聚醚酰亞胺pei的性能(1)pei的特點(diǎn)是在高溫不具有高的強(qiáng)度、高的剛性、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。(2)pei是琥珀色透明固體,不添加任何添加劑就有固有的阻燃性和低煙度,氧指數(shù)為47%,燃燒等級(jí)為ul94-v-0級(jí)。(3)pei的密度為1.28~1.42g/cm3,玻璃化溫度為215℃,熱變形溫度198~208℃,可在160~180℃下長(zhǎng)期使用,允許間歇最高使用溫度為200℃。(4)pei具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性能、耐輻射性、耐高低溫及耐疲勞性能和成型加工性;加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達(dá)到增強(qiáng)改性目的。
pei是無定形聚醚酰亞胺(pei)所制造的超級(jí)工程塑料,具有最佳之耐高溫及尺寸穩(wěn)定性,以及抗化學(xué)性、阻燃、電氣性、高強(qiáng)度、高剛性等等,pei樹脂可廣泛應(yīng)用耐高溫端子,ic底座、照明設(shè)備、fpcb(軟性線路板)、液體輸送設(shè)備、飛機(jī)內(nèi)部零件、醫(yī)療設(shè)備和家用電器等。 主要特性: 1.耐高溫(hdt超過200℃,ul連續(xù)應(yīng)用溫度超過170℃) 2.優(yōu)異的阻燃性(氧指數(shù)大于4.7,低發(fā)煙量和ul94v-0/5v) 3.不需要添加阻燃劑 4.杰出的電氣性能(在寬廣的頻率和溫度范圍中有穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗及極高的介電強(qiáng)度) 5.極佳的耐化學(xué)品和耐輻射性能 6.獨(dú)特的強(qiáng)度和剛性 7.透明性
聚醚酰亞胺具有很寬范圍的耐化學(xué)性,包括耐多數(shù)碳?xì)浠衔?、醇類和所有鹵化溶劑;也可耐無機(jī)酸和短期耐弱堿。對(duì)部分鹵化溶劑,聚醚酰亞胺是良好的選材。它的水解穩(wěn)定性很好,在沸水中浸泡 10 000小時(shí)后拉伸強(qiáng)度保持85%以上,在 270f溫度下,蒸汽熱壓循環(huán) 2000次后拉伸強(qiáng)度保持在 100%。聚醚酰亞胺具有很好的抗紫外線、y射線性能,在400兆拉德的鈷射線輻射下加工,拉伸強(qiáng)度保持 94%。
美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室規(guī)定聚醚亞胺樹脂的長(zhǎng)期使用溫度是338t和356t(根據(jù)等級(jí)),燃燒等級(jí)達(dá)到ul94v—0(10密耳厚度。)氧指數(shù)達(dá)47,聚醚酰亞胺符合飛機(jī)內(nèi)件要求的faa阻燃性和熱稀放性的材料標(biāo)準(zhǔn)。它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為419f,并允許在392f下間斷使用,在更高溫度下,產(chǎn)生短期偏移。在356t下,拉伸溫度和撓曲模量分別在41和2068mpa以上。用玻纖、碳纖維增強(qiáng)的材料在接近玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度下,具有更高的強(qiáng)度和剛度。
聚醚酰亞胺在高溫和應(yīng)力下的長(zhǎng)期抗蠕變性允許其在許多結(jié)構(gòu)設(shè)備中代替金屬和其它材料。在可變溫度、濕氣和頻率條件下表現(xiàn)出很好的電性能。在ghz頻率下的低損耗因數(shù)使聚醚酰亞胺具有高的微波可穿性。它的離子型污染物低水準(zhǔn),在 250f100% r. h.和207kpa下120小時(shí)用水提取后的導(dǎo)電率,在20兆歐以上,它可用作電子傳感器元件的絕緣材料。
學(xué) 名 聚醚酰亞胺
英文名 polyetherimide,簡(jiǎn)稱pei
1、發(fā)展史
1972年美國ge公司開始研究開發(fā)pei,經(jīng)過10年時(shí)間試制、試用,于1982年建成5000噸生產(chǎn)裝置,并正式以商品ultem在市場(chǎng)銷售。目前,全世界年需要量為10000噸左右。以后,為提高產(chǎn)品的耐熱性,ge公司還開發(fā)了ultemⅱ。由于ultemⅱ中含有對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu),致使玻璃化溫度(tg)從215°提高到227°,因而適應(yīng)電子零件超小型電子管表面粘貼技術(shù)(smt)的需要。近年來,該公司以開發(fā)了耐化學(xué)藥品品級(jí)crs5000、電線被覆用品級(jí)有機(jī)硅共聚合體d9000。為了進(jìn)一步提高耐熱性、耐化學(xué)藥品性和流動(dòng)性,該公司還開發(fā)了特種式程塑料合金,如pei/pps合金jd8901、pei/pc合金d8001、d8007和spei/pa合金等。
上海市合成樹脂研究所對(duì)聚醚酰亞胺的研究開發(fā)工作始于20世紀(jì)80年代初,現(xiàn)有10t/apei裝置一套,目前處于供不應(yīng)求狀態(tài)。該所正準(zhǔn)備建設(shè)100t/a pei生產(chǎn)裝置,以滿足國防軍工的需要。該所的聚醚酰亞胺ys30,結(jié)構(gòu)中含有二苯醚二胺,其產(chǎn)品耐水解性能更佳。
2、主要生產(chǎn)方法
聚醚酰亞胺是由4,4′-二氨基二苯醚或間(或?qū)Γ┍蕉放c2,2′-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐在二甲基乙酰胺溶劑中經(jīng)加熱縮聚、成粉、亞胺化而制得。
在上述方法中,又可分成多硝基取代法和多環(huán)縮聚過程。前者首先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),生成酰亞胺環(huán),然后進(jìn)行芳族親核硝基取代反應(yīng),形成柔性醚“鉸鏈”。后者是先進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),然后進(jìn)行環(huán)化反應(yīng),聚合物的生成工序是多環(huán)縮聚過程。
pei可用熔融縮聚法制備。這一方法從經(jīng)濟(jì)上,生態(tài)和技術(shù)的觀點(diǎn)來看,都是有發(fā)展前途的。由于該法不使用溶劑,聚合物中不會(huì)含有溶劑,這對(duì)加工和使用都有重要意義。
pei還可用連續(xù)法直接在擠出機(jī)制造。該法操作步驟是:起始化合物的混合物依次通過擠出機(jī)內(nèi)具有不同溫度的區(qū)域,由單體混合的低溫區(qū)移向最終產(chǎn)品溶融的高溫區(qū)。環(huán)化反應(yīng)生成的水,經(jīng)適當(dāng)?shù)目诳讖臄D出機(jī)中不斷排出,通常在擠出機(jī)的最后區(qū)域借助真空減壓抽出。從擠出機(jī)的出料口可得到聚合物粒料或片材。還可在擠出機(jī)內(nèi)直接使pei和各種填料混合,制得以pei為主的配混料。
在這些方法中,溶液聚合是目前工業(yè)生產(chǎn)的方法。然而擠出機(jī)連續(xù)擠出聚合方法已由上海市合成樹脂研究所在小型裝置上開發(fā)成功,可以推向工業(yè)生產(chǎn)。
3、理化性能
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能,并可透過微波。加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達(dá)到增強(qiáng)改性的目的。也可和其它工程塑料組成耐熱高分子合金,可在-160~180℃使用。上海市合成樹脂研究所企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sr-7001-86《ys30注塑型聚醚酰亞胺塑料》,主要性能指標(biāo)見表3-47。
4、加工成型
聚醚酰亞胺可用注塑和擠出成型,且易后處理和用膠粘劑與各種焊接法同其它材料接合。由于熔融流動(dòng)性好,通過注塑成型可以制取形狀復(fù)雜的零件。加工前須在150℃充分干燥4小時(shí),注塑溫度為337~427℃,模具溫度為65~117℃。ys30的注塑條件如下:
預(yù)熱 150℃,4小時(shí)
料筒溫度:
前段 300~320℃
后段 330~410℃
注塑壓力 60~100mpa
保壓時(shí)間 5~30秒
冷卻時(shí)間 5~30秒。
5、應(yīng)用領(lǐng)域
聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的綜合平衡性能,卓有成效地應(yīng)用于電子、電機(jī)和航空等工來部門,并用作傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品的金屬代用材料。
在電器、電子工業(yè)部門,聚醚酰亞胺材料制造的零部件獲得了廣泛的應(yīng)用,包括強(qiáng)度高和尺寸穩(wěn)定的連接件、普通和微型繼電器外殼、電路板、線圈、軟性電路、反射鏡、高精度密光纖元件。特別引人注目的是,用它取代金屬制造光纖連接器,可使元件結(jié)構(gòu)最佳化,簡(jiǎn)化其制造和裝配步驟,保持更精確的尺寸,從而保證最終產(chǎn)品的成本降低約40%。
耐沖擊性板材ultem1613用于制飛機(jī)的各種零部件,如舷窗、機(jī)頭部部件、座件靠背、內(nèi)壁板、門覆蓋層以及供乘客使用的各種物件。pei和碳纖維組成的復(fù)合材料已用于最新直升飛機(jī)各種部件的結(jié)構(gòu)。
利用其優(yōu)良的機(jī)械特性、耐熱特性和耐化學(xué)藥品特性,pei被用于汽車領(lǐng)域,如用以制造高溫連接件、高功率車燈和指示燈、控制汽車艙室外部溫度的傳感器(空調(diào)溫度傳感器)和控制空氣和燃料混合物溫度的傳感器(有效燃燒溫度傳感器)。此外,pei還可用作耐高溫潤(rùn)滑油侵蝕的真空泵葉輪、在180℃操作的蒸鎦器的磨口玻璃接頭(承接口)、非照明的防霧燈的反射鏡。
聚醚酰亞胺泡沫塑料,用作運(yùn)輸機(jī)械飛機(jī)等的絕熱和隔音材料。
pei耐水解性優(yōu)良,因此用作醫(yī)療外科手術(shù)器械的手柄、托盤、夾具、假肢、醫(yī)用燈反射鏡和牙科用具。
在食品工業(yè)中,用作產(chǎn)品包裝和微波爐的托盤。
pei兼具優(yōu)良的高溫機(jī)械性能和耐磨性,故可用于制造輸水管轉(zhuǎn)向閥的閥件。由于具有很高的強(qiáng)度、柔韌性和耐熱性,pei是優(yōu)良的涂層和成膜材料,能形成適用于電子工業(yè)的涂層和薄膜,并可用于制造孔徑< 0.1μm、具有高滲透性的微孔隔膜。還可用作耐高溫膠粘劑和高強(qiáng)度纖維等。
6、開發(fā)動(dòng)向
國外聚醚酰亞胺主要是美國通用電器公司生產(chǎn)銷售。目前發(fā)展趨勢(shì)在于提高耐熱性,為此引入對(duì)苯二胺結(jié)構(gòu)和與其它特種工程塑料組成合金,為提高pei機(jī)械強(qiáng)度,而采用pc、pa等工程塑料組成合金。聚合工藝方面正在開發(fā)雙螺桿連續(xù)擠出聚合反應(yīng)技術(shù),預(yù)計(jì)不久將會(huì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。