聚酰亚胺性能及合成方法_曹红葵.pdfVIP

化学推进剂与高分子材料 · 24 · Chemical Propellants Polymeric Materials 2008年第6卷第3期 聚酰亚胺性能及合成方法 曹红葵 (湖南城建职业技术学院材料工程系，湖南湘潭 411101) 摘 要:聚酰亚胺兼具有机高聚物和无机材料的优点，是迄今为止在工业应用中耐热等级最高的聚合 物材料。概述了聚酰亚胺的优异性能，并对其合成方法作了初步探讨与比较，指出二步合成法是合成聚 酰亚胺的典型方法。 关键词:聚酰亚胺；性能；合成 中图分类号:TQ323.7文献标识码: A 文章编号:1672-2191(2008)03-0024-02 聚酰亚胺(PI)是迄今为止在工业应用方面耐热 用。②可耐极低温，如在-269℃的液态氦中仍不 等级最高的聚合物材料。它具有优异的热性能、机 会脆裂。③机械强度高，未填充的塑料的抗拉强 械性能和电性能，是一种重要的工程塑料，已在 度都在100MPa以上，均苯型聚酰亚胺的薄膜 航天航空、电子电气等多项产业中得到广泛应用。 (Kapton)为170MPa，而联苯型聚酰亚胺(Upilex S) 其高热稳定性和高玻璃化转变温度有助于稳定以纳 达到400MPa。④化学性质稳定，一些品种不溶于 米尺寸分散的微粒，不使其聚集，对合成杂化材 有机溶剂，对稀酸稳定，耐水解，经得起120℃， 料十分有利。聚酰亚胺纳米杂化材料在耐热性、强 500h的水煮。⑤抗蠕变能力强，在较高温度下， 度、模量、尺寸稳定性等方面显示了明显的优势， 其蠕变速度甚至比铝还小。⑥耐辐照性好，在高 在光、电、磁等方面的功能更为诱人。20世纪90 温、高真空及辐照下稳定，挥发物少。⑦摩擦性 能优良，在干摩擦下与金属对摩时，可以向对摩 年代初，美国杜邦公司在聚酰亚胺薄膜(Kapton FN) 的基础上开发出耐电晕聚酰亚胺(Kapton FCR)，通 面转移，起自润滑作用，并且静摩擦系数与动摩 过西门子等电气公司的研究和开发，并在欧洲高速 擦系数很接近，防止爬行的能力好。⑧介电性能 -3，介电 电力机车上得到广泛应用。应用证明采用耐电晕聚 优异，介电常数为3.4左右，介电损耗10 酰亚胺薄膜制成的绕包线性能良好，质量稳定，为 强度为100~300kV/mm。在宽广的温度范围和频率 今后耐电晕绕包线的生产提供了良好条件。然而， 范围内介电性能仍能保持较高水平。⑨为自熄性聚 聚酰亚胺纳米杂化材料的研究还处于初步阶段，许 合物，发烟率低，在极高的真空下放气量很少。 多工作有待于深入开展，如研究新的杂化体系，采 ⑩无毒，可用来制造餐具和医用器具，并经得起数 用新的杂化方法，控制材料的相分离尺寸和形态结 千次消毒，一些聚酰亚胺还具有很好生物相容性。 构，研究纳米效应及其特殊的物化性质等。 总之，聚酰亚胺具有耐高温、耐辐射、机械 1 聚酰亚胺的性能 性能好、摩擦性能优良等突出的综合性能，在航 聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺环(酰亚胺基团) 空、航天、电器、机械、化工、微电子等高技 的一类聚合物，其中以含有肽酰亚胺环的聚合物尤 术领域广泛使用。 为重要，是由二元酸和二元胺缩聚得到的。聚酰 2 聚酰亚胺的合成方法 亚胺分子中含有十分稳定的芳杂环结构单元，作为 聚酰亚胺是一类环链化合物，根据其结构和制 特种工程材料具有其他高分子材料所无法比拟的高 备方法，可分成主链含有脂肪链的聚酰亚胺和主链 耐热性能、优良的机械性能和电性能：①耐热性 中含有芳环链的聚酰亚胺2大类。其通式为： CO CO 非常好，由联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺， 　　　　　　　 N ′R