聚酰亚胺ppt.ppt

聚酰亚胺,目前工程塑料中耐热性最好的一种聚酰亚胺是目前产量最大的一类耐热树脂。被称为是解决问题的能手没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术21世纪最有希望的工程塑料之一,引言,1,CONTENTS,目录,聚酰亚胺的发展简史,1,聚酰亚胺的分子结构与合成,2,聚酰亚胺的结构与性能,3,聚酰亚胺的性能与应用,4,聚酰亚胺的研究进展,5,首次合成,Bogert和IRenshaw以4-氨基邻苯二甲酸酐或4-氨基邻苯二甲酸二甲酯开展分子内缩聚反应，制得了芳香族聚酰亚胺。,1908年,开始推广应用,1955年美国DuPont公司Edwards与Robison申请了世界上第一篇有关聚酰亚胺在材料应用方面的专利,40至50年代,实现商品化,1961年杜邦公司采用芳香族二胺和芳香族二配的缩合反应，用二步法工艺合成了聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton)，并于1961年正式实现了PI的工业化。1969年法国罗纳-普朗克公司(Rhone-Poulene)首先开发成功双马来酰亚胺预聚体(Kerimid601),它是先进复合材料的理想基体树脂。美国国家航空航天局(NASA)在70年代研制成功的PMR热固性聚酰亚胺树脂较好地解决了材料难于加工的问题。,60至80年代,80年代以来,聚酰亚胺的发展简史,1,蓬勃发展阶段,提高耐热性,NASA研究出的苯并口恶唑酰亚胺薄膜材料热分解温度为600,在460加热4h,失重仅为1.878%,在航空航天领域有很大用途。,改善不熔性,改变线膨胀系数,聚酰亚胺的发展简史,1,美、日、法等国从1965年开始研究，聚可溶性聚酰亚胺的耐热性一般，但是可以提高其溶解性，同时可熔融成型，有效降低了成本。,绝缘性能优良，可用于电子工业。日本宇部兴产公司先后发展了聚联苯四甲酰亚胺UpilexR和Upilexs，其薄膜制品的线涨系数，达到接近单晶硅和金属铜的线涨系数，成为覆铜箔薄膜的最佳选材，可广泛应用于柔性印刷线路版，是聚酰亚胺电子薄膜划时代的巨大进步。,聚酰亚胺(Polyimide,PI)是指高分子主链上含有亚胺环的一类高聚物,由含二胺和二酐的化合物经逐步聚合制备,结构式如图所示,例如：当,聚酰亚胺的分子结构与合成,2,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。反应通式如下：,聚酰亚胺的分子结构与合成,2,例如：当,聚酰亚胺的分子结构与合成,2,聚酰亚胺的结构与性能,3,含氮五元杂环,芳杂环,芳杂环的共轭效应高耐热性、热稳定性、高力学性能（高温下保持率很高）,含氮五元杂环和芳杂环分子链刚性大分子间作用力强,聚酰亚胺的性能与应用,4,拉伸、弯曲、压缩强度较高；突出的抗蠕变性，尺寸稳定性。,a.力学性能：,主链键能大，不易断裂分解,耐高温。耐低温性好，很低的热膨胀系数,b.热性能：,优良的电绝缘性能。偶极损耗小，耐电弧晕性突出，介电强度高，随频率变化小,c.电性能：,d.耐化学药品性：,e.耐辐射性：,耐油、有机溶剂酸强氧化剂作用下，发生氧化降解，不耐碱。碱和过热水蒸气作用下，发生水解,经射线照射后，强度下降很小。自熄性聚合物，发烟率低,2013年3月7日，全球首家，也是唯一一家轶纶生产商长春高琦聚酰亚胺材料有限公司在北京主办了一场特殊的内部品鉴会，向国内主流户外媒体发布了Orwonderils世界首款聚酰亚胺纤维套绒户外冲锋衣。特点：金黄色，纤维本身的颜色保暖且火烧不着防风、防水系数的都是目前市面上最高的使用透湿膜，使湿气迅速排出，不产生憋闷感,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。,聚酰亚胺在航空航天中的应用,图2为美国AEC-Able公司研制的20m太阳帆样机，由伸展臂和4块薄膜构成。薄膜采用LaC-CPI热塑性聚酰亚胺复合材料，厚35m。,热塑性聚酰亚胺复合材料在美国的超音速飞机计划中也得到了应用。NASA在1994年开始超音速飞机研究，飞行时表面温度为177，要求使用寿命为60000h。现有的高温树脂基复合材料无法满足超音速飞机，已确定50%的结构材料为以热塑性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。下图为波音公司采用IM7/PETI-5材料制造的机身夹芯板。,中国运载火箭技术研究院在长征三号甲运载火箭的气动机叶片中采用了碳纤维增强的热塑性聚酰亚胺复合材料，该材料在低温、高速、干摩擦和高磨损等恶劣工作条件下表现优异，为长征三号甲运载火箭成功完成“嫦娥一号”探测卫星的发射做出了重要贡献。图为长征三号甲运载火箭。,国内聚酰亚胺在航空航天中的应用现状,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液晶显示用的取向排列剂：聚酰亚胺在TN-LCD、SHN-LCD、TFT-CD及未来的铁电液晶显示器的取向剂材料方面都占有十分重要的地位。电-光材料：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。,薄膜：是聚酰亚胺最