聚酰亚胺新型材料及其应用

对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析

对建筑工程新型材料的发展现状及应用分析 1 建筑工程新型材料应用的意义 建筑材料直接影响土木和建筑工程的安全可靠性、耐久性及适用性等各种性能。因此加强建筑新型材料的开发、生产和使用,对于促进建筑业发展、发展国民经济具有重要意义。发展新建材、推广节能建筑是改造传统建材和建筑工艺发展的重要前提。新材料代表了建筑材料的未来发展方向,符合世界发展趋势和人类发展的需要。 2 建筑工程新型材料的現状分析 目前建筑工程新型材料具有很强的地方性和区域性,其发展受到资源、自然条件、工业和科学技术水平、建筑风格、民族习俗等多方面的影响。目前建材工业成为国民经济体系中资源综合利用的关键环节和消纳固体废弃物的主要工业之一。并且建材工业正在朝着资源消耗低、环境污染少的资源节约型、环境友好型产业的绿色发展方向迈进。虽然新型建筑材料正朝着大型化、轻质化、节能化、利废化、复合化和装饰化方向发展,产品结构趋于合理,但代表建筑材料现代化水平的各种轻质、复合板和复合墙板可供建筑业选择使用的仍然比较少。此外新型建筑材料施工工艺要求较高,施工人员培训不够,墙体砌筑、安装质量不易保证。因此要改变过去依赖能源、资源并且污染环境的建筑材料应

用,必须不断加强建筑工程新型材料的生产、应用发展。 3 建筑工程新型材料的应用分析 3.1 建筑工程新型混凝土材料的应用分析 新型混凝土特性如下:(1)硬化混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展,因此促进了高强HPC 的研究和开发。在高层建筑中的混凝土强度是对应于柱子的轴力,可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。比如25?30层的建筑物要使用强度36Mpa?42MPa的混凝土,30?35层要42MPa?48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土,如60层需用100MPa。在此情况下,配合比设计可以参照普通混凝土的方法,但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多,这是因为在设计配合比时,就考虑到耐久性问题。(2)新拌混凝土的工作性。新拌混凝土的工作性是一个综合指标,如流动性、可泵性、填充性、均匀性等。HPC要求新拌混凝土具有大流动性及流动度经时损失小,以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平,即好的填充性。与普通混凝土相比,HPC的组分复杂,多种掺合料与超塑化剂配合使用,其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂(如萘系和三聚氰胺系高效减水剂)虽然对水泥浆有强的分散作

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。

新型建筑材料在现代建筑中的应用研究

新型建筑材料在现代建筑中的应用研究 发表时间:2019-06-18T14:01:55.677Z 来源:《建筑细部》2018年第23期作者:蒋爱付 [导读] 新型建筑材料在环保性、智能性和耐久性等方面有着其独特的优势。 江苏宿迁 223800 摘要:我国作为人口大国,如何在发展国民经济的基础上平衡社会资源和生态环境是相关政府部门必须关注的重要议题,而建筑产业作为国民经济的重要支柱性产业,其发展对国家经济和社会资源可持续性发展的重要作用不容忽视。就利用新型建筑材料以充分发挥建筑产业对我国资源可持续性发展的贡献而言,新型建筑材料在环保性、智能性和耐久性等方面有着其独特的优势。 关键词:建筑材料;现代建筑;应用 1在现代建筑中应用新型建筑材料的意义 1.1现代建筑的特点 在现代建筑中,由于越来越的地区用地受到限制,加之大城市在发展过程中其高楼大厦的增加,其规模也在不断的扩大,而其容积率和容纳人数等也是现代建筑的特点,这些特点都对新型建筑材料的应用产生一定的影响。故此,在现代的建筑中,随着高层建筑的增加,其高层建筑的问题也随之而来,它的纵向交通容量受到限制,承载能力非常低,而且,面向外部的开放空间面积很小,一旦遇,到紧急情况,就会对其产生较大的压力,进而容易产生安全事故,故此如何解决高层建筑建筑物的安全问题,提高建筑物的安全稳定性是新型建筑材料应用的重要意义。 1.2世界能源紧张 随着世界经济的发展以及人口的增加,世界能源消耗也在逐渐的增加,能源紧张成为世界发展的难题,而城市化的快速发展,使得一些有限的能源和耕地资源也越加紧张,而建筑工程作为一个对能源消耗最大的行业之一,建筑行业加强对新型建筑材料的开发也成为其中的关键。故此,世界能源紧张也成为现代建筑中应用新型建筑材料的重要原因之一。 1.3可持续发展的要求 可持续发展的要求是现代建筑中应用新型材料的重要因素之一。随着世界经济的发展以及人口的增加,人们对能源的消耗也在逐渐的增多,而能源的有限性也决定了当今世界需要朝着可持续发展的方向进行,而建筑行业作为对能源消耗较大的行业之一,在现代建筑施工中应用新型材料对于可持续发展有着重要的意义。 2我国新型建筑材料发展现状 从某个角度来看,建筑材料的单位价格直接关系着建筑工程的造价。建筑材料的单位价格越低,质量越优化,建筑工程的造价成本越少,因此要尽可能挑选物美价廉的建筑材料。这几年来,我国建筑的建筑功能不断改善,建筑风格有所改变,建筑材料也实现了全新的跨越,从传统建筑材料向新型建筑材料过渡。总体来说,新型建筑材料包括如下四种类型:墙体材料、保温材料、防水材料、装修材料。 现如今,节能减排措施充分利用保温隔热材料,打造了社会所需的绿色建筑。防水材料发生新变,新型防水材料不仅具有防水功能,而且与其他产品搭配,形成了一体化的防水体系。 3新型建筑材料在现代建筑中的应用 3.1高强度材料 高强度材料是新型建筑材料的重要一类,其直接减少建筑材料使用量和降低对建筑原材料加工运输的优势使其在现代建筑工程中的应用范围进一步拓宽,为节约资源做出了重要贡献。通常而言,高强度材料主要包括高强高性能混凝土和高强度钢筋两大类。高强高性能混凝土具有强度大、流体性能良好、耐久性强和高体积稳定性佳等优势,能有效用于超高层建筑底层梁柱及大跨度预应力结构中,一定程度上有利于减少重要建筑构件截面尺寸、增大建筑空间使用面积和减轻建筑结构自重,为建筑工程创造更良好的经济效益做铺垫。钢筋作为混凝土结构工程的关键材料,其强度等级直接影响建筑工程结构稳定性和安全性,因此,高强度钢筋的应用为满足现代社会人们对居住空间安全性的高标准提供了重要思路,在建筑结构裂缝控制、变形控制和结构承载力储备方面奠定了重要基础。 3.2高耐久性材料 建筑工程结构耐久性的提升,不仅能有效延长建筑物的实际使用年限,更能在一定程度上降低工程建筑后期的维修费用和重建成本,因此,高耐久性建筑材料的应用在建筑工程行业得到了广泛关注。耐久性混凝土和耐火耐候钢材是高耐久性材料的两大重要内容。众所周知,混凝土材料脆性较大,且易受外界因素影响等而产生结构裂缝和腐蚀等情况,直接影响工程结构安全使用的同时甚至引发安全事故。因此,耐久性混凝土研究逐渐成为建筑业发展和重要内容。耐火耐候钢材具有耐高温、耐严寒和耐腐蚀等优势。耐火钢较普通钢材在高温条件下具有更佳的强度、弹性模量等,而碳素钢中添加微量合金元素所得的耐候钢在耐腐蚀强度方面有着其独特优势。 3.3轻质材料 众所周知,轻质材料的使用在减轻建筑工程结构自重和节约建筑材料、提升工程施工效率等方面具有一定优势。就混凝土结构工程而言,高层建筑和大跨度建筑的发展使得普通混凝土自重大的缺点日益凸显,而解决该问题的重要方式主要为提升混凝土结构强度和发展轻骨料混凝土。轻骨料混凝土是采用轻骨料、水泥和水配制而成的,其表观密度大幅度低于普通骨料,制造成本较普通混凝土增加并不多,同时,其具备的轻质、保温、隔热、耐火和抗震方面的优势却使其在建筑工程结构中具有较大的应用价值。 3.4复合建筑材料 复合建筑材料主要包括纤维混凝土和纤维增强复合材料两大类。超高层建筑和大跨度建筑结构的发展在一定程度上为混凝土、钢材等的组合提供了新的思路,复合材料应运而生。纤维混凝土主要指加入短钢钎维或合成纤维的混凝土,钢纤维材料的加入在一定程度上提升了混凝土的抗拉性能、抗压性能和耐久性等,合成纤维材料的加入则借助降低其水分蒸发而减少了混凝土的塑性裂缝和干缩裂缝。纤维增强复合材料则是在一定比例下将纤维材料、基体材料等混合而制成的建筑材料,和传统建筑材料相比,纤维增强复合材料具备轻质高强、隔热性良好等优势,使其在实际工程中的应用范围进一步拓宽,但该类材料存在着易老化、耐温性较差等劣势,因此需慎重选用。

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,

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

探析现代新型建筑材料的特点

探析现代新型建筑材料的特点 【摘要】随着科学技术的发展,构成建筑的基本物质要素——建筑材料也在发展变化。新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料。现代新型建筑材料首先要具有时代性才能符合现代建筑的要求;其次要节能环保,符合生态化特点才能有利于 社会的发展。 【关键词】新型建筑材料特点生态 建筑是时代的橱窗,构成建筑的基本物质要素——建筑材料,也就按着时代的脉搏而呈现出自己的价值。几千年来,建筑材料产品有了长足的进展,从最早的土坯发展到现在门类繁多,充满技术含量。各个历史时代都有代表各个时代风貌的建筑,也有与之相匹配的建筑材料。随着时代的变化,建筑物的风格、功能以及人们对它的要求都有很大的不同,因此新型的建筑材料也会相应的出现。 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,从 1979—1998年是我国新型建材发展的重要历史时期。经过20年的发展,我国新型建材工业基本完成了从无到有、从小到大的发展过程,在全国范 围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点。经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,给新型建材的发展提供了良好的机遇和广阔的市场。目前,全国新型建材企业星罗棋布,在市场需求的带动下,已经形成了全国范围的建材流通网;大部分国外产品我国已能生产,三星宾馆所需的新型建筑材料国内已能自给;不 同档次、不同花色品种装饰装修材料的发展,为改善我国城乡人民居住条件、改变城市面貌提供了材料保证。我国已形成了新型建材科研、设计、教育、生产、施工、流通的专业队伍。但是,一种现代新型的建筑材料应该具备怎样的特性才能让人们感觉更舒适,才能适合时代的要求呢?只有充分考虑了以下这些因素才能让新型材料得到有效发展。 一、具有时代价值 一位日本学者在讲学时曾经说过,最好的建筑材料是土坯,他是在分析了各种现有建筑材料功能的优缺点之后,不无感慨地做出了这样的评论的。土坯是人类从筑巢而居时就开始利用普通的黏土做建筑材料,兼有保温、吸湿、透气等特性,更适合人体要求,人住在土坯房屋里比住在混凝土房屋里或者砖房里舒适得多,所以这位日本学者的话具有一定的道理。 但是,虽然土坯具有这样的优点,可还是遭到了人们的抛弃。因为现代建筑已经不能仅仅满足居住的功能了,现代建筑是人类技术进步的集合体。除了保温、吸湿、透气这些

新型建筑材料在现代建筑中的应用分析

新型建筑材料应用科普 学号:17080140215 姓名:刘孝林 随着科学技术的发展,学科的交叉及多元化产生了新的技术和工艺。这些前沿的技术艺在建筑材料的研制开发中被越来越多的应用,促使建筑材料的发展日新月异。目前,在建筑工程中,使用新型材料十分重要,不仅可以增添建筑施工的技术含量,也能提高工程质量。新型建筑材料一般都具有绿化、节能、工业化等特点,对其正确的推广使用,不仅能提高建筑整体适用性,也能推动建筑工程向可持续方向发展。 一.新型建筑材料的诞生及特点 1、新型建筑材料的诞生 随着社会的发展及人民生活水平的不断提高,建筑物的使用功能也在不断丰富,从最基本的安全、适用,发展到当今的轻质高强、抗震、高耐久性、无毒环保、节能等诸多新的功能要求,对建筑材料的研究也发生了转变,从被动的以研究应用为主转向开发新功能、多功能的新型材料。新型建筑材料的诞生推动了建筑设计方法和施工工艺的变化,而新的建筑设计方法和施工工艺对建筑材料品种和质量也提出了更高和多样化的要求。“新型建筑材料”简称新型建材,是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种,行业内已经对新型建筑材料的范围作了明确的界定,即新型建筑材料主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型建筑装饰材料四大类。在未来的建筑行业中,新型建筑材料在生产工艺及性能等诸多方面都将会面临着严峻的挑战。 2、新型建筑材料的特点 新型建筑材料具有轻质、高强度、保温、节能、节土、装饰等优良特性。采用新型建筑材料不但能大大改善房屋功能,还可以使建筑物内外更具有现代气息,满足人们的审美要求。有的新型建筑材料可以显著减轻建筑物自重,为推广轻型建筑结构创造条件,推动了建筑施工技术实现现代化,同时也加快了建房速度。 二.新型材料的大概介绍 新型建筑材料是和传统的砖瓦、灰砂石等建筑材料相区别的新品种,包括的品种和门类很多。而新型建筑材料可以从多方面来分类。从新型建筑材料的功能上分,主要可以分为墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料等等。 1.从新型建筑材料的材质上分,不但有天然材料,还有化学材料、金属材料、非金属材料等等。建筑材料可以分为以下几类: 1.1化学建材 近几年来,化学建材作为新兴产业取得长足进步和迅猛发展。化学建材是由高聚物加工或用高聚物对传统材料改性所制成的建筑材料的统称。化学建材产品具有较好的防腐蚀性能、自重轻、施工方便、生产能耗低等特点。在工程建设、城市和村镇建设中被广泛使用,产生了显著的社会和经济效益。随着建筑业成为国民经济支柱产业之一以及住宅产业的快速发展,建筑用塑料管材发展迅猛。塑料管材以其生产能耗低、环境污染小、产品性能好等优势,日益受到消费者的重视。有关专家预期,到2015年,全国新建住宅的排水管、给水管、热水供应和供暖管将有85%的产品使用新型塑料管材,并基本淘汰传统的铸铁管、镀锌钢管。村镇供水管道的塑料管使用量将达到90%。城市排水管道的塑料管使用量为50%4。据报道,目前全国已有20多个省市推广应用这种产品。可以预见,新型环保塑料管材将逐步替代焊接管和铸铁管。 1.2、水泥 1985年以来,我国的水泥产量一直高居世界第一。日前国内已进行普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等5大系列通

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。 图示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( 1)

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,一系列芳香族聚酰亚胺作为高耐热性塑料虽然在广泛产业界起到了重要的作用,但由于大多数芳香族聚酰亚胺都是不溶不熔的,所以都通过(1)式所示的两步法来合成和制备。由芳香族四甲酸酐和芳香族二胺为原料通过两步法合成聚酰亚胺的一般反应式如(2)式所示。 (2) 这种通过聚酰胺酸的两步合成法是从60年代开始采用的一种古典且具代表性的合成方法。这种方法虽然存在聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸在溶液状态的贮存稳定性不好等问题,但其重要性至今仍保持不变。在本章中作为聚酰亚胺合成方法,首先叙述这种通过聚酰胺酸的两步合成,之后再对不经过聚酰胺酸这种复杂过程的合成方法进行介绍。也就是把一步法合成聚酰亚胺和经过聚酰胺酸衍生物的合成方法作叙述。作为参考列出了聚酰亚胺合成的有 关文献。5)~16) 2.经由聚酰胺酸的两步合成法 2.1聚酰亚胺的形成过程 在介绍聚酰胺酸和聚酰亚胺合成、制备之前,先看一下由芳香族四羧酸二酐和芳香族 二胺通过两步法合成聚酰亚胺的过程。聚酰亚胺的形成过程可分成由(3)式到(7)式的五个基本反应。 ( 5) (3) (4)

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

新型材料的现状及发展

新型材料的现状及发展 【摘要】介绍了21世纪各种材料的发展状况,特别是新型材料在新的领域及各个领域所起到的作用,简要分析了各种材料的性能,优缺点及发展方向。 【关键词】新型材料;材料性能;发展方向 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。材料则直接影响产品的性能和寿命,是现代工业、农业、国防工业及科学技术等飞速发展的先决条件。因此材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 一.金属材料 金属材料,它经历了长期的研究发展过程,它具有工艺成熟、质量稳定、性能优良、价格低廉等优点,相对于陶瓷材料和高分子材料来说,它具有很大的优势,是人类使用较为广泛的材料,尤其是新型金属材料新型金属材料种类繁多如金属纳米、准晶、超细晶材料等,作为具有优异特性的高技术新型金属材料,愈来愈显示出重要的应用前景。 另外还有许多其它的新型金属材料,如: 1.形状记忆合金 形状记忆合金是一种新的功能金属材料,用这种合金做成的金属丝,即使将它揉成一团,但只要达到某个温度,它便能在瞬间恢复原来的形状形状记忆合金所具有这种特殊形状记忆功能,被广泛地应用于卫星、航空、生物上程、医药、能源和自动化等方面。

但是,这种合金的造价过于昂贵,而且形状变化不能过于频繁。最重要的是这个种类的合金都有一个类似于最高记忆温度的存在,超过了那个临界温度,可能导致合金完全失效。 2.金属塑料 长期以来,在国际科学界,如何让金属材料具有塑料的玻璃形成能力一直是一个焦点问题。由我国科学家研制的“金属塑料”,结合了金属与塑料的部分特性,在开水中就可以像橡皮泥一样,很容易进行变形处理。当温度降到室温,它又恢复了一般金属玻璃所具有的优良性能。 我国科学院物理研究所汪卫华研究小组在国家自然科学基金的支持下,经过多年努力,研制出这种具有广阔应用前景的新型材料。有关专家评价说,这种“金属塑料”在很多领域都具有重大的应用和研究价值,可作为纳米、微米加工和复写的优良材料,将来可使汽车部件像塑料一样便宜。 3.敷钛板 本实用新型涉及一种敷钛板层状产品。其结构特点是由钛薄层1、锌薄层2、基材钢板3、锌薄层4、钛薄层5依次复合为一个整体。优点主要是具有良好的防腐蚀性,美观持久性,是钛材、不锈钢材在某些领域(如化工、家电、机械)的较好替代品,也是进口敷铝锌板的理想代用品。缺点是价格较高,而且钛金属较为稀缺。 二.非金属材料的发展和应用 新型材料不断崛起,各种非金属材料(高分子材料、陶瓷材料及不同类型材料所组成的复合材料等)的发展达到了前所末有的速度。

浅谈现代新型建筑材料的应用

浅谈现代新型建筑材料的应用 摘要:随着社会经济与科学技术的不断发展,人民的生活水平快速提高,对新型建筑材料也有了更高的要求,就根据笔者的实际工作情况,对现代新型建筑材料的应用进行了详细的阐述。 关键词:现代新型建筑材料;生态环保;发展应用;研究abstract: with the constant development of social economy and science and technology, people’s living standard has been increased rapidly, and also the higher requirement of building materials. according to practical work situation, the author detailedly expounds the application of the modern new building materials. keywords: modern new building materials; ecological protection; development application; research 中途分类号:tu111.2+4 文献标识码:a 文章编码: 1引言 随着社会经济发展水平、人民生活水平的提高和居住条件改善,人们越来越追求舒适、美观、清洁的居住环境。从而对建筑装饰、装修材料、景观材料的品种、质量要求愈高。在不断地探索和研究中,一大批具有良好装饰性、高效保温性、节能性新型建筑材料走入人们的生活。 2新型建筑材料概述

聚酰亚胺基础知识-1(横田力男)汇编

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。°其中亚胺骨架在主链结构上的聚合物, 直世状髭廉亚胺 环状豔醋亚脏 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)。 OPC NU -

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 图示2 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) Sroog (Dup ont 公司) 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 有过详细的介绍。2)

学新材料与现代生活心得体会

学“新材料与现代生活”心得体会 通过对“新材料与现代生活”的学习,使我对新型材料有了系统全面的了解,同时开阔了视眼,对新型材料在生活中应用充满期待。现就说下我的一些心得体会。 材料、能源和住处是当今国际社会公认的人类现代化文明的三大支柱。纵观人类发展的历史,可以清楚地看到,材料是人类进行生产斗争最根本的物质基础。每一种重要的新材料的发现和应用,都可以把人类与自然的斗争的能力提高到一个新的水平。每一项重大的新技术的创造与发明,往往都有赖于新材料的发展。反之,材料科学技术的每一次重大突破,都会引起一场生产技术的革命,从而大大加速社会发展的进程,并给社会生产和人类生活带来巨大的变化。 新型材料(先进材料)是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料与传统材料之间并没有明显界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。 (一)新型建筑材料 建筑是时代的橱窗,构成建筑的基本物质要素---建筑材料,也就按着时代的脉搏而呈现出自己的价值,几千年来,建筑材料产品有了长足的进展,从最早的土坯发展到现在门类繁多,充满技术含量,各个历史时代都有各个时代风貌的建筑,也有与之相匹配的建筑材料,随着时代的变化,建筑物的风格,功能以及人们对它的要求都有很大的不同,因此新型的建筑材料也会相应的出现。 新型建筑材料是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,我国新型建材工业是伴随着改革开放的不断深入而发展起来的,从1979-1998年是我国新型建材发展的重要历史时期,经过20年的发展,我国新型建材工业基本完成了从无到有,从小到大的发展过程,在全国范围内形成了一个新兴的行业,成为建材工业中重要产品门类和新的经济增长点,新型建筑材料主要包括新型墙体材料,保温隔热材料,防水密封材料和装饰装修材料,现代新型建筑材料首先要具有时代性才能符合现建筑的要求;其次要节能环保,符合生态化特点才能有利于社会

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。

聚酰亚胺薄膜的改性分类及其在电子行业中的应用

聚酰亚胺薄膜的改性、分类及其在电子行业中的应用 摘要 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~。而由于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"。由于上述聚酰亚胺在性能上的特点,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。 首先是在薄膜上的应用:它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板。其次是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,还可以对a-粒子起屏蔽作用,减少或消除器件的软误差。再则还可应用在电-光材料中:其用作无源或有源波导材料光学开关材料等,含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内为透明,以聚酰亚胺作为发色团的基体可提高材料的稳定性。 聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料已经得到充分的认识,在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。在功能材料方面正崭露头角,其潜力仍在发掘中。

关键词:聚酰亚胺;薄膜;低介电常数;电子工业 1.引言 聚酰亚胺(PI)是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能,如良好的力学性能、耐高温性能、尺寸稳定性、耐溶剂性等,成功应用于航空、航天、电子电器、机械化工等行业。随着微电子工业的不断发展,对相关材料的耐热性能以及介电性能等提出了更高的要求,这为PI材料在微电子领域内的应用起到了极大的推动作用[1]。而随着科技的日新月异与工业技术的蓬勃发展,聚酰亚胺薄膜(Polyimide Film,简称PI)除能符合各类产品的基本物性要求,更具备高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温、防腐蚀等特殊性能,可符合轻、薄、短、小之设计要求,是一种具有竞争优势的耐高温的绝缘材料。经过四十多年的发展,已经成为电子、电机两大领域上游重要原料之一,广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等电子领域,在电机领域应用于航天军工、机械、汽车等各产业绝缘材料[2]。本论文通过介绍聚酰亚胺膜的各种改性方法及研究进展,来进一步认识其在电子行业中的应用。 2.对聚酰亚胺的不同改性尝试 根据Clausius-Mosotti方程,材料的介电常数与其摩尔极化率和摩尔体积密切相关[3]。如果分子的对称性好,在外加电场中不容易被极化,材料就具有较低的介电常数,如有机高分子;若分子变形能力强容易被极化,材料就具有较高的介电常数,如金属离子。因此,要得到低介电常数PI 绝缘材料,一种行之有效的方法就是引入原子序数小的元素,如氟元素,并减少离子键的数目。降低PI 介电常数的方法主要包括引入氟原子降低PI 的极化率、引入硅氧烷增大PI 分子的自由体积、引入孔洞降低PI 材料的密度等。事实上,这些方法常常被结合起来使用以达到更好的效果[4]。 引入氟原子降低PI 的极化率 由于C—F键的偶极极化能力较小,且能够增加分子间的空问位阻,因而引入C—F 键可以有效降低介电常数,使得含氟聚酰亚胺(Fluorinated Poly.imide,FPI)在微电子领域的应用相当广泛。人们相继开发出了一系列含有全氟脂肪链、含三氟甲基和六氟丙基、芳氢氟代、含氟侧基以及全氟的聚酰亚胺。其中,以通过在单体化学结构中引入三氟甲基提高含氟量的方法最为常见,这是因为庞大的三氟甲基的引入既能够阻止高分

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