La poliimida tiene una resistencia al calor extremadamente fuerte, resistencia a temperaturas ultrabajas y buena estabilidad dimensional.
¿Qué es la poliimida?
La poliimida (PI) es un tipo de material polimérico con alta resistencia al calor desarrollado en la década de 1950. Generalmente se refiere a un tipo de polímero que contiene un anillo de imida (—CO—NH—CO—) en la cadena principal. cosas.
Características de rendimiento
Debido a que la estructura de poliimida contiene anillos heterocíclicos aromáticos muy estables, tiene muchas propiedades excelentes:
1. Resistencia al calor:
La poliimida posee una resistencia térmica extremadamente alta. El análisis termogravimétrico TGA muestra que su temperatura de descomposición puede alcanzar entre 500 °C y 600 °C. Es uno de los polímeros más estables en esta etapa.
2. Resistencia a bajas temperaturas
El material de poliimida es resistente a temperaturas ultrabaja. Incluso en nitrógeno líquido a temperaturas ultrabaja, no se vuelve quebradizo y mantiene cierta resistencia mecánica.
3. Buenas propiedades mecánicas:
La resistencia a la tracción de la película de poliimida de homofenileno (Kapton) es de 170 MPa y el módulo de tracción es de 3,0 GPa, mientras que la resistencia a la tracción de la poliimida de bifenilo (Upilex) alcanza los 400 MPa y el módulo de tracción es de 3 ~ 4 GPa, y puede ser superior a 200 GPa después de la mejora.
4. Buena estabilidad dimensional:
La poliimida presenta un coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo. Generalmente, este coeficiente oscila entre 2×10⁻¹⁻¹ y 3×10⁻¹ ...
5. Buenas propiedades dieléctricas y aislantes:
La constante dieléctrica de los materiales de poliimida se encuentra generalmente entre 3,0 y 3,6. Al introducir átomos de flúor o dispersar aire a escala nanométrica, la constante dieléctrica puede reducirse a valores entre 2,5 y 2,7, o incluso inferiores. La pérdida dieléctrica es de aproximadamente 1×10⁻³, la rigidez dieléctrica es de 100 ~ 300 kV/mm y la resistencia volumétrica es de 1×10⁻¹ Ω.cm. Esta poliimida de baja constante dieléctrica garantiza su aplicación como material de embalaje y aislante en la industria microelectrónica.
6.Buena resistencia a la radiación:
Los materiales de poliimida son estables a altas temperaturas, alto vacío e irradiación y tienen poca materia volátil.
7.Buena estabilidad química:
Generalmente, la poliimida es insoluble en disolventes orgánicos comunes, y la poliimida soluble común solo lo es en algunos disolventes orgánicos polares específicos. Sin embargo, la poliimida, al igual que otros polímeros aromáticos, no es resistente al ácido sulfúrico ni al ácido nítrico concentrados, ni a los halógenos. La poliimida presenta una fuerte resistencia a la hidrólisis de ácidos diluidos y una alta estabilidad a oxidantes y agentes reductores, especialmente a altas temperaturas. Sin embargo, las variedades generales no son resistentes a la hidrólisis, especialmente a la hidrólisis alcalina.
8.Buena resistencia al fuego:
La poliimida es un polímero autoextinguible con una tasa de humo muy baja. La tasa de residuos de carbono tras la combustión a alta temperatura suele ser superior al 50 %. Es un buen retardante del calor y de la llama.
9.No tóxico y biocompatible:
Las poliimidas no son tóxicas y algunas también son muy biocompatibles. Se pueden utilizar para fabricar vajillas y equipos médicos, y resisten miles de esterilizaciones.
10.La poliimida también tiene sus desventajas:
La poliimida tradicional es infusible y difícil de procesar; la película es dura, frágil y de baja resistencia; en la industria microelectrónica, su coeficiente de expansión térmica es deficiente. En la industria de las comunicaciones ópticas, su transparencia es deficiente y, al mismo tiempo, su adhesión es deficiente.
Método de síntesis de poliimida
Los métodos de síntesis de poliimida se dividen en dos categorías. El primero consiste en formar un anillo imida durante el proceso de polimerización o en una reacción macromolecular; el segundo consiste en sintetizar poliimida a partir de monómeros que contienen anillos imida.
El primer tipo de método de síntesis incluye principalmente: la reacción del dianhídrido y la diamina para formar poliimida; la reacción del ácido tetrabásico y la diamina para formar poliimida; y la reacción del éster dibásico de ácido tetrabásico y diamina. La poliimida, etc., se obtiene mediante la reacción del dianhídrido y el diisocianato.
En el segundo tipo de método de síntesis, se han utilizado casi todas las reacciones de polimerización por condensación comunes para sintetizar varios polímeros con anillos imida a partir de monómeros con anillos imida, como imida de poliéster, imida de poliamida, imida de policarbonato, imida de poliuretano, etc.
Tipo de poliimida
Según la estructura química de las unidades repetitivas, las poliimidas se dividen en tres tipos: alifáticas, semiaromáticas y aromáticas. Según sus propiedades térmicas, se dividen en dos tipos: termoplásticas (incluyendo termoplásticas reales y pseudotermoplásticas) y termoestables.
La poliimida termoplástica puede fluir y deformarse al calentarse, manteniendo su forma tras enfriarse. Dentro de un rango de temperatura determinado, puede ablandarse repetidamente mediante calentamiento y endurecerse mediante enfriamiento. Las poliimidas de anhídrido de éter, obtenidas mediante la reacción del anhídrido tetracarboxílico de éter difenílico con diaminas aromáticas, pertenecen a esta categoría y pueden moldearse varias veces a 390 °C.
La poliimida termoendurecible puede ablandarse y fluir al calentarse por primera vez. Al alcanzar cierta temperatura, se produce una reacción química: la reticulación se solidifica y endurece. Este cambio es irreversible. Después, al calentarse de nuevo, ya no puede ablandarse ni fluir.
La poliimida termoendurecible suele estar compuesta de poliimida de bajo peso molecular o ácido poliámico con grupos insaturados en los extremos, y se polimeriza a través de estos grupos. Según los diferentes agentes de recubrimiento y métodos de síntesis, se dividen principalmente en resina de bismaleimida, resina de poliimida de tipo PMR, resina de poliimida con terminación fenilo y resina de poliimida con base de dianhídrido asimétrico. También se pueden encontrar resinas de imina, resina de poliimida soluble tras la imidización y resina de poliimida con terminación etinilo.
