聚酰亚胺PPT.ppt

,聚酰亚胺（PI）,张朋朋153112124,聚酰亚胺,概况,发展简史,合成与应用,研究进展,分子结构与性能,目录,聚酰亚胺,聚酰亚胺（PI）是一族聚合物的总称,理论上它们可以由任何一种二酐和二胺,在一种适宜的溶剂里合成；分子特征为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,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1。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（protionsolver），并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术2。,聚酰亚胺树脂,聚酰亚胺树脂是一种用途广泛的特殊的高分子材料。它具有优良的物理机械特性，如耐高温和耐低温性能，较高的拉伸强度，较低的线性膨胀系数，适宜的弹性模量，极小的热收缩率，良好的自润滑性和很强的抗辐射能力。它同时具有优良的电气与化学稳定性。可将聚酰亚胺树脂制成模塑粉、薄膜、漆料、发泡材料、中空管等，广泛用于工程塑料，航空，航天，电工、电子，环境保护，新能源，医学和信息记录及其影像技术与材料等诸多领域1-4。其中，用量最大的产品是薄膜。,发展简史,聚酰亚胺的发展简史,3-7,聚酰亚胺的分子结构,在主链重复结构单元中含酰亚胺集团，芳环中的碳和氧以双键相连，芳杂环产生共轭效应，这些都能增强主键键能和分子间作用力,结构与性能的关系,聚酰亚胺的性能,11,可编辑,聚酰亚胺的性能,缺点：熔点太高，不溶于大多数有机溶剂，加工流动性不佳，易水解，吸水性较高及膨胀系数大等,聚酰亚胺的合成与应用,聚酰亚胺（PI）是一族聚合物的总称,理论上它们可以由任何一种二酐和二胺,在一种适宜的溶剂里合成；分子特征为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。聚酰亚胺主要是由二酐类（Dianhydride）及二胺类（Diamne）为原料，进行缩合聚合后形成聚酰胺酸胶液（PAAVarnish），再涂布成为薄膜，后经高温（300）后固化（又称为亚胺化，或称环化，或熟化）脱水，而形成PI高分子。,.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。,先进复合材料：用于航天、航空器及火箭部件。是最耐高温的结构材料之一,涂料：作为绝缘漆用于电磁线，或作为耐高温涂料使用,聚酰亚胺,应用,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。,泡沫塑料：用作耐高温隔热材料。,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醇类中脱除水分,胶粘剂：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,工程塑料：有热固性也有热塑型，热塑型可以模压成型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。,聚酰亚胺,应用,聚酰亚胺研究进展,1、国外进展早在20世纪60年代美国杜邦公司就开始了聚酰亚胺纤维相关研究工作，但限于当时整体聚酰亚胺发展技术水平与纤维制备方面的实际困难，杜邦公司并没有将聚酰亚胺纤维推向产业化2、20世纪60、70年代，一般采用两步法工艺制备聚酰亚胺纤维，主要以美国和日本为主，当时还仅仅处于实验室研究阶段，得到的纤维强度和模量都比较低未见产业化8-9。3、前苏联在20世纪70年代就开始相关方面的研究，但纤维产品都仅限于军用方面及航空航天中的轻质电缆护套、耐高温特种编织电缆等。并对我国实施进口封锁。前些年俄罗斯已有高性能聚酰亚胺纤维的研究报道和应用实例，由于保密原因未见任何有关纤维的商品出售或商品牌号的报道4、直到20世纪90年代随着高科技领域发展的迫切需要特别是航空航天领域的巨大需求以及聚酰亚胺合成技术的改进和纤维纺丝工艺的发展，聚酰亚胺纤维的生产成本有所下降，其研究在世界范围内又重新活跃起来10.,聚酰亚胺的研究进展,20世纪末俄罗斯更报道了生产出强度达到Kevlar49纤维2倍的高强高模聚酰亚胺纤维，其力学性能可以与碳纤维T7媲美而质量则比碳纤维减轻了20%对航空航天技术发展意义重大。由于生产技术和产品成本的原因，世界上聚酰亚胺纤维一直发展比较缓慢，没有较大规模的工业化生产。这也是因为芳香族聚酰胺纤维已基本能够满足许多领域对高性能纤维的使用要求。对于耐热性、强度和模量更高的纤维，并非是许多工业领域的急需材料，加之聚酰亚胺纤维成本太高和数量太少也是阻碍其发展的主要原因。,聚酰亚胺的发展方向,虽然聚酰亚胺树脂已得到了大量应用,但因为它在化学合成和性能上具有显著的独特性,其发展潜力仍很巨大,应用前景也非常广阔。今后聚酰亚胺的发展方向可归纳为以下几个方面8-10:(1)作为结构材料需要更高的耐热性,更高的机械强度和更好的韧性(2)作为微电子材料需要更高的纯度,更好的介电性能与抗辐射性能;(3)提高应用过程中耐湿热性能及使用寿命;(4)改善加工工艺,寻求新的成型方法与固化工艺;(5)降低成本,扩大用途。,参考文献,1吴国光.聚酰亚胺及其薄膜的制造与应用J.信息记录材料，2010,11(5):47-53.2李敏,张佐光,仲伟虹,等.聚酰亚胺树脂研究与应用进展J.复合材料学报，2000,17(4),47-53.3李玉芳.聚酰亚胺树脂的生产和应用进展J.化工文摘，2009(4),17-21.4YinDX，LiYF，ShaoY，etal.Synthesisandcharacteriza-tionofsolublepolyimidesbasedontrifluoromethylatedaromaticdianhydrideandsubstitutionaldiaminetriphenyl-methanesJ.JournalofFluorineChemistry，2005，126（5）：819-823.5TsaiMH，WhangWT.Lowdielectricpolyimide/poly（silses-quioxane）-likenanocompositematerialJ.Polymer，2001，42（9）：4197-4207.6赵祎程，姚军燕，付建勇,等。聚酰亚胺树脂改性研究进展J.中国粘胶剂，2011,20(8),52-56.,参考文献,7秦志敬.耐高温聚酞亚胺树脂的发展J.材料工程，1994(4),5-8.8杨士勇,高生强,胡爱军,等.耐高温聚酰亚胺树脂及其