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聚均苯四甲酰亚胺(PMMI)

  发布日期:2006/1/24 16:55:00   1242人次浏览    【 双击鼠标滚屏 】
 

  英 文 名 Polypyromellitimide,简称PMMI  

    1、发展史  

    1980年首次成功合成芳族聚酰亚胺,五十年代末期制备得到高分子量的芳族聚酰亚胺。1961年杜邦公司生产出聚均苯四甲酰亚胺薄膜(Kapton)。1964年开发生产聚均苯四甲酰亚胺膜塑料(Vespels)。1965年公开报道该聚合物的薄膜和模塑料,之后,粘合剂、涂料、泡沫和纤维相继问世。六十年代中期,大量文献涉及该聚合物的各有关方面。1977~1979年就有一千多篇有关稿件登载于美国化学文献中,100多篇文献向美国国家技术服务局登记。随着电器、电子机器的小型化、轻量化,对耐热性优良的、电性能优异的聚酰亚胺的需要量越来越多。1979年,美国消费聚酰亚胺2200吨。就薄膜而言,东丽?杜邦公司的Kapton年生产能力为565吨,钟渊化学公司在日本的Apical年生产能力为170吨,该公司与Allied-signal公司合作在美国有一年产150吨Apical生产装置,还准备在瑞士建设百吨级生产装置。俄国报道不详,从技术交流得悉,目前该国有一年产200多吨的生产装置。美国年生产能力近2000吨。全世界拥有聚均苯四甲酰亚胺薄膜年生产能力近4000吨。日本对膜塑料的年需要量为20吨,估计美国年需要量200多吨。全世界总需要量为每年300多吨,预测今后将以每年10%的速度递增。  

     我国对聚均苯四甲酰亚胺的研究始于1962年,1963年用于漆包线,1966年后薄膜、模塑料、粘合剂相继问世,目前产量已达200多吨。  

    2、生产方法  

    加入一定量的二甲基乙酰胺到反应釜内,然后再加入4,4′-二氨基联苯醚,待基本溶解后,加入均苯四甲酸二酐,反应温度控制在50℃左右,得到透明的聚酰胺酸顶聚物溶液。预聚物脱除溶剂后,经300高温脱水环化或加醋酐(脱水剂)、三乙胺(中和剂)成盐沉淀,分离得到聚酰亚胺。  

    3、理化性能  

  模塑粉和模压塑料的性能如下:  

    3.1模塑粉  
    外观:淡黄色粉末  
    细度:≤250μm  
    表观密度:≥0.35(克/cm3)  
    (0.5%邻甲酚溶液,温度35℃时测定)  
    3.2模压塑料  
    外观:琥珀色半透明   
    表面电阻率:≥1015Ω  
    体积电阻率:≥1016Ω?cm  
    压缩强度:≥160MPa  
    弯曲强度:≥180MPa  
    冲击强度:≥100kJ/m2  
    介电损耗角正切(106赫兹)1×10-3~5×10-3  
    介电常数(106赫兹)3.0~3.5  

    4、加工成型   

     4.1薄膜  

    目前国内有两种成型方法,即连续浸渍法和流延法。先在二甲基乙酰胺溶液中,制得浓度为15%~16%、比浓粘度20~50秒的聚酰胺酸溶液。然后,以多程浸胶机进行浸渍操作,用0.05mm厚的铝箔作连续载体。每浸一次都经过烘烤干燥(180℃以下),除去溶剂,浸渍速度为3.5~6.5m/min。然后,在350℃下处理30~60分钟,使聚酰胺酸膜脱水环化。待冷却后,将聚酰亚胺化的薄膜从铝箔上剥下,即得成品。若将聚酰胺酸溶液流延在连续运转的不锈钢基带上,通过烘烤和高温脱水环化,即可制取聚酰亚胺薄膜。  

    4.2模压塑料   

    苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基联苯醚等摩尔反应制备的15~20%高粘度聚酰胺酸溶液,再加入叔胺催化剂,加热沉淀,除去溶剂,再经300℃高温处理,制成高比表面的模塑粉。最后,采用类似粉末冶金法,聚酰亚胺粉末加入模子中于300℃维持10分钟,再加压(275MPa)2分钟,在保持压力的条件下吹风冷却,至温度低于200℃后,解除压力,出模即可。  

    4.3纤维  

    聚均苯四甲酰亚胺纤维是由它的先母料聚酰胺酸的DMAC(二甲基乙酰胺)溶液,在气态环境中干纺成聚酰胺酸纤维,在充分拉伸的情况下转化成聚酰亚胺纤维,热转化后于550℃完成纤维拉伸。这样制成的纤维其拉伸强度为0.45GPa,伸长率为11.7%,模量为6.4GPa。  
    4.4涂料  

    聚酰胺酸可用作涂料材料。将其涂布到电线上,热转化成聚酰亚胺,即可产生一种重要的线缆涂料。前述的Pyre ML和Pyralin均属此类聚均苯四甲酰亚胺涂料。  

    5、应用领域  

    聚均苯四甲酰亚胺薄膜可用于电动机、变压器线圈的绝缘层和绝缘槽衬。与氟树脂复合的薄膜,可用于航空电缆、扁平软性电缆和电导体的包封材料。与铜箔复合的复铜板,可用作挠性印刷电缆、单层板和多层板、计算机打印头上的软带、应变片上的接线柱等。  
    模塑料可用于特种条件下的精密零件、耐高温自润滑轴承、压缩机活塞环、密封圈、鼓风机叶轮等。还可用于液氨接触的阀门零件、喷气发动机供应燃料系统的零件。  

    聚酰亚胺粘合剂可用于火箭、喷气机翼的粘接以及金刚砂磨轮的粘接。  

    轻质耐燃弹性泡沫塑料可用于飞机座垫。  

    纤维可做中空纤维,用于分离混合气体。  

    6、开发动向  

    聚均苯四甲酰亚胺薄膜占其用途的75%。今后不仅用作绝缘薄膜,而且功能膜尤其是气体分离膜将会有大的发展。复铜箔应用也越来越广泛,应用比例将逐渐增加。  

    膜塑料将进一步提高高温的强度、伸长率和冲击强度,以满足苛刻环境中的应用要求。  

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