PU[2]。现已制得Tg 在25～55 ℃范围内的几种形状记忆PU[5 ] 。由于分子链为直链结构,具有热塑性,因此可通过注射、挤出和吹塑等方法加工。由于该SMP 质轻价廉、着色容易、形变量大(最高可达400 %) 以及耐候重复形变效果好,因此受到广泛重视。Hayashi 等[6 ,8 ] 对各种不同成本的原材料进行配方设计,研究了PU 形状记忆高分子材料的有关性能。日本Mitsubishi 公司开发了综合性能优异的形状记忆PU ,室温模量与高弹模量比值可达到200 ,甚至更大;与通常的形状记忆高分子材料相比,具有极高的湿热稳定性与减震性能;且tgδ很大,在47 ℃时tg δ近似于1[2]。中国科学院化学所李凤奎等[2，3]也对PCL/ TDI 或MDI/ BDO 形状记忆PU体系进行研究,提出了热塑性PU 具有形状记忆功能的两个必要条件:软段分子量必须高于某一临界值以及硬段聚集形成微区起到物理交联点的作用。日本三菱重工公司于1988 年成功开
热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究
《材料物理》课程论文 学生姓名：梁东学号：20140530 学院：材料科学与工程学院 专业年级：2014级材料化学2班 题目：热塑性聚酰亚胺及其改性材料的热性能研究指导教师：梁金老师 评阅教师：梁金老师 2016年6月
摘要 聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材料，具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域，成为很有发展前景的材料之一。但多数 PI 具有不溶不熔的特性，加工成型十分困难，一定程度上限制了其应用范围，因此热塑性聚酰亚胺（TPI）成为发展方向之一。TPI 不仅具有优异的综合性能，而且更易于加工，生产效率更高，在经济效益和环保方面都优于传统的热固性聚酰亚胺，成为人们开发研制的热点。 TPI 可通过添加纤维提高力学性能，添加润滑剂提高耐磨性能，亦可与其它聚合物共混，使改性材料具有更优异的性能，应用于高科技领域。目前，对 PI 及其改性材料性能的研究，大多数是关于力学性能和摩擦磨损性能，很少具体研究其热性能。而聚酰亚胺的热性能，如玻璃化转变温度 Tg、热膨胀系数α是其应用于工业各领域重要的评价指标。 针对以上背景，本文首先测定了一种自主研发的 TPI 的玻璃化转变温度并通过改变分子量大小考察玻璃化转变温度与分子量的关系，及热处理温度和热处理时间对玻璃化转变温度的影响。结果表明：玻璃化转变温度随数均分子量的增大而增加，采用 Kanig-Ueberreiter 方程关联玻璃化转变温度与数均分子量,其线性拟合度高；由于聚酰亚胺的结构特点——存在自由端基，在高温可发生固相热环化反应，相应其分子量随处理温度的升高和处理时间的延长而增大，表现为聚合物的玻璃化转变温度有所升高。 为了进一步提高 TPI 的性能，扩大其应用范围，使其能在更加苛刻的环境下使用，TPI 的改性研究主要包括纤维增强的 TPI 树脂基复合材料及聚合物共混改性 TPI。但由于高分子材料的热膨胀系数比纤维、陶瓷等无机材料要大得多，两者复合后，随温度的变化，热应力不仅使高分子和基材剥离，还会产生龟裂和翘曲，模压塑料则产生裂纹等。另外高科技的发展，要求器械内部的空间更小，对材料的热稳定和热膨胀性能提出了更高的要求。 因此，本文在上一步工作的基础上，选出一种分子量的 TPI 树脂，测定其注塑件的热膨胀系数及其各向异性和尺寸稳定性；并考察了所添加的填料种类对热膨胀系数的影响。结果表明：TPI 存在着各向异性，且流向面的热膨胀系 数低。在正常的使用范围内，试样经历一个升降温循环后尺寸基本没发生变
聚酰亚胺的改性研究新进展
聚酰亚胺的改性研究新进展 聚酰亚胺的改性研究新进展 聚酰亚胺(PI)主要有芳香族和脂肪族两大类，脂肪族聚酰亚胺实用性差，实际应用的聚酰亚胺主要是芳香型聚酸亚胺。这类聚合物有着卓越的机械性能，介电性能，耐热、耐辐射及耐腐蚀等特性。应用极其广泛。聚酰亚胺的不足之处是不溶不熔、加工成型难、成本高等。随着社会和科技的发展，对PI的需求量越来越多，对其性能要求越来越高，对其研究越来越深入，近年来，通过组成、结构改造，共聚、共混等方法改性，大量新型聚酰亚胺高分子材料被合成出来，本文归纳了近十年来国内外在聚酰亚胺改性及应用方面的研究情况。 1 分子结构改造 分子结构改造主要有引入柔顺性结构单元、扭曲和非共平面结构、大的侧基或亲溶剂基团、杂环、氟硅等特性原子以及主链共聚等方法 1．1 引入特殊结构单元的聚酰亚胺 在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提高聚酰亚胺的流动性，提高聚酰亚胺的溶解性、熔融性。其中主要方法是在单体中引入醚链，有人用二酐醚合成出了PI，该 PI可溶于NMP、DMF、DMAc等强极性溶剂[ ；也有人用含有长的醚链的二胺合成出的PI具有良好的溶解性，可在很多有机溶剂中溶解比]。 而在PI中引入扭曲和非共平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌，从而降低分问作用力，提高溶解性。通过合成具有扭曲结构的二胺【3]和二酐[ 单体而制得的PI 其溶解性大大的增强，不仅溶于强极性溶剂中甚至可以在一些极性比较弱的溶剂THF中溶解，这是仅仅通过引入柔性基团所办不到的。 同样在大分子链上引入大的侧基或亲溶剂基团，可以在不破坏分子链的刚性的情况下有效降低分子链问的作用力从而提高PI的溶解性。如Liaw 等人[s]用具有大的侧基的联苯基环己基二胺制备P1，由于这类PI中引入了较大的侧基，从而降低聚合物分子链的堆积密度，溶剂分子容易渗入聚合物内，因此具有良好的溶解性能。 1．2 含氟、硅的聚酰亚胺 含氟基团的引入，可以增加聚酰亚胺分子链间的距离，减少分子间的作用力，因而可以溶入许多有机溶剂，同时氟原子有较强的疏水性使聚酰亚胺制品的吸湿率很低，而其有较低的摩尔极化率使得PI的介电常数降低 ]。氟原子具有很大的电负性，可破坏聚酰亚胺分子结构中具有发色功能结构基团的电子云的共轭性，因而透
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
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。
PI (聚酰亚胺)简介
PI （聚酰亚胺）简介 GCPI(聚酰亚胺)简介 热塑性聚酰亚胺树脂(Polyimide)，简称PI树脂)是热塑性工程塑料。它属耐高温热塑性塑料，具有较高的玻璃化转变温度(243℃)和熔点(334℃)，负载热变型温度高达260℃(30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号)，可在250℃下长期使用，与其他耐高温塑料如PEEK、PPS、PTFE、PPO等相比，使用温度上限高出近50℃； PI树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异，而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性；PI树脂在高温下能保持较高的强度，它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右，在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12～13MPa；PI树脂的刚性较大，尺寸稳定性较好，线胀系数较小，非常接近于金属铝材料； 具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，只有浓硫酸能溶解或者破坏它，它的耐腐蚀性与镍钢相近，同时其自身具有阻燃性，在火焰条件下释放烟和有毒气体少，抗辐射能力强；PI树脂的韧性好，对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美； PI树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数；PI树脂易于挤出和注射成型，加工性能优异，成型效率较高。 此外，PI还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能，使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加
工等领域具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。
PI （聚酰亚胺）主要特性 GCPI(聚酰亚胺)主要特性 热塑性聚酰亚胺树脂（PI）的综合性能，非常优秀，它具有抗腐蚀、抗疲劳、耐高温、耐磨损、耐冲击、密度小、噪音低、使用寿命長等特点， 优良的高低温性能（长期-269℃---280℃不变形）； 在极广温度范围内保持长期的耐蠕变和耐疲劳性； 在280°C (512°F) 下有足够高的抗拉强度和弯曲模量； 改进的耐压强度； 对化学品、溶剂，润滑油和燃料的超常抗力，密封性好； 固有的阻燃性、无烟尘排放性； 噪音低，自润滑性能好, 可无油自润滑； 热膨胀系数低； 密度小，硬度高； 吸水率低； 良好的电气性； 极好的抗水解性能； 有粉末状或颗粒状两种类型供选，另外还有例如板材，棒材和管材等半成品。 在一些用途中，如果产品的数量不是很多，最为经济和灵活的生产方式是模压型材。高性能塑料型材通过热模压而成，具有比注塑件更好的致密性，同时避免注塑件造成的融接线形成的强度降低等缺陷；高
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
聚酰亚胺基础知识-1(横田力男)
第一编基础编 第1章聚酰亚胺合成法 1．前言 正象主链含酰胺结构的聚合物被称为聚酰胺那样，主链含亚胺结构的聚合物统称为聚酰亚胺。1）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，特别是五元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。 示1 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。本书也是以这种缩聚型聚酰亚胺为主。而后者为加聚型聚酰亚胺实际属耐热性热固型树脂的热固型聚酰亚胺（参考应用编第2章）。
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。也就是大家所熟悉的称为[Kapton]聚酰亚胺，经过40多年后至今仍然在高耐热性塑料中保持领先地位的一种优异的材料。关于这种聚酰亚胺开发的经过Sroog （Dupont公司）有过详细的介绍。2） 图示2 这种聚酰亚胺由于具有刚直的主链且不溶于有机溶剂，而且还不熔融，所以是用特殊的两步合成法合成制造的。即是用均苯四甲酸酐PMDA和二苯醚二胺ODA为原料，合成可溶性聚酰胺酸，在这个聚酰胺酸阶段进行成型加工后，通过加热（当然发生化学反应）脱水环化（亚胺化）得到Kapton薄膜等一系列聚酰亚胺制品（反应式1）。3，4） 从这种聚酰亚胺开始，
形状记忆聚氨酯
形状记忆聚氨酯 刘天泽 04300058 一.引言 “形状记忆”是指具有某一原始形状的制品，经过形变定型后.在特定的外界条件下(热能、光能、电能等物理因素以及酸碱度、相转变反应和鳌合反应等化学因素)能自动恢复原始形状的现象.[1]自1960年美国海军试验室Tueher等人首次发现Ni-Ti合金中的形状记忆效应以来.形状记忆材料在世界范围内引起了广泛的关注.其研究取得了巨大的进展。形状记忆材料包括形状记忆合金(SMA).形状记忆陶瓷(SMC)和形状记忆聚合物(SMP) 。其中形状记忆合金前在基础研究和应用开发研究方而取得了巨大进展.己在航空、航天、医学、工程及人们日常生活领域中得到了广泛的应用。然而形状记忆聚合物在1984年才取得第一个专利.但由于其具有变形量大.赋形容易.形状响应温度便于调整。且还有保温、绝缘性能好、不锈蚀、易着色、可印刷、质轻价廉等特点.都是SMA所无法比拟的.因而SMP以后来者居上的身份成为目前热门的功能材料之一。[2] 自法国的ORKEM公司1984年开发出第1例形状记忆聚合物(SMP)聚降冰片烯以来.目前得到应用的形状记忆高分子材料己有聚降冰片烯、反式1. 4-聚异戊二烯、苯乙烯丁二烯、聚氨酯等.此外含氟高聚物、聚己内酯、聚酰胺等也具有形状记忆功能。在许多材料之中.形状记忆聚氨酯以其优异的性能成为SMP研究的热点，与其他SMP相比.形状记忆聚氨酯( SMPU)具有下列优点: (1)具有热塑性.加工容易;( 2)原料配比变化多.形状恢复温度在-30~70℃，易于调整;(3)可任意着色.色彩丰富;(4)变形率大.最大可达400% ; ( 5)质轻.相对密度约为1. 1~1.2;(6)成本低.为形状记忆合金的1/ 10以下（7）分子链上含有极性基团.便于改性以提高其综合性能。 [3] 关键词:形状记忆聚合物, 聚氨酯,智能; 表一：各种记忆材料的性能特征 二.原理 2. 1形状记忆聚氨酯的理论模型 日本的石田正雄认为:热致形状记忆聚合物可看作两相结构.即由记忆起始形状的固定
长春高琦聚酰亚胺材料有限公司
60 中国环保产业 2014.4 Key Enterprises of CAEPI 中国环境保护产业协会骨干企业 长春高琦聚酰亚胺材料有限公司 Changchun Hipolyking Co., Ltd. 长春高琦聚酰亚胺材料有限公司成立于2004年，注册资本9759.62万元，承担聚酰亚胺等高分子尖端技术的应用、推广，及其相关产品的开发和生产。公司于2008年增资，引入上市公司、专业投资公司等外部投资，目前为上市公司控股公司。 公司是专业发展聚酰亚胺材料的公司，是具备从原料合成到最终制品全路线生产能力与自主研发能力的企业, 是聚酰亚胺纤维规模化生产企业。公司以先进高分子材料技术为特色和核心优势，目前已成为我国聚酰亚胺研究、开发工作的重要基地。公司与中科院长春应用化学研究所、宁波材料所、北京航空航天大学等多家学术、科研机构合作，形成开放式技术创新体系，并通过积极争取国家贷款、政府补助、申报国家创新基金等多种渠道，充实企业技术创新资金，为各项科研工作提供坚实的保障，自2004年先后开发了聚酰亚胺原料、树脂、胶黏剂、工程塑料及制品、耐热纤维、高强纤维及织物、纳米制品等聚酰亚胺系列产品。 公司本部位于长春市高新技术开发区，占地10,000m 2，主要从事聚酰亚胺（PI）系列产品研发、分析、中试。公司在吉林市经济开发区投资设立了全资子公司—吉林高琦聚酰亚胺材料有限公司，占地100,000m 2，主要从事聚酰亚胺（PI）系列产品的规模化生产。另外，公司内部成立了研发中心，积极开展聚酰亚胺相关产品的研发工作，包括原料、树脂、胶黏剂、工程塑料及制品、耐热纤维和高强度纤维及织物、发泡材料、纳米无纺布等。中心以技术创新为核心，致力于聚酰亚胺原料、树脂及各种聚酰亚胺材料的研究，为公司新产品开发和技术提升奠定了坚实的基础，使公司真正成为集研究开发、生产销售为一体的聚酰亚胺材料生产基地。公司对聚酰亚胺材料及相关产品的研究和开发已经形成系列化并开始产业化，走出了自主创新之路。 针对环保行业，公司开发了耐热聚酰亚胺纤维，注册商标为“轶纶?”，由于轶纶?具有突出的热稳定性和杰 出的化学、物理性能，因而聚酰亚胺轶纶?作为高效的过滤材料，在高温滤材的应用领域中具有极重要的作用。可有效过滤工业燃烧过程中产生的有害气体及灰尘，抵抗烟雾的化学腐蚀，并可回收贵重物质。轶纶?通过SGS REACH的138项测试和瑞士Oeko-Tex ? Standard 100婴儿级产品的检测，证明了轶纶纤维不含对人体健康、环境安全有害的物质，是一种在世界范围内任何地方、任何人都可以使用的非常安全的产品。公司的另一产品方向：聚酰亚胺密封材料、隔热材料、摩擦材料、绝缘材料等在航空航天、汽车及高速铁路、精密机械、动力电池、大型风机、微电子等方面得到广泛应用，近年来公司不断有聚酰亚胺高技术产品投放民用市场和军工领域。 公司目前已经开发出一条独具特色的聚酰亚胺高效合成路线，对聚酰亚胺材料及相关产品的研究与开发已经形成系列化、产业化，并取得包括美国及欧洲在内的多项专有技术，获得包括国家发明奖在内的多项奖励。公司在吉林市建设完成聚酰亚胺原料—氯代苯酐生产基地；公司拥有自主知识产权的聚酰亚胺纤维填补了国内空白；年产千吨级聚酰亚胺纤维规模化连续生产线技术属国际领先。 聚酰亚胺轶纶? 纤维产品成功应用于日产万吨级水泥线